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水利知識普及之中國的水利奇觀
發布時間:2017-07-31 作者: 陳立理 瀏覽次數:1781 字體 [ ]

涪陵石魚

涪陵石魚

古代長江中游枯水位的石刻標志。位于四川涪陵縣北長江江心的白鶴梁上,由西向東長1600m以上,與長江流向平行,南北寬10~15m,常年淹沒在水下,只在某些年份冬春水位最低時,才露出江心。在梁的傾斜面上是魚形圖案與文字題記縱橫交錯的石刻群。已發現的魚圖中有三條是康熙二十四年(1685)刻的清代雙魚,以及根據宋代題記上溯唐廣德二年(764)以前所刻魚圖,具有相當于現代水尺的作用,是歷代記錄不同年代不同枯水位的固定標志。在已發現的宋元明清約160余條題記中,除記年月外,往往記有雙魚已見,水至此魚下五尺,水去魚下七尺等字樣,留下一批長達千年以上可供分析研究的枯水位寶貴記錄。

坎兒井

坎兒井

干旱地區利用水平隧洞導引地下潛流,實現地表自流灌溉的暗渠工程。世界上最早的坎兒井出現在亞美尼亞。中國的坎兒井主要分布在新疆的吐魯番和哈密地區。當地氣候干燥,夏季高山積雪融水滲入戈壁,形成較豐富的地下水潛流,可以利用。新疆坎兒井的起源目前主要有三種說法:①由西漢時關中的井渠演變而成;②當地各族人民因地制宜的創造;③導源于波斯,由中亞傳入。

坎兒井一般順地面坡度布置,分豎井和暗渠兩部分。暗渠首段是集水部分,中間是輸水部分,出地面后有一段明渠和一些附屬工程。開挖時先打一眼豎井,稱定位井。發現地下水后沿擬定渠線向上下游分別開挖豎井,作為水平暗渠定位、出渣、通風和日后維修孔道。豎井間距大致與豎井深度成一定比例。暗渠長度從幾公里到20km。用暗渠輸水在干旱地區可以大大減少蒸發量。暗渠在下游出口(稱龍口)接明渠,一般還引入蓄水池(稱澇壩)中,以調節灌溉水量。一條坎兒井灌田數十畝至數百畝不等,一般都由個人經營。據《清史稿》等資料記載:吐魯番地區坎兒井19世紀中葉僅有30余處;清道光二十五年(1845)后,增加60余處;光緒六年(1880)左宗棠入新疆又發展增開185處 民國時吐魯番、鄯善、庫車、托克遜、哈密等地已發展至1000余條,以吐魯番最多。據20世紀50年代估計,新疆坎兒井在1600條以上,總長度不少于5000km。

晴雨錄

晴雨錄

清代逐日逐時記載的降水記錄,現保存在中國第一歷史檔案館。現存晴雨錄記載了自清代雍正二年(1724)至光緒二十九年(1903)北京地區的降水情況,共 180年,但中間缺漏6年,實為174年。據《清會典》記載:“欽天監掌觀天象,設觀象臺于京城東南隅,凡晴雨風云雷霓暈珥流星異星皆察而記之。晴明風雨按日記注,匯錄于冊,為《晴明風雨錄》。繕寫清、漢文各一本,于次年二月初一日恭進。”文中觀象臺即今北京建國門立交橋西南的古觀象臺。《晴明風雨錄》即晴雨錄。晴雨錄以傳統的子、 丑、 寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰為計時標準,按時記載降雨情況,周而復始,晝夜不斷。降水情況分晴、微雨、雨(或晴、微雪、雪)三級。沒有定量的描述,級與級間也無清楚的標準界限,但提供了一個完整的系統的降水情況系列。為認識這 180年間北京地區的降水規律找到一個實測依據。與自1841年開始的北京地區的雨量實測記錄相對照,重疊年份所記載的基本內容完全吻合。

都江堰

都江堰全景

都江堰位于四川成都平原西部的岷江上,建于公元三世紀,是中國戰國時期秦國蜀郡太守李冰及其子率眾修建的一座大型水利工程,是全世界至今為止,年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。2200多年來,至今仍發揮巨大效益,李冰治水,功在當代,利在千秋,不愧為文明世界的偉大杰作,造福人民的偉大水利工程。

都江堰渠首工程主要有魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分構成,科學地解決了江水自動分流、自動排沙、控制進水流量等問題,消除了水患,使川西平原成為"水旱從人"的"天府之國"。目前灌溉面積已達40余縣,1998年超過一千萬畝。都江堰附近景色秀麗,文物古跡眾多,主要有伏龍觀、二王廟、安瀾索橋、玉壘關、離堆公園玉壘山公園和靈巖寺等。

岷江是長江上游的一條較大的支流,發源于四川北部高山地區。每當春夏山洪暴發之時,江水奔騰而下,從灌縣進入成都平原,由于河道狹窄,古時常常引起洪災,洪水一退,又是沙石千里。灌縣岷江東岸的玉壘山又阻礙江水東流,造成東旱西澇。秦昭襄王五十一年(公元前256年),李冰任蜀郡太守(太守相當于現在的專員,或大于專員,小于省長),他為民造福,排除洪災之患,主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的主體工程是將岷江水流分成兩條,其中一條水流引入成都平原,這樣既可以分洪減災,又達到了引水灌田、變害為利。為此,李冰在其子二郎的協助下,邀集有治水經驗的農民,對岷水東流的地形和水情作了實地勘察,決心鑿穿玉壘山引水。在無火藥(火藥發明于東漢時期,即公元25年至220年間)不能爆破的情況下,他以火燒石,使巖石爆裂(熱漲冷縮的原理),大大加快了工程進度,終于在玉壘山鑿出了一個寬20公尺,高40公尺,長80公尺的山口。(低水位每秒流速3公尺,高水位每秒流速6公尺)因形狀酷似瓶口,故取名"寶瓶口",把開鑿玉壘山分離的石堆叫"離堆"。

寶瓶口引水工程完成后,雖然起到了分流和灌溉的作用,但因江東地勢較高,江水難以流入寶瓶口,李冰父子率眾又在離玉壘山不遠的岷江上游和江心筑分水堰,用裝滿卵石的大竹籠放在江心堆成一個狹長的小島,形如魚嘴,岷江流經魚嘴,被分為內外兩江。外江仍循原流,內江經人工造渠,通過寶瓶口流入成都平原。

為了進一步起到分洪和減災的作用,在分水堰與離堆之間,又修建了一條長200公尺的溢洪道流入外江,以保證內江無災害,溢洪道前修有彎道,江水形成環流,江水超過堰頂時洪水中夾帶的泥石便流入到外江,這樣便不會淤塞內江和寶瓶口水道,故取名"飛沙堰"。為了觀測和控制內江水量,又雕刻了三個石樁人像,放于水中,讓人們知道"枯水(低水位)不淹足,洪水(高水位)不過肩"。還鑿制石馬置于江心,以此作為每年最小水量時淘灘的標準。運用了回旋流的理論 都江堰每年都接待不少外國游人,其中有些是水利專家。有的水利專有他細觀看了整個工程的設計后,都對它的高度的科學水平驚嘆不止。比如飛沙堰的設計就是很好地運用了回旋流的理論。

四川青城山和都江堰2000年11月被列入《世界遺產名錄》。

錢塘江潮

雄偉壯觀的錢江潮成因除月、日引力影響外,還跟錢塘江口狀似喇叭形有關。錢塘 江南岸赭山以東近50萬畝圍墾大地象半島似地擋住江口,使錢塘江赭山至外十二工段酷似肚大口小的瓶子,潮水易進難退,杭州灣外口寬達100公里,到外十二工段僅寬幾公里,江口東段河床又突然上升,灘高水淺,當大量潮水從錢塘江口涌進來時,由于江面迅速縮小,使潮水來不及均勻上升,就只好后浪推前浪,前浪跑不快,后浪追上,層層相疊。其次還跟錢塘江水下多沉沙有關,這些沉沙對潮流起阻擋和磨擦作用,使潮水前坡變陡,速度減緩,從而形成后浪趕前浪,一浪疊一浪,一浪高一浪涌潮。

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