请问都江堰的排沙原理?

发布网友发布时间：2022-04-23 02:20

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懂视网时间：2022-11-10 08:40

1、流体力学中的弯道回旋流原理。

2、飞沙堰溢洪道又称“泄洪道”，具有泄洪、排沙和调节水量的显著功能，故又叫它“飞沙堰”。

3、飞沙堰的一个作用是“飞沙”，岷江从万山丛中急驰而来，挟着大量泥沙、石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。古时飞沙堰，是用竹笼卵石堆砌的临时工程；如今已改用混凝土浇铸，以保一劳永逸的功效。

热心网友时间：2023-08-21 13:09

飞沙堰溢洪道又称“泄洪道”，具有泻洪、排沙和调节水量的显著功能，故又叫它“飞沙堰”。飞沙堰的一个作用是“飞沙”，岷江从万山丛中急驰而来，挟着大量泥沙、石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。古时飞沙堰，是用竹笼卵石堆砌的临时工程；如今已改用混凝土浇铸，以保一劳永逸的功效。

飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，它还会自行溃堤，让大量江水回归岷江正流。

扩展资料：

水利专家张开勇、旷良波等表示，“乘势利导，因时制宜”“遇湾截角，逢正抽心”“深淘滩，低作堰”……都江堰在造福人类的同时并没有对生态环境产生负面效应，做到了科学、自然与人类利益的完美统一。

都江堰蕴藏的科学原理，已经被现代水利科学证实。自20世纪30年代开始，学界就对都江堰进行论证和模型研究。研究表明，都江堰渠首工程的位置、结构、尺寸及方向的安排，与岷江出山口的河床走势、地理环境、上游的水流和来沙条件相互作用，组成了协调一致的有机整体。

鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程，辅以百丈堤、金刚堤、人字堤，共同完成自动分水、自动排沙、自动泄洪、控制引水的任务。

参考资料来源：百度百科——都江堰

参考资料来源：人民网——都江堰：大道无言

热心网友时间：2023-08-21 13:10

都江堰是一个集灌溉、防洪、提供生活和工业用水多方面功能于一体的大型水利枢纽工程，它由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程和百丈堤、人字堤以及遍布于成都平原上的自动引流灌溉渠共同构成，而三大主体工程可以说是整个工程的灵魂，也最能够体现都江堰治水的思想和理念。都江堰之所以伟大，就在于它凝聚了我国古代人民的智慧，设计科学、布局合理，成功地解决了鱼嘴分水，飞沙堰泻洪排沙、宝瓶口引水等许多复杂的水利工程问题，使岷江的水利资源充分的得到利用。再加上维修简便。费用低廉而效果庞大明显，所以都江堰能在2260多年以后还能继续发挥作用。
当年李冰在对岷江沿岸进行考察之后，选择了在岷江出山口的地方，把岷江一分为二，修建三大主体工程，形成灌口。之所以选择在这里建灌口是因为这里的海拔高度是700米，而而以成都市为中心的成都平原的海拔高度只有500米，在这个扇型的冲积平原上，扇柄这个位置可以死死地扼住岷江的洪水，使它不至于泛滥成灾，而且还能控制进入成都平原的水流量。
李冰最早修建鱼嘴是在枯水季节时先把杩槎固定在江心，然后用竹笼和卵石填充其间，最后在江中形成一条绿色的大鱼，终于把岷江一分为二。因为前端部分扁平椭圆，象鱼头，所以得名为鱼嘴。鱼嘴工程的建设非常科学，它建立在岷江出山口一段呈弯道环形的江面上，岷江被它分为内外二江，在修建时，故意使外江的河床稍微高于内江。这一点看起来不起眼的设计却是自动引流的关键所在。外江是排洪的河道，内江则是负责成都平原灌溉任务的干渠。每当春耕季节的时候，正好是岷江的枯水季节，水流量不大，水流在经过鱼嘴前面的弯道后，顺应水往低处流的自然规律，主流60%的水直接进入内江，这时进入外江的水流量只有40%。这样才能保证平原上灌溉用水的需要。到了夏天洪水季节来临时，岷江的水位明显升高。巨大的水流来到鱼嘴前的弯道这里形成巨大的旋涡。受离心力的影响，主流约60%的水被甩进外江，此时内外江的进水的比例自动颠倒过来，内江只进入40%的水量。成都平原则不至于受到洪水的威胁。因此，不管是洪水还是枯水季节，都江堰鱼嘴都能象现代化的节制阀一样，起自动调剂水流量的作用，使成都平原能够水旱从人，不知饥谨。这就是都江堰治水三字经所说的“分四六，平潦旱”。
鱼嘴的另一个重要的作用是排沙。都江堰之所以能够到今天还能继续发挥功能，就在于他有先进的排沙系统。所谓“四六分水，二八排沙”就是鱼嘴除了自动调节内外江的水流量之外，它还能把上游带来泥沙的80%给排走，使进入内江和成都平原的水都是清水。刚才我们讲到了，鱼嘴建立在大弯道的下面，外江处于凸岸进水的位置，而内江处于凹岸进水的位置。当洪水季节来临，水流是夹带着大量的泥沙，气势汹汹而来。当它们到达大弯道时，不可避免地形成巨大的旋涡。此时含沙量大，重而沉底的底层水，被离心力甩出，与60%的主流一起直冲入外江，而轻而浮面的表层清水进入旋涡后被离心力甩到了下层，冲向凹岸，也就是内江。这样进入内江的泥沙已经很少，只有20%左右。一个简单的鱼嘴同时解决了调水和调沙的难题，既能保证水量控制，又使整个工程不受泥沙淤积问题的困扰，这正是都江堰妙不可言的魅力之所在。
虽然鱼嘴排走了80%的泥沙，但是仍然有20%进入内江，如果淤积过多，肯定会毁掉都江堰。而且洪水季节进入内江的水有可能会大于成都平原的需要，形成涝灾，怎么办呢？不用担心，李冰在鱼嘴的下面还设计修建了飞沙堰和宝瓶口。这三大主体工程。相辅相成共同完成了泻洪、排沙、分水等等一系列水利工程问题。
飞沙堰其实是内江的泻洪道。它上距鱼嘴700米，下离宝瓶口200米。高度与宝瓶口进水刻度13划齐平。它的主要作用是为内江泻洪排沙。宝瓶口是当年李冰从玉垒山的末端活生生凿出来的一个梯形引水口，边坡很陡，坡上有进水刻宝瓶口长有40米，底部宽17米，水面宽度枯水季节时是19米，洪水季节时是23米，，由于它巧妙地控制着成都平原的进水量，所以又叫金灌口。
经过鱼嘴分流后进入内江的岷江水，流到飞沙堰这个位置时，在飞沙堰的对面遇到了第二个弯道，形成又一个弯道环流。加上宝瓶口凿出的离堆阻住水流，一部分水流回涌，夹带大量泥沙的底层重水再度被翻到表层，翻越飞沙堰，泻入外江，内江多余的水和泥沙就在这里被排走。剩下的清水则直接冲向离堆，经宝瓶口流向成都平原。经过第二次排沙，能在飞沙堰下面淤积下来的泥沙已经很少，每一年岁修时遵循“深淘滩，低作堰”的原则把这些泥沙淘出来，这样宝瓶口的进水量就始终都可以得到保证。
在都江堰渠首工程中，宝瓶口、飞沙堰和鱼嘴的位置、高度以及长宽尺寸可以说是珠联璧合，配合巧妙。当内江洪水的高度与飞沙堰齐平时，宝瓶口的进水量就刚好够成都平原上的工农业用水，而当宝瓶口的水位高于13划的水位刻度时，飞沙堰就开始翻水溢流，。近十年来，平原上的用水量不断增大，飞沙堰的高度略有增高，但调节宝瓶口进水的作用依然没变。此外，由于离堆迎面顶住内江的洪水，使飞沙堰以下的底部的水流速度明显下降，大量泥沙不能继续前进，部分沉积在飞沙堰对面的一带河段，受弯道环流的影响，大部分经飞沙堰排出。还剩极少的部分泥沙，每一年进行岁修时人工淘出用来加固堤坝。根据测量，经鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口相互配合，进入内江的泥沙被排除的达到了90%以上。
都江堰位于成都平原西北边缘，进入内江的水从这里流经成都平原的东南西北，是完全利用了从西到东的这200米的海拔高差，形成一个完善的自动引流灌溉系统。从上空俯瞰下来，这些一分二、二分四、四分八的密密麻麻的水网就象是穿行于人体皮肤下的血管，2000多年来为成都平原上的土地和人民源源不断的提供着甘甜的乳汁。
整个都江堰设计科学、布局合理，充分地利用自然地理条件，采用多层次的弯道环流，达到无坝分水、自动控制水流量、自动排沙、自流灌溉的目的。这种种神奇的功能保证了成都平原既受灌溉之益，又无水旱之患，不能不说是一个奇迹。大家想象一下，都江堰建立于2260多年前，那时侯，世界上很多地方都还处在蒙昧的状态，而我们的祖先却已经创建了到今天仍然是世界一流的水利工程，这是整个中华民族的骄傲。

热心网友时间：2023-08-21 13:10

　　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，使得进入时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。　　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。

热心网友时间：2023-08-21 13:11

就知道是46分水37分沙在飞沙堰哪里靠水流作用都江堰的水沙控制原理有三点：

第一点，水分四六。岷江在关口段江面狭窄，起到控制江水流向的作用。小水时，天然江心洲韩家坝出露水面，主流在关口节点的控制下被挑向左岸而进入韩家坝左汊，沿百丈堤下泄并直趋内江，形成枯水季节内江分六成、外江分四成的天然倒四、六分流。大水时，韩家坝淹没过流，主流取直，过韩家坝顶后趋向外江，形成洪水季节内江分四成、外江分六成的天然四、六分流。

第二点，弯道环流。在都江堰河段，悬移质基本属于冲泻质的范围，泥沙淤积问题主要是在洪水季节运动的卵石推移质。在小水时段，卵石难以起动，推移质泥沙很少，所以内江分水六成并无多少泥沙。洪水时主流从外江宣泄，自然也挟带了大部分运动的卵石推移质。此外，内江进口处于微弯河段的凹岸，在弯道环流的作用下，卵石推移质沿凸岸一侧输移而进入外江，根据实测资料分析，进入内江的卵石输移量只占岷江总量的26%左右。

第三点，泄流飞沙。水流进入内江以后，局部河势仍属于微弯河段，飞沙堰位于内江弯道的下段。在弯道环流的作用下，底部水流的流向指向飞沙堰，底流横切越过堰顶，卵石和高浓度的近底悬沙能有效地排向外江，表层水流则基本与堰顶平行而流向下游，形成堰顶溢流时底部的单宽流量大、上部的单宽流量小的特殊流态，在中等流量的需水季节，用较少的水量排走进入内江的大部分卵石和泥沙。飞沙堰的排沙作用则随泄洪量的增加而增强。洪水越大，飞沙堰的分流比越高，排沙效果越显著。

热心网友时间：2023-08-21 13:11

都江堰是一个防洪、灌溉、航运综合水利工程。李冰采用中流作堰的方法，在岷江峡内用石块砌成石埂，叫都江鱼嘴，也叫分水鱼嘴。鱼嘴是一个分水的建筑工程，把岷江水流一分为二。东边的叫内江，供灌溉渠用水；西边的叫外江，是岷江的正流。又在灌县城附近的岷江南岸筑了离碓（同堆），离碓就是开凿岩石后被隔开的石堆，夹在内外江之间。离碓的东侧是内江的水口，称宝瓶口，具有节制水流的功用。夏季岷江水涨，都江鱼嘴淹没了，离碓就成为第二道分水处。内江自宝瓶口以下进入密布于川西平原之上的灌溉系统，旱则引水浸润，雨则杜塞水门（《华阳国志·蜀志》），保证了大约300万亩良田的灌溉，使成都平原成为旱涝保收的天府之国。都江堰的规划、设计和施工都具有比较好的科学性和创造性。工程规划相当完善，分水鱼嘴和宝瓶口联合运用，能按照灌溉、防洪的需要，分配洪、枯水流量。

为了控制水流量，在进水口作三石人，立三水中，使水竭不至足，盛不没肩（《华阳国志·蜀志》）。这些石人显然起着水尺作用，这是原始的水尺。从石人足和肩两个高度的确定，可见当时不仅有长期的水位观察，并且已经掌握岷江洪、枯水位变化幅度的一般规律。通过内江进水口水位观察，掌握进水流量，再用鱼嘴、宝瓶口的分水工程来调节水位，这样就能控制渠道进水流量。这说明早在2300年前，中国劳动人民在管理灌溉工程中，已经掌握并且利用了在一定水头下通过一定流量的堰流原理。在都江堰，李冰又作石犀五枚，……二在渊中（《华阳国志·蜀志》），二在渊中是指留在内江中。石犀和石人的作用不同，它埋的深度是作为都江堰岁修深淘滩的控制高程。通过深淘滩，使河床保持一定的深度，有一定大小的过水断面，这样就可以保证河床安全地通过比较大的洪水量。可见当时人们对流量和过水断面的关系已经有了一定的认识和应用。这种数量关系，正是现代流量公式的一个重要方面。