2019年3月5日 星期二

青川甘發現之旅 Day06 都江堰

都江堰位於川西的成都平原西側的岷江之上,始於戰國時代的秦國,由當時蜀郡太首李冰父子規劃興建,沿用至今已經超過兩千年,使得成都平原成為肥沃的「天府之國」,為中國古代最具代表的水利工程,並且被列入世界文化遺產。身為半個水利人的我,必定要來此朝聖。


圖  世界遺產都江堰



圖  世界遺產都江堰

都江堰已被規劃為典型的風景區,就是人多、擁擠、吵雜。路口處可以租借導覽,租金20元,押金100元,導覽機的設計非常有趣,由一塊繪製風景區地圖的小塑膠板,地圖上的每個解說點都有紅色的燈,當你靠近解說點時,解說機就會自動播放,解說結束後,那個點的紅燈就會熄滅,所以同時具有地圖、導覽和集點的功能。

都江堰解說機


都江堰入口

都江堰最主要是在岷江上興建魚嘴、飛沙堰、寶瓶口,將岷江的水分流並引導到成都平原的灌溉系統,還同時具備防洪與排沙的工程,例如飛沙堰具有排沙的功能。就我的觀察,都江堰的技術主要運用上兩種概念,第一是「控制斷面」,在各個分流處分為內江(引入都江堰)和外江(流入岷江),在內江的河流斷面的寬度較窄,底床較低;而外江的斷面較大,底床較高,當岷江在水位較低時,約六成的河水就流入內江,確保灌溉用水充足,當洪水水位較高時,因外江斷面較寬,變成快速排除多餘的洪水,避免內江水量過大而造成淹水,必要時可再搭配「臥鐵」等活動式的設施來控制斷面。


圖 寶瓶口

第二是「彎道水力排砂」,學過河流地形都知道,河流彎道因為離心力與二次流的關係,彎道的外側水流速度較快,河床深度較深,水流集中於此;相反的,彎道內側水流速度較慢,淤積較為旺盛,泥砂容易在此淤積,而都江堰正好位於岷江河道轉彎處,且魚嘴、飛沙堰、寶瓶口都順著河道設計成圓弧形,而內江在彎道的外側,引入乾淨的河水,外江在彎道的內側,用來排除泥砂,避免淤積,以維護河床斷面穩定。


圖  飛沙堰

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魚嘴


在兩千多年前的秦國,沒有科學知識和技術的年代,李冰父子能融入地形和現今明渠水力學觀念,設計出如此巧妙的水利工程,實在令人無比的佩服。