都江堰是如何运作的？

水旱从人，不知饥馑，时无荒年，谓之天府——都江堰

都江堰建成后，成都平原沃野千里，两千多年经久不衰，至今仍在发挥着社会、经济、环境和生态等多种效益，可谓世界水利史上璀璨明珠。

1.概况

公元前256年，秦国蜀守李冰父子开建长江流域上的第一项大型水利工程—都江堰，其兴建目的在于“辟沫水之害”，即消除岷江水害[1]，同时具备航运与灌溉之利。工程巧妙利用自然条件，合理布局各项建筑物，因地制宜进行施工，由此发挥出持久而巨大的效益[2]。

古往今来，一切水利工程，归根结底，不外乎控制和调度水沙，工程的关键性与成败得失，都取决于此[3]。我国著名水利工程中，有相当一部分是因为对泥沙问题处理不当而失效，使工程最终毁于泥沙淤积。黄河流域的工程较为显著，其中三门峡的泥沙问题为最，三门峡建成后，蓄水的同时拦截了大量泥沙，泥沙得不到有效排泄，导致运行不到一年，便致使渭河流域淤积大量泥沙，河床抬高，大片良田浸没，土地迅速盐碱化，危险直逼古都西安。长江流域，如鉴湖、芍陂、长渠、木渠等，历史上也曾因泥沙淤积而湮废或衰落。都江堰工程长盛不衰的重要原因之一，就是它有效地处理了泥沙问题。那么它是如何做到的呢？

2.工程原理

都江堰枢纽位于岷江中游，地处岷江由山谷河道进入成都冲积平原之处，占据了分水引水的制高点，工程中最核心的三道屏障：鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口，如图1所示，对来水来沙进行了逐级筛选，才达到水旱从人、取清排浑之功。下面进行分别介绍。

2.1鱼嘴

作为第一道屏障，鱼嘴起第一级分水排沙作用，其将岷江分成内、外二江，内江为引水河道，将岷江部份水量引入地势较高的宝瓶口，外江为泄洪排沙河道。由于鱼嘴作用：洪季，内江引40%的清水，60%的水和大量泥沙进人外江；而枯季，内江引60%的水，以满足下游灌区用水[4]。即为“鱼嘴分四六”原则。

分水原理如图2，首先介绍下流量公式Q=AU，其中Q为流量，A为过水断面面积，U为断面平均流速，从公式出发做定性理解：枯水季节，水位较低，①内江河床较低，其过水面积A大于外江，②由于枯季来水少，水流动能小，主流（即流速最大处）偏于岸边（也就是图中示意的低水傍岸，高水居中），因此内江平均流速U大于外江。故内江Q大于外江Q；在洪水季节，水位较高，①外江过水断面A大于内江，②高水居中，主流偏向外江，故外江平均流速U大。故外江Q大于内江Q。

至于排沙作用，枯水季节流量小，带不动沙，本身就沙少水清，不太需要考虑排沙问题；洪水季节，由于主流在外江，又因为凹岸冲刷凸岸淤积作用（2.2介绍），处于凸岸的外江含沙量较大，故大量泥沙被主流带入外江，第一级排沙成功√。

2.2飞沙堰

飞沙堰，顾名思义，作用就是排沙。在洪水季节，泥沙为何会从飞沙堰被甩出？平时轻松甩100斤卵石，1966年甚至甩出过2吨中的石块，简直逆天！下面介绍逆天排沙原理。首先介绍两个概念：弯道环流和凹冲凸淤。

① 弯道环流，水流过弯时，由于离心力作用，凹岸水位较高，如图3所示，各位平时泡咖啡搅拌也能看到周围水位高于中心水位，一个道理。因为凹岸水位高，水深大，故凹岸底部水压力大P=ρgh，在压力作用下凹岸底部水流向凸岸，形成了弯道横向环流。

② 凹冲凸淤，如图4所示，在垂向上，泥沙浓度分布为上稀下浓，这个就不给公式了，相信大家这点生活经验还是有的。弯道环流+上稀下浓，底部浑水从凹到凸，上部清水从凸到凹，长此以往，凹冲凸淤。

现在可以解释飞沙堰的飞沙技能了，飞沙堰处于弯道河流，此处会形成弯道环流现象，如图5所示，在弯道环流作用下，清澈的表层流进入内江，浑浊的底层流带入外江。至于甩100斤巨石，由于挟沙力与流速U高次方成正比，故而，第二级排沙成功√

2.3宝瓶口

宝瓶口作为最后一道关卡，其最重要的作用为“引清排浑”。机理如下：

第一，弯道水流有纵向流速，也有弯道环流，故水流在弯道中会形成螺旋流，如图6所示：在水流顺江向下，较清澈的表层流流向凹岸（宝瓶口），浑浊的底层流流向凸岸（飞沙堰），宝瓶口正对表层流流向，为“正面引水”的姿态[5]，同时在河道螺旋流的作用下，挟带泥沙的底层流从堰顶翻越到外江。

第二，由于宝瓶口为收窄断面，在收窄处会形成回流，如图6所示，在回流作用下，泥沙会被甩到飞沙堰上。

都江堰工程，是古代水利人智慧的结晶，其中蕴含的宝贵经验和科学思想对如今的水利工程都有很大的现实意义，将经验拆解细化并最终转化为系统科学，这将是现代科学的目标。

Reference

[1] 李可可. 都江堰——分疏治水的成功典范[J]. 中国农村水利水电, 2008(03):79-80.

[2] 王兴奎, 曲兆松, 张尚弘, 等. 都江堰防洪方略探讨[J]. 水力发电学报, 2005(04):31-35.

[3] 李可可, 黎沛虹. 都江堰——我国传统治水文化的璀璨明珠[J]. 中国水利, 2004(18):75-78.

[4] 孙砚方, 彭述明, 王兴奎, 等. 都江堰枢纽分流规律研究[J]. 水力发电学报, 2006(03):11-15.

[5] 胡振鹏. 都江堰工程分水排沙的系统科学原理初探[J]. 南昌大学学报(工科版), 1991(02):15-21.

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直观了解，都江堰是如何工作的，以地形特殊，充分利用山河优势，劈山凿河，建立起了一座在2000年前，造福天府之国的伟大水利工程。

秦昭王时期，李冰成为蜀郡太守，开始着手治理当地水患问题。

岷江是蜀郡最大河流，它的冲积扇成就了古代的成都平原，同时也带来较为严重的旱涝灾害，所以成为治理工作的重点。

整个四川为数不多的平原，就拜岷江所赐 ▼

在古蜀人工程的基础上，经过数年的建设，岷江出山口出现了都江堰水利工程，成为李冰一系列治水工程中最重要的部分，也使他名留青史为后人铭记。

都江堰修筑后成都平原的灌溉水源得到保证，对水灾的防控能力也随之提升，天府之国自此奠基。

水旱从人，不知饥馑，时无荒年，天下谓之天府也

（图：图虫创意）▼

岷江，成都平原的母亲河

岷江的东支发源于岷山山系弓杠岭南麓隆板沟，

冲出西部山地后进入地势相对低平的成都平原，河道变宽流速放缓。河水中裹挟的泥沙沉降形成冲积扇，为成都平原提供了肥沃的土地。

以水景著称的九寨沟也在弓杠岭的一侧

（图：图虫创意）▼

岷江对于成都平原地形的塑造能力源于它的水文条件——

岷江东支流域内，在春夏季节既受到东南季风的影响，接受来自东海南海的水汽，也会受到南亚西南季风的影响，接收来自孟加拉湾的水汽。

岷山从发源地到成都平原之间要经过341公里的群山峡谷，水汽在群山中自汶川至紫坪铺的区域里易形成暴雨，降雨与春夏季融化的高山雪水一起，形成了具有138条支流的岷江水系。这些支流汇聚形成的岷江水量丰富，到都江堰处，年流量可达150.8亿m³，平均径流量478m³/s。

四川境内有众多长江支流

岷江水系并不是最大的一个

但养育了成都平原，却是最重要的一个▼

岷江出都江堰（图：共生地球）▼

但岷江的年流量并不稳定，受季风强弱的影响特别是岷江东支流域会受到两种季风的综合影响，降水量浮动很大。而岷江东支发源的川西地区，属于川西高原气候区，冬季长达7-8个月，直到5月高山冰雪才开始融化，这与季风带来的降雨的时间重叠，造成汛期水位迅速上涨，整个汛期的径流量甚至可达全年的80%。

每年夏天，岷江中下游的水常常会浑浊不堪

便是由于短时间内高强度的雨水

将上游泥浆冲刷带入了河流导致的

（图：图虫创意）▼

这对成都来说可不是一个好消息。毕竟都江堰距离成都仅仅50千米，而岷江在这段落差却高达273米，堪称一条悬河，其高度差甚至比黄河开封段著名的地上河更大。

在没有水利设施的状态下，一旦洪水爆发漫过河岸，成都平原就是天然的泄洪区。

对生活在成都平原和岷江下游的人而言

洪涝灾害三五年就可能爆发一次，已经见多不怪

（图：图虫创意）▼

季风区不稳定的降水量除了容易引起洪涝灾害，也容易造成另一个极端——旱灾。

旱灾发生时没有灌溉水源的农田就会遭遇减产甚至绝收，灌溉水源就成为了保障粮食安全的保险。

岷江不同年的流量涨落极大，可能在两年之间出现数倍的差距，当水量下降到一定程度，部分河道也会面临干涸的情况，仅仅依靠开挖引水渠的方式也难以解决农业用水问题。

今年四川大旱，都江堰上游的紫坪铺水库

水位降到很低，露出浅滩

（图：图虫创意）▼

成都平原土壤肥沃、地势平坦，配合雨热同期的季风气候是理想的农业用地，古人并不会因为存在水旱灾害的可能性放弃这片宝地。随着文明的发展，一代代蜀人开始治理都江堰，古蜀国留下了巴人鳖灵成功治水而望帝禅位的传说。

建设都江堰

公元前316年，作为秦灭六国前扩充实力的准备工作，秦军南下吞并蜀国。成都平原作为巴蜀开发程度最高的鱼米之乡，经营好它是为秦国提供粮草兵源的基础，治理时常受到水旱灾害影响的岷江就成为了重点工作。

秦南下巴蜀，是打破战略僵局，争取对楚优势的关键一步，也是走向统一全国的关键一步▼

约公元前256年，时任秦国蜀郡太守的李冰开始主持对都江堰的改造，利用地形和流向的特点，修建了鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等不同工程。这些工程组合在一起起到了分流、引水灌溉、泄洪、排沙的作用。

都江堰工程平面示意图

（底图：共生地球） ▼

都江堰适合务农的平坦地带集中在岷江东岸，岷江流向本为西北—东南向，但被玉垒山阻挡，在此处转向沿西岸山谷向南流，很难直接引水灌溉东部的小平原。李冰决定挖开阻挡江水与平原的前山，因为制造了一个如同瓶口的河道，被命名为宝瓶口，一部分水流得以沿宝瓶口进入东部平原作为灌溉水源。

除了岷江干流外，由宝瓶口分流出去的众多分渠

将岷江水资源更好地利用了起来

（底图：共生地球）▼

但是，依靠凿山形成的河道相对浅，新河道地势较高，无法有效控制近水量，出现旱灾岷江水位下降这条河道就很难起到作用，而一旦出现洪灾，农田就变成了泄洪区。

为了解决引流问题，岷江主河道上又修建了一个堰起分水作用。其前端流线型的形态有利于分流岷江水，因酷似鱼嘴因此得名，主体部名为金刚堤，高出水面，起到将岷江分为内外江两个部分的作用。其西侧为外江，主要作用为排洪疏沙，东侧为内江，在金刚堤的引导下向宝瓶口输水。

李冰父子利用江心沙洲，用竹笼装满石头筑坝

在江面宽阔处形成一个人工岛，把江水分开

（图：图虫创意）▼

岷江在都江堰处的河道西部为凸岸（沉积岸），河道较为平缓，东部坡度较大位于凹岸（侵蚀岸），河道较窄而深。这又影响了不同水量情况的主流线：丰水期底面积较大的外江分担水量显著增加，成为主流，起到泄洪作用；而枯水期时河道相对深、淤积情况较轻的内江成为主流，保证灌溉。

这才形成所谓“分四六，平潦旱”的效果。

为了提高泄洪能力、进一步排沙、输水，李冰还在内外江交汇处修筑了飞沙堰。枯水期它能够起到类似堤坝的作用，阻挡内江水流入外江，搭配金刚堤将内江水引入宝瓶口为农田提供珍贵的灌溉水源。而汛期时，因飞沙堰较为低矮，内江水可以漫过它流入外江主河道，减轻宝瓶口泄洪压力。

在枯水期、由于水往低处流的特性

河道更低的宝瓶口后的渠能分得更多水

（图：图虫创意）▼

此外，都江堰河段地处一处天然弯道，弯道的环流作用使得表层水流向内江，内江河道深流速大容易形成涡旋冲刷河道，之后携带泥沙从底层汇入外江，最终形成内江水清澈用于灌溉，外江排沙的效果。

当这一套工程起到综合作用时，就成就了包含整个成都平原与周边丘陵的都江堰灌溉区。该区凭借肥沃的土地，充足的光照，形成了一年两到三熟的粮油产区，成为成都平原蜕变为天府之国的地理基础。

这一超级水利工程浑然天成

是前人留给后世的无上至宝

（图：图虫创意）▼

都江堰伟大非万能

都江堰成就了天府之国，但是一条流量巨大、汛期明显的河流并不会仅仅因为一个单一的水利工程就变得水旱随人。

都江堰工程也具有历史局限性。因其主要建筑材料为装卵石的竹笼，并不耐久，需要时常维护。但是兴亡更替难以避免，而成都平原在历史上又尤其命运多舛，经历过多次崩溃、屠戮、移民、重建的浪潮，维护情况时好时坏。

正在对堤坝进行加固的工人（上，图源：壹图网）

与装石头用的竹笼（下，图源：图虫创意）▼

即使经过修缮，面对特大洪水都江堰依旧会遭受毁损，灌溉区还是会受到洪水影响，轻则冲垮田地，重则屋毁人亡。国民时期定例每年都要修缮一次，不时还会进行大修，但是依旧在1933年地震、1936、1943、1949年洪水中被冲毁数百米，严重的年份出现农田毁坏数万亩，灾民数十万的惨状。

洪水线还提醒着上一次洪灾尚且不远

（图：图虫创意）▼

这与岷江洪水的特点息息相关。前面提到，由于岷江上游同时受东南与西南季风影响，降水集中且不稳定，而都江堰作为从群山向平原过渡的关键点，自然会成为来势凶猛的洪水泄洪区域，当流量超过500m³/s就会引发涝灾，外江流量超过870m³/s就会冲毁设施。

而1937年到1979年之间，每年的洪峰流量都在1700m³/s以上，峰值1964年则高达6400m³/s，那一年有一百余座桥，五百余座水利设施、两千七百余间房屋被冲毁。

当堰体被冲毁，宝瓶口就无法有效收集灌溉水源，洪灾后抗旱能力也会大大降低，以至于水渠无水。1890-1990的一百年中都江堰灌溉区发生了7次这类旱灾，以及14次因久不降雨导致的旱灾。

所以都江堰的出现造就了成都灌溉区，利在千秋，但是面对洪水只能起到减少洪水危害的作用，只能作为一道防线。当大洪水高度毁坏堰体之后，都江堰阻拦洪水的作用会大大降低。相对于防洪，更大的作用在于灌溉，这也贴近它在修建之初服务于秦帝国外扩目的的真实意义。

一代君主先是有了江山、而后便要追求“社”和“稷”

（图：图虫创意）▼

近期，关于都江堰洪灾的悲惨消息从数量到受灾程度都有所降低，这很大程度要归功于岷江上游，像紫坪铺水利枢纽这样的当代工程。这些工程利用当代的技术分担了都江堰的防洪压力，让成都平原更加接近于水旱随人的理想状态。

河流治理是一个系统工程，无法依靠一个点的经营一劳永逸。回顾两千年前古人留下的治水杰作，我们足可以看清自身的渺小，却又对古人改造生存环境和利用自然的智慧怀有敬意。

在人与自然密不可分的前提下

如何与自然和谐相处，是人类的必修课

（图：图虫创意）▼

参考文献：

王芳芳 吴时强 都江堰工程思考及其启示

任平 浅谈都江堰渠首工程的防洪

李映发 岷江与都江堰对成都平原生存环境的影响——从历史考察的角度

*本文内容为作者提供，不代表地球知识局立场

生活在川西坝子的四川人深知千百年来都江堰水利工程带来的好处。水旱从人，不知饥馑，天下粮仓，美誉天府。而都江堰水利工程之真实功能人们却往往知之不详，即便是率领游客，指点江山的导游们也往往难述其详。想来难免颓然，受其恩泽的后人们当知先辈的伟业。

　　都江堰水利工程最关键、最伟大之处在于其渠首工程。它共分三个部分，鱼嘴分水堤、泄洪飞沙堰和控水宝瓶口。三者首尾相接、互相照映、浑然天成、巧夺天工。

　　鱼嘴分水堤坐落在岷江中游的顶端。它将奔腾而来的岷江一分为二，外江为原始河床内江用于引流灌溉，其巧有二。其一是它利用内江河床低而枯水季节六成引水，外江河床宽则洪水季节6成泄洪。所谓“分四六、平潦旱”正是此理。内江低矮狭窄，枯水期水量不丰，水流尽向低处，内江得水六成。洪水期水量过剩，由于内江河床狭窄，当水位上升至一定高度时，外江宽阔的河面自然引走多余的水量，细测下来，竟是科学的6：4和4：6。分配由水量的变化而自动调控。其二是鱼嘴处于岷江中游第一弯的末端，它巧妙地利用了弯道流体力学的自然法则，即表层水流入凹岸，低层水流入凸岸。鱼嘴的使命，是要将尽量清澈的江水引入内江，而内江入水口正好处于江弯外测，也就是江弯的凹岸。于是表层水、沙石含量较少的江水自然涌入内江，而底层水则顺着江弯的凸岸挤向外江，绝大部分沙石也就在外江河道上滚动，留沉。据资料表明，仅仅由于鱼嘴的巧妙的“站位”，就能自动将沙石的80%排在外江。所谓“四六分洪、二八排沙”说的便是这个道理。

　　飞沙堰和宝瓶口位于渠首工程的末端，当鱼嘴将江水导入内江以后，奔腾的江流便准备着流向成都平原。如何驾驭岷江那不羁的野性？这就得从都江堰的第二和第三部分说开去。

　　欲说飞沙堰得先谈宝瓶口。宝瓶口是由人工开凿的一通山峡，玉垒山被一分为二，其间只留出20米的入水口，内江水从百米之宽的河道涌向宝瓶口，平水季节奔流而过，高峰时节则节节升高，不加节制的水流不断爬升，一涌而入，涝害盆地。此间飞沙堰的设计与宝瓶口呼应结合，它的高度刚好超过内江河床2.5米。这就意味着当内江水位升高2.5米后，汹涌的波涛将从飞沙堰溢出。宝瓶口入水便始终在一个几乎平衡的常量上。成都平原既获灌溉又安然无恙，此间苦心可谓巧也。

　　由于离堆正对内江江心，奔腾而至的江水不能一气通过，它冲击着硕大无朋的中流砥柱，受阻后一股巨大的反作用力回荡在离堆之下，身后洪流又至，冲击力与反作用力交织作用，形成浩大的旋转力，一圈一圈，一浪又一浪，这股回旋力量足以将成吨的石头飞扬出去。这样飞沙堰同时又成了泄洪、排沙的两用坝堤。岷江的沙石由鱼嘴分离一次，再由飞沙堰淘汰一轮，如此“过滤”后的清水舒畅地流入成都平原。如此绝妙的设计堪为盖世之作。

　　李冰父子为记载和传说中的治水之人，千百年来受百姓顶礼膜拜，二王届即为佐证。历年的放水节，代代相传，也是人们寄托敬意的写照。李冰父子不但为中华历史留下了这么了不起的水利工程，还用其“深淘滩，低作堰”，“遇湾截角，逢正抽心”的治水哲思，昭示后人。而今人们对“遇湾截角，逢正抽心”注释不同，笔者偶有所得，述诸笔端，是非曲直，还留待行家评说。

　　遇湾截角，应有所指，指的是鱼嘴的处所，截角之妙，妙在湾末，既分四六，又排沙石。逢正抽心，应指离堆处所，逢正的主语应为离堆，逢正面而来之水，抽其心，减其锐气，不让它一泻千里，而要它顺从人意，从而能再度排沙，合理分流。平直的江河必是灾难，天然弯道能调整河脉阴阳，使其张弛有度，舒展自如。若将截角和抽心理解为顺直湾道，掏干阻碍，河道便成了铁轨，一往无前的江水将会一任狂奔，洪水时节必将难以遏制。

　　都江堰较长城还早，造福人类已逾两千多年。蜀人感恩于它，赞美其“天府美誉古堰来”。其实而今人们如何评论和赞美它都不会显得过份，因为它不仅是功能卓著的水利工程，同时也是风韵卓然的旅游景点……

以上是特级导游周小丁老师十年前的一篇导游词节选，我的珍藏。

蜀郡守李冰父子为了解决岷江水患

访察水脉，因地制宜，因势利导

修建了举世闻名的都江堰水利工程

水利工程由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大部分组成

三个部分各自有什么神奇的作用？快打开视频看看吧

都江堰位于成都平原西部岷江之上，距离成都市50公里，是川西山地与成都平原的结合部。岷江出岷山山脉，从成都平原西侧向南流去，岷江出山口的玉垒山坡度极陡，导致都江堰虽然与成都只有50公里的距离，但高度差却达到了273米。在都江堰水利工程修建之前，当雨季来临之时，山洪暴发，奔腾的岷江之水向成都平原倾泻而下，整个成都平原便是一片泽国。

战国末期秦国的秦昭王在位期间征服了蜀国，在此地设立蜀郡，并委任李冰担任蜀郡太守。李冰到任后便吸取前人的治水经验，率领当地人民，主持修建了著名的都江堰水利工程。

李冰先选中了玉垒山下的岷江一拐弯处，在江中用竹笼垒石、整体投放的方法堆起了一座人工岛并命名为鱼嘴分水堤。鱼嘴将岷江分为内江与外江，且内江深而窄、外江浅而宽。这样，在枯水期便可使六分水走内江，四分水走外江，以保证成都平原的航运灌溉；而汛期来临时又利用弯道动力学的自然规律使得四分水走内江、六分水走外江，让多余的江水流入岷江下游汇入长江，这便是“一次分洪”。

接着李冰又凿穿玉垒山而成宝瓶口，内江之水由宝瓶口进入成都平原。当年李冰开凿宝瓶口时遇到了巨大的困难。玉垒山是石头山，如果用普通的工具去开凿的话需要30年才能完成。而李冰想到的方法是:就地砍伐山上的树木然后堆放在岩石旁，再将其点燃。待石头被烧红之后便用冰冷的岷江水泼在石头上。滚烫的石头突然遇冷，进而崩裂、变脆。这样就大大加快了工程进度，开凿宝瓶口总共只用了8年。宝瓶口如同约束江水的瓶颈，在保证足够的江水能进入成都平原后又让多余的江水经飞沙堰再次流入外江，这便是“二次分洪”。飞沙堰是一座可自然调节水量的堤坝：当枯水期水量较少时，内江之水无法漫过飞沙堰，从而使得百分之百的内江水都能进入成都平原。只有水量超过一定额度，多余的水才会漫过飞沙堰而排入外江。

都江堰还能自行解决水利工程的泥沙排放问题。在鱼嘴分流处，根据弯道的水流规律，表层水流流入内江，底层水流则流入外江。而泥沙较重，所以表层水流含沙量较底层水流小，从而确保大部分的泥沙经外江而流走，这便是“一次排沙”。虽有少量泥沙进入内江，但河道又利用水流直冲水底崖壁（玉垒山）而产生的旋流冲力再度将这些泥沙从飞沙堰排走，这便是“二次排沙”。洪水越大排沙效果越好，泥沙排除率最高竟可达98%。

都江堰的鱼嘴分水堤、宝瓶口和飞沙堰这三大部分互相配合，完全利用自然规律做到了自动防洪与排沙，不得不说这是人类历史上的一个奇迹。它充分体现了道家思想里因势利导、顺势而为、天人合一的精髓。它做了最小的改动，却最大化地利用了自然，做到了“四两拨千斤”。它虽历经2200多年，如今却依然能发挥重要的作用。我认为西方科技的自动化再发达也是人力所为，而都江堰已与大自然融为一体，做到了真正的自动化，是自动化的最高境界，西方科技在它面前简直弱爆了。

都江堰建成后成都平原再无旱涝之灾，遂成“天府之国”。

我希望通过我的回答能让更多的人了解都江堰，让大家都能体会到古人高超的智慧，也能让大家更加热爱自己的祖国与祖国的传统文化。欢迎大家留言与我交流心得体会。

我不是水里专业，说不太清楚。推荐你个纪录片，《世界遗产在中国》第一集就是讲的都江堰，对原理，历史讲的蛮清楚的。还有动画演示。

先说背景，战国秦欲将成都平原做成除关中之外的粮食基地，然成都平原常发旱涝，遂授善治水者李冰为蜀郡太守。所以，第一目的就是排洪保灌。岷江为季风江，水量有周期。成都平原为岷怒冲击而成，所以，岷江含沙量必定很多。所以，沙成为一个关键（可类比黄河）。此为背景。

第二重点，引水口。岷江从成都平原旁边流过，欲灌溉必引水。以前的引水口并不理想，详情见思维导图里面的分析。引水口的确定是李冰的第一个成果，也是最彰显智慧的地方，利用弯道凹岸沙少凸岸抛沙特性，实为横向环流机制，舍弃了原有的引水口，选定了最佳引水口。开凿山岩妙在其引水口硬度，千年不溃。都江堰附近位于山区和平原交界处，开凿最短最可靠。

第三重点，分流机制。分流的目的很简单，保证引水口位置的流量恒定。这个比较好理解，相应的解释也比较多，在此不多说。分流的难点就在于江心州。江心州建在哪里，该怎么建。建在哪里不用多少，细想便知。怎么建着实难。李冰充分发挥了才智，网裹石解决了这个难题，其实最开始稳住了，后面沙子会自然而然沉积成江心州的。在分流机制里李冰还有一个很大的贡献～水则。

第四重点，岁修。其实就是挖沙修坝。

第五重点，离堆加强环流。其实还是利用环流来抛沙，只是，这是人工的促进抛沙，排沙能力更强了。

宝瓶口为最智慧之处。

江心州为最难施工之处。

仔细的想一想，都江堰的位置几乎是唯一的合适位置，引水口（宝瓶口）确定之后，分流（鱼嘴江心州）也就随之确定，再之后由于岁修要求，排沙（飞沙堰）、（离堆）也相应确定。如果让我们来修建都江堰，我们也会这样做，所以，都江堰工程的存在是历史的偶然也是历史的必然。

“安流汇轨 深掏滩 低做堰”

这十字是至今刻在都江堰上面的，当年李冰父子营造都江堰，终于治好了水，为了防止治水之理流失，于是刻在石上。

这十个字解释一下非常简单，

要安置洪水，在洪水流经的地方给以轨道，洪水就不会危及到人

把河底淤积的泥沙清理干净，让水可以平缓的流过

堰要低，不能做太高，做高了水就会高，也会变得急，就会变得危险

然而却是体现了古人无比的智慧，也是人与天调的哲学

然而看看今天：

几十米几百米的大坝…

城市乡村规划的时候选址就在群山的汇水线上，不淹你淹谁？

来到都江堰景区，游人们站在“鱼嘴”上，只看见眼前的岷江分流而去，走在“安澜索桥”上，能体验到铁索桥的晃动。没有专业人士指点，游人根本看不出都江堰本身有什么伟大之处。

成都市中心西北约60公里的玉垒山是高山峡谷与成都平原的交界处，都江堰就建在此。玉垒山的西侧有一条岷江，因玉垒山阻挡，江水无法进入东侧的成都平原，一遇旱灾，成都平原是赤地千里，颗粒无收。为引水灌溉，公元前250年，战国末期秦国蜀郡守李冰带领民众将岷江东岸的玉垒山凿开了宽约20米的缺口，称为“宝瓶口”。宝瓶口西侧伸入江中的山体称为“离堆”。由于宝瓶口地势较高，枯水期江水就流不过去，于是在“宝瓶口”朝上游方向修筑一个约900米长的大堤，叫做“金刚堤”，把岷江水一分为二，西面的原有岷江河道，叫做“外江”；东面的河道，叫做“内江”。其中“内江”有人工导流渠的意思，每年到了枯水期，就组织人工对“内江”进行掏挖，挖得比外江低，这样，就解决了枯水期江水不流入宝瓶口的问题。工程至此，解决了引水灌溉的问题，但都江堰的伟大不在于此。真正伟大之处在开凿内江时巧妙地设置了两处弯道和与之相配的“飞沙堰”。岷江从高山峡谷中急驰而来，洪水季节挟着大量泥沙，石块。从岷江上游松潘县城到都江堰约180多公里的距离上，其水面落差竟达2100多米，可以想象，洪水来时其水势多大。如果让它们顺江而下通过宝瓶口，年代一久定会淤塞宝瓶口和成都平原灌区。为了解决这一问题，李冰父子带领众人首先在鱼嘴的上游附近建造“百丈堤”，在岷江上设置了第一个弯道，将岷江水的主流导入外江，水流中80%的砂石在惯性力的作用下冲入外江，岷江水的支流转点小弯进入内江。然后在宝瓶口的上游附近在内江左岸坚固的山体上又凿出第二个弯道，并在弯道对面的内江右岸金刚堤下端与人字堤之间，又修建了一条长约270米，堰顶高出内江河床2m的飞沙堰，飞沙堰实际上是在金刚堤与人字堤之间，特意留出的一段凹槽。夹带着总量20%砂石的汹涌的内江水，经过第二个弯道，在弯道出口处砂石顺着水流的方向利用惯性扑向飞沙堰，砂石越过堰顶进入外江，经过2次自动排沙，通过宝瓶口的砂石量仅占砂石总量的8%左右，非常有效地解决了砂石淤积的问题。在人字堤与离堆之间还有一条水道，该水道的底部较高，平时和一般的洪水时不走水，只有在大洪水时才参与泄洪，不让进入宝瓶口的水位过高。

堤与堰的共同点是拦水。但区别在于：堤，必须保证水流不得漫过；而堰，就是又拦水，还能又让水漫过去。都江堰的堰又与众不同，如遇特大洪水的非常情况，它还会自行溃堤，让大量江水回归外江，避免洪涝灾害，（古时飞沙堰，为了能自行溃堤，是特意用竹笼卵石堆砌的）。平时飞沙堰将内江的水拦住使其流入宝瓶口，洪峰时水中夹带的沙石顺着弯道的环流依靠惯性便冲入外江，据说几吨重的大石头都会翻滚过去。因玉垒山的山体由坚固的砾岩沉积岩构成，历经2千多年的水流砂石冲刷，人工凿出的弯道和宝瓶口的尺寸都没有大的变化，因此都江堰历经二千多年仍在发挥着巨大的作用，造就了沃野千里的天府之国。正因为这“天时、地利、人和”造就了都江堰的伟大。

游客要想身临其境体会其伟大，就应来到这2处弯道和飞沙堰前，若在洪水季节，将会亲眼目睹到江水中飞沙走石的壮观景象。

这么说吧，看过都江堰的朋友一定会为他的巧夺天工而惊叹不已，如果您看后没啥感觉，只能说您没读懂它背后真正的智慧与伟大。他不但是中国也是迄今为止人类历史当中一项最为伟大最为罕见的天人合一的水利工程大项目。据史料记载都江堰始建于秦昭襄王末年，由李冰父子在他们前人开凿的基础上建设而成的。它的建成对于成都平原来说据有跨时代的意义，一瞬间就让一个饱受旱涝之地一跃成为天府之国，李白在《蜀道难》这篇著名的诗歌“蚕丛及鱼凫，开国何茫然”、“人或成鱼鳖”的感慨和惨状，就是那个时代的真实写照。那时的川民只能靠天吃饭，何谈“天府”？原理看视频吧

最佳答案 都江堰的原理主要是利用鱼嘴将水患丛生 的岷江分成了内江和外江。通过鱼嘴分水 堤、宝瓶引水口和泄洪排沙的飞沙堰的有 机配合，使内外江的水量始终按四、六分 成，即洪水时内江四成，外江六成，枯水 时外江四成，内江六成，保证灌区既有足 够的水源，又不至于发生水灾。古人利用 岷江河道的弯曲度，巧妙地借用了流体力 学的原理，使内外江泥沙排泄量的比例与 水流量成反比，大部分泥沙通过鱼嘴和飞 沙堰排入外江；留在内江的泥沙则通过每 年冬季的岁修加以清除。 鱼嘴作为第一道屏障，鱼嘴起第一级分水排沙作用，其将岷江分成内、外二江，内江为引水河道，将岷江部份水量引入地势较高的宝瓶口，外江为泄洪排沙河道。由于鱼嘴作用：洪季，内江引40%的清水，60%的水和大量泥沙进人外江；而枯季，内江引60%的水，以满足下游灌区用水至于排沙作用，枯水季节流量小，带不动沙，本身就沙少水清，不太需要考虑排沙问题；洪水季节，由于主流在外江，又因为凹岸冲刷凸岸淤积作用弯道环流+上稀下浓，底部浑水从凹到凸，上部清水从凸到凹，长此以往，凹冲凸淤。

都江堰是全世界年代最久、唯一留存、一直使用至今、以无坝引水为特征的伟大水利工程。

无坝引水，从2000多年前一直使用至今，自动“四六分水”、“二八分沙”，凭一己之力将成都平原从一个遇水则涝、无水则旱的多灾多难之地，变成“水旱从人，不知饥馑”的“天府之国”，这就是都江堰伟大的奇迹。

参见我介绍都江堰的文章，里面用文字、示意图和动画演示对都江堰的治水原理作了最通俗易懂的介绍：

李冰组织民工用竹片编成笼，笼内塞满卵石，然后通过渡船运输到江心，用整整四年的时间在岷江江心建起了酷似大鱼之嘴的分水堤，也就是都江堰的“鱼嘴”。当江水流至鱼嘴时自然分成了内外两江，其中内江为引水河，也就是岷江改道通往成都的工程。鱼嘴将江水一分为二：流入宝瓶口的一侧为内江，另一侧为外江。内江水窄而深，外江水宽而浅。当枯水季节时，由于内江河床低于外江，六成水量流入内江；而遇汛期时，因为外江修得比较宽，加上水流流经弯道的动力学规律，大量洪水排往外江，只有四成水量流入内江。这就是“四六分水”的奥妙。“鱼嘴”还解决了水利工程治沙的老大难问题。按照河流动力学凹冲凸淤的规律，当江水经过这段长长的弯道时，水流受到了离心力作用，凹岸（河流弯曲河段岸线内凹的一岸）一侧的水面高度会高于凸岸水面，又因为重力的作用，靠近凹岸的江水会有一个向下流动的趋势，江水在向下运动的过程中会带动凹岸一侧以及河底的泥沙向凸岸（弯曲河床河岸凸出部分）一侧移动，就实现清澈的表层水流向内江（凹地），带有大量泥沙的底层水则流向外江（凸地），这就是“二八分沙”的原理。

凹冲凸淤示意图

在实现“四六分水”和“二八分沙”的基础上，为了进一步精准控制流入宝瓶口的水量，防止丰水期流入内江的水量过大或枯水期注入内江的水量过小，李冰又在鱼嘴分水堤的尾部、靠着宝瓶口的地方，修建了分洪用的平水槽和“飞沙堰”溢洪道。飞沙堰采用竹笼装卵石的办法堆筑，堰顶做到比较合适的高度，起一种调节水量的作用。当内江水位过高的时候，洪水就经由平水槽漫过 飞沙堰流入外江，使得进入宝瓶口的水量不致太大，保障内江灌溉区免遭水灾；同时，漫过飞沙堰流入外江的水流产生了游涡，由于离心作用，泥砂甚至是巨石都会被抛过飞沙堰，因此还可以有效地减少泥沙在宝瓶口周围的沉积。由于泥沙在此被抛出飞起，因此取名“飞沙堰”。为了观测和控制内江水量，李冰又雕刻了三个石桩人像，放于水中，以“枯水不淹足，洪水不过肩”来确定水位。还凿制石马置于江心，以此作为每年最小水量时淘滩的标准，并留下了千年不衰的“深陶滩、 低作堰”六字治水真经。

公元前256年，在李冰的组织带领下，经过数万民工历时十余年的日夜鏖战，世界水利史上的惊世之作——都江堰建成竣工，开始了它对四川平原持续至今的影响。有了岷江水的稳量供应，从成都出川的水路四季畅通，成都率先成为交通发达区域。面对源源不断而又温驯稳定的岷江水源，老百姓纷纷主动开挖大小沟渠，把水引向田间地头，巨扇式的渠网使广袤的平原及附近的丘陵一改旧貌，短短数十年，就为曾经旱涝无常的四川盆地增加了万顷良田。从公元前230年开始，又有十万秦国人陆续从北方迁往 蜀地与当地居民共同开垦广阔的成都平原，囤积的粮食使蜀郡成为当时天下最大的粮仓。因为都江堰，成都平原从曾经的“泽国”、“赤盆”之地，变成了“水旱从人，不知饥馑”的“天府之国”。此后2000多年，无论中华大地的政治格局、经济重心、社会发展如何调整变化，成都平原始终富甲一方，从未衰败。历史上，蜀汉、成汉、前蜀、后蜀等政权先后在此建都；成都在汉代是全国五大都会之一；在唐代为中国最发达工商业城市之一，史称“扬一益二”；在北宋是汴京外的第二大都会。今天的成都，常住人口2000多万人，是全国仅有的几座超大城市之一，是国务院批复确定的中国西部地区重要中心城市，是在国家战略中和京津冀、长三角、粤港澳 大湾区并列的重要增长极。成都平原，不仅历史辉煌，前景更是辽阔。这一切，始于都江堰。

徐祥的视角都江堰分水原理视频

提到都江堰，很多同学会说，这个我了解，它是一个水利工程，是 2000 多年前战国时期的李冰主持建造的，至今还在使用。没错，都江堰历史悠久，这可是咱们中国古代人民的大智慧。

都江堰简单来说，就是一个通过给江水分流，灌溉整个成都平原的大工程。在古代，走水路比走陆地要方便很多，特别是在四川，山地居多，要是全靠走路，随便走两个城市也需要翻山越岭地走上几天几夜。如果走水路就完全不同了。李白的诗里就写过“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。”意思是说早上刚离开重庆的白帝城，晚上就能到湖北荆州的江陵。虽然李白平时潇洒惯了，写诗有点夸张，但还是能说明水路的便利。

你肯定学过杜甫的《绝句》，“窗含西岭千秋雪，门泊东吴万里船。”这首诗说的是当时住在成都的杜甫，家门口都能停泊从东吴，也就是现在的南京开来的大船，由此可见当时成都

水运有多方便。

可见，都江堰凝聚了古人的智慧。

要知道怎么运作，了解了建筑进程就知道了：1、宝瓶口的建筑进程首要，李冰父子邀集了许多有治水经历的农民，对地形和水情作了实地勘测，决计凿穿玉垒山引水。因为其时还未创造火药，李冰便以火烧石，使岩石爆裂，总算在玉垒山凿出了一个宽20公尺，高40公尺，长80公尺的山口。因其形状酷似瓶口，故取名“宝瓶口”，把开凿玉垒山别离的石堆叫“离堆”。都江堰宝瓶口之所以要修宝瓶口，是因为只有打通玉垒山，使岷江水可以疏通流向东边，才可以削减西边的江水的流量，使西边的江水不再众多，一起也能免除东边区域的干旱，使滔滔江水流入旱区，灌溉那里的良田。这是治水患的关键环节，也是都江堰工程的第一步。 2、分水鱼嘴的建筑进程宝瓶口引水工程完成后，尽管起到了分流和灌溉的效果，但因江东地形较高，江水难以流入宝瓶口，为了使岷江水可以顺畅东流且坚持必定的流量，并充分发挥宝瓶口的分洪和灌溉效果，建筑者李冰在开凿完宝瓶口今后，又决定在岷江中修筑分水堰，将江水分为两支：一支顺江而下，另一支被迫流入宝瓶口。因为分水堰前端的形状如同一条鱼的头部，所以被称为“鱼嘴”。鱼嘴的建成将上游奔腾的江水一分为二：西边称为外江，它沿岷江河雨顺流而下；东边称为内江，它流入宝瓶口。因为内江窄而深，外江宽而浅，这样枯水时节水位较低，则60%的江水流入河槽低的内江，确保了成都平原的出产日子用水；而当洪水来临，因为水位较高，所以大部分江水从江面较宽的外江排走，这种主动分配表里江水量的规划就是所谓的“四六分水”。3、飞沙堰的建筑进程为了进一步操控流入宝瓶口的水量，起到分洪和减灾的效果，避免灌溉区的水量忽大忽小、不能坚持稳定的状况，李冰又在鱼嘴分水堤的尾部，靠着宝瓶口的当地，建筑了分洪用的平水槽和“飞沙堰”溢洪道，以确保内江无灾害，溢洪道前修有弯道，江水构成环流，江水超越堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰”。飞沙堰采用竹笼装卵石的方法堆筑，堰顶做到比较适宜的高度，起一种调理水量的效果。当内江水位过高的时候，洪水就经由平水槽漫过飞沙堰流入外江，使得进入宝瓶口的水量不致太大，确保内江灌溉区免遭水灾；一起，漫过飞沙堰流入外江的水流产生了游涡，因为离心效果，泥砂乃至是巨石都会被抛过飞沙堰，因而还可以有效地削减泥沙在宝瓶口周围的沉积。为了观测和操控内江水量，李冰又雕刻了三个石桩人像，放于水中，以“枯水不淹足，洪水不过肩”来断定水位。还凿制石马置于江心，以此作为每年最小水量时淘滩的规范。在李冰的安排带领下，人们战胜重重困难，经过八年的努力，总算建成了这一前史工程——都江堰。图在哪里？ 都江堰的原理主要是使用鱼嘴将水患丛生的岷江分红了内江和外江。经过鱼嘴分水堤、宝瓶引水口和泄洪排沙的飞沙堰的有机合作，使表里江的水量一直按四、六分红，即洪水时内江四成，外江六成，枯水时外江四成，内江六成，确保灌区既有满足的水源，又不至于发作水灾。古人使用岷江河道的弯曲度，奇妙地借用了流体力学的原理，使表里江泥沙排泄量的比例与水流量成反比，大部分泥沙经过鱼嘴和飞沙堰排入外江；留在内江的泥沙则经过每年冬天的岁修加以铲除。