來(lái)源:匠心地理 都江堰水利工程 偉大的奇跡 jiang xin di li 一 工程修建背景 岷江發(fā)源于四川北部的岷山,是匯入長(zhǎng)江的重要支流之一。岷江口是長(zhǎng)江中上游的分界點(diǎn),岷江水流量大、流速湍急。每當(dāng)春夏山洪暴發(fā)的時(shí)候,江水奔騰而下,從灌縣進(jìn)入成都平原,由于河道狹窄,古時(shí)常常引發(fā)洪災(zāi),洪水一退,又是沙石千里。而灌縣岷江東岸的玉壘山又阻礙江水東流,造成東旱西澇。 公元前316年,秦惠文王采納了大將司馬錯(cuò)“得蜀則得楚,楚亡則天下定矣”的軍事主張,舉兵滅掉了蜀國(guó)。 公元前280年的秋天,秦滅蜀30年后,大將司馬錯(cuò)在蜀國(guó)的首府成都齊集10萬(wàn)人馬,以一萬(wàn)艘戰(zhàn)船的浩蕩之勢(shì)從岷江上游出發(fā),順?biāo)M(jìn)入長(zhǎng)江,南下東攻楚國(guó),然而在奪取了楚國(guó)的商於,也就是今天的重慶涪陵之后,軍隊(duì)卻因?yàn)榧Z草和兵馬不能及時(shí)補(bǔ)充,在商於陷入了癱瘓,無(wú)法繼續(xù)深入楚國(guó),這次戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗暴露了秦國(guó)利用蜀國(guó)作為攻楚跳板的缺陷。(匠心地理公眾號(hào)整理)因?yàn)楫?dāng)時(shí)訓(xùn)練士兵,打造兵器,征集軍需物資,主要是在蜀國(guó)的中心成都,可是造船和起運(yùn)卻要在岷江上游的汶山進(jìn)行,兵馬從成都到岷江運(yùn)輸碼頭至少要經(jīng)過(guò)50多公里的陸路行進(jìn),糧草從成都出發(fā)也需要數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的勞工經(jīng)過(guò)沿途裝卸的艱難才能到達(dá)碼頭,這樣一來(lái)就很難在作戰(zhàn)中及時(shí)的補(bǔ)充兵員和物資。 公元前272年,30歲的秦國(guó)人李冰奉秦昭王之命,一路艱險(xiǎn)來(lái)到蜀郡擔(dān)任郡守,按照秦國(guó)的耕戰(zhàn)文化和司馬錯(cuò)的軍事思想,這位青年郡守要把自己的屬地建成秦國(guó)統(tǒng)一天下的戰(zhàn)略基地,而當(dāng)時(shí)秦楚兩國(guó)也已形成了劍拔弩張的對(duì)立局面,所以把岷江改道,引水經(jīng)過(guò)成都,使其真正成為一條戰(zhàn)爭(zhēng)補(bǔ)給線(xiàn)的計(jì)劃實(shí)施,最終歷史性地落在了他的肩上。 所以,當(dāng)時(shí)都江堰工程根本目的不是當(dāng)局者利國(guó)利民的考慮,而是軍事需要。 二 工程主體 1.寶瓶口 首先,李冰父子邀集了許多有治水經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)民,對(duì)地形和水情作了實(shí)地勘察,決心鑿穿玉壘山引水。 當(dāng)時(shí)鑿山可沒(méi)有我們今天這么方便,計(jì)算炸藥量和埋放位置,把石頭拉走就行了。按當(dāng)時(shí)條件,只能用鋼釬和鐵錘,而采用這樣的方式,鑿開(kāi)湔山至少需要三十年。李冰在這種情況下,居然想出了火燒水澆的方式,利用熱脹冷縮的原理使巖石迸裂疏松,進(jìn)而開(kāi)鑿。 歷經(jīng)八年,終于在玉壘山鑿出了一個(gè)寬20米,高40米,長(zhǎng)80米的山口,取名為“寶瓶口”,把開(kāi)鑿玉壘山分離的石堆叫“離堆”。 之所以要修寶瓶口,是因?yàn)橹挥写蛲ㄓ駢旧?,使岷江水能夠暢通流向東邊,才可以減少西邊的江水的流量,使西邊的江水不再泛濫,同時(shí)也能解除東邊地區(qū)的干旱,使滔滔江水流入旱區(qū),灌溉那里的良田。這是治水患的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是都江堰工程的第一步。 2.魚(yú)嘴與金剛堤 寶瓶口引水工程完成后,雖然起到了分流和灌溉的作用,但因江東地勢(shì)較高,江水難以流入寶瓶口,李冰父子又率領(lǐng)大眾在離玉壘山不遠(yuǎn)的岷江上游和江心筑分水堰,用裝滿(mǎn)卵石的大竹籠放在江心堆成一個(gè)形如魚(yú)嘴的狹長(zhǎng)小島。魚(yú)嘴把洶涌的岷江分隔成外江和內(nèi)江,外江排洪,內(nèi)江通過(guò)寶瓶口流入成都平原。 金剛堤:是魚(yú)嘴后部延伸向下游至飛沙堰溢洪道的大堤,長(zhǎng)800米,寬75~120米,起著隔江逼水的作用。 從分水堤與金剛堤位于河床中心位置分析,這個(gè)堤的建造,主要是利用了河流的彎道環(huán)流的原理形成的。其東側(cè)是岷江凹岸,也正是內(nèi)江流經(jīng)的部位,西側(cè)是岷江的凸岸,也正是外江流經(jīng)的部位。(匠心地理公眾號(hào)整理)這里的彎道環(huán)流的表流流入凹岸,把凹岸被侵蝕的和過(guò)境的大量泥沙,由環(huán)流的底流再搬運(yùn)到凸岸堆積成遇回扇,其中一部分泥沙在江心堆積形成規(guī)模宏大的江心洲(金剛堤),泥沙在洲頭不斷堆積、延伸,加之人工不斷對(duì)它們修筑、加固和保護(hù),形成今日之天然分水堤。 二八分沙:在魚(yú)嘴分流的地方,內(nèi)江處于凹岸,外江處于凸岸,根據(jù)彎道的水流規(guī)律,表層水流流向凹岸,底層水流流向凸岸,因此隨洪水而下的砂石大部分隨底層水流流向外江。 四六分水:在冬、春枯水季節(jié),岷江水位較低,河流主流線(xiàn)多靠近河谷凹岸流去,分水堤將約十分之六的江水流入內(nèi)江,十分之四的江水流入外江,保證了灌區(qū)的用水量,簡(jiǎn)稱(chēng)“四六分水”;夏、秋洪水季節(jié),岷江水位相對(duì)升高,河流主流線(xiàn)相對(duì)變直,大部分江水流向凸岸,故分水堤又將十分之六的江水排入外江,十分之四的江水注入內(nèi)江。 3.飛沙堰 為了進(jìn)一步起到泄洪排沙的作用,在分水堰與離堆之間,又修建了一條長(zhǎng)200米的溢洪道流入外江。 一方面,在水量較大時(shí),溢洪道自動(dòng)泄洪,使多余的內(nèi)江的水排入外江正流使內(nèi)江不受洪災(zāi)。 另一方面,河道利用江水直沖水底崖壁而產(chǎn)生的漩流沖力,將泥沙從河道側(cè)面的飛沙堰排走,這樣便不會(huì)淤塞內(nèi)江和寶瓶口水道,故取名“飛沙堰”。 古時(shí)飛沙堰,是用竹籠卵石堆砌的臨時(shí)工程;如今已改用混凝土澆鑄,以保一勞永逸的功效。 三 補(bǔ)充:彎曲雙分汊河型 當(dāng)你看到今年高考湖南卷的第19題時(shí),你會(huì)驚喜的發(fā)現(xiàn),關(guān)洲島年內(nèi)流量常出現(xiàn)南、北河道主次變更現(xiàn)象和都江堰水利工程有著異曲同工之處! 看題! (2021年湖南卷) 19.閱讀圖文材料,完成下列要求。(14分) 關(guān)洲河段位于長(zhǎng)江中游,上距三峽壩址約100千米,屬于彎曲雙分汊河型。關(guān)洲島把關(guān)洲河段分為南、北河道。某地理科研團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),1萬(wàn)年以來(lái)關(guān)洲島地層沉積物顆粒從下部到上部呈現(xiàn)細(xì)—粗—細(xì)的分布,分別對(duì)應(yīng)了該河段河道變遷的三個(gè)階段。目前,關(guān)洲河段南、北岸分別為石質(zhì)和土質(zhì)河岸。圖8示意關(guān)洲河段河道變遷和地貌演化。圖9示意關(guān)洲河段南、北河道年內(nèi)流量分流比。 圖8 圖9 注:19題為原試卷題號(hào) (1)根據(jù)關(guān)洲島地層沉積物顆粒分布特征,指出關(guān)洲河段三個(gè)階段的流速變化并分析該河段由單一型河道變?yōu)殡p分汊型河道的過(guò)程。(6分) (2)研究發(fā)現(xiàn),關(guān)洲河段年內(nèi)流量常出現(xiàn)南、北河道主次變更現(xiàn)象。據(jù)此推測(cè)關(guān)洲河段南、北河道的特征。(4分) (3)有人認(rèn)為未來(lái)關(guān)洲島會(huì)向北相對(duì)移動(dòng),你是否贊同?表明你的觀(guān)點(diǎn)并說(shuō)明理由。(4分) 【答案及解析】 (1)流速變化:慢-快-慢(先由慢到快再由快到慢)。變化過(guò)程:(早期。河漫灘地處河灣凹岸,與陸地相連)隨著流速加快,長(zhǎng)江加劇侵蝕南岸河漫灘,奪車(chē)陽(yáng)河下游河道東流,原河漫灘殘余部分形成水下淺灘,長(zhǎng)江河道繼續(xù)南遷,流速減慢,水下淺灘因泥沙沉積出露水面形成江心洲,使此段河道變?yōu)殡p分汊型河道。 解析:關(guān)洲島地層沉積物顆粒分布為細(xì)—粗—細(xì),河流流速越快,攜帶能力越強(qiáng),較細(xì)的顆粒物會(huì)被攜帶至下游,沉積的顆粒物較粗,由此可推測(cè)流速為慢—快—慢。 由第一張圖可知,車(chē)陽(yáng)河為長(zhǎng)江的支流,匯入長(zhǎng)江中形成了狹長(zhǎng)的河灘;由第二圖可知,長(zhǎng)江在該段中凹岸侵蝕,切穿了河灘,形成水下淺灘;由第三圖可知,水下淺灘不斷堆積,露出水面形成關(guān)洲島,由此形成了雙汊河道。 (2)北河道相對(duì)寬而淺,河岸較緩,易于洪水期過(guò)水;南河道相對(duì)窄而深,河岸較陡,對(duì)枯水期進(jìn)流更有利。 解析:由圖9可知,當(dāng)流量小時(shí),南河道為主河道,流量大時(shí),北河道為主河道。由此可以推測(cè)南河道相對(duì)窄而深,河岸較陡,對(duì)枯水期進(jìn)流更有利(南河道處于凹岸,流水侵蝕作用強(qiáng),導(dǎo)致河道窄而深);北河道相對(duì)寬而線(xiàn),河岸較緩,易于洪水期過(guò)水(北河道處于凸岸,流水沉積作用明顯,導(dǎo)致河道寬而淺) (3)贊同。長(zhǎng)江北岸(凸岸)維續(xù)淤積,向南擴(kuò)展:上游水庫(kù)蓄水減少洪水對(duì)北河道沖刷,北河道淤積大于侵蝕;上游水庫(kù)蓄水?dāng)r沙使南河道沖刷嚴(yán)重,南河道侵蝕大于淤積,岸灘崩塌后退,關(guān)洲島距離長(zhǎng)江南岸越來(lái)越遠(yuǎn)。 不贊同。長(zhǎng)江南岸為石質(zhì)河岸,抗侵蝕能力較強(qiáng):護(hù)岸工程建設(shè),穩(wěn)固長(zhǎng)江南岸;上游水庫(kù)蓄水?dāng)r沙,該河段沖淤平衡,關(guān)洲島位置相對(duì)穩(wěn)定;關(guān)洲島南岸為凸岸,不斷游積,北岸為凹岸不斷蝕退,關(guān)洲島距離長(zhǎng)江南岸越來(lái)越近。 解析:島嶼是否向某方向移動(dòng)從侵蝕和沉積角度考慮,侵蝕強(qiáng)的一側(cè)會(huì)后退,沉積強(qiáng)的一側(cè)會(huì)不斷擴(kuò)展。 |
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