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浅谈都江堰工程中流体力学原理的运用浅谈都江堰工程中流体力学原理的运用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。
关于都江堰水利工程研究报告范文一、引言。
朋友们！今天咱们就来唠唠都江堰这个超厉害的水利工程。
你想啊，在古代那时候科技啥的都不发达，可咱老祖宗就弄出这么一个神奇的水利工程，到现在还在用，这得多牛啊！二、都江堰水利工程的基本情况。
# （一）地理位置。
都江堰就在四川成都平原的都江堰市西侧的岷江上。
岷江这伙计啊，水量那是相当的大，就像个脾气暴躁的大汉，一到雨季就容易发大水，可是到了旱季呢，又变得抠抠搜搜的，水不够用。
# （二）工程构成。
1. 鱼嘴分水堤。
这鱼嘴就像个超级大的分水神器。
它把岷江分成了内江和外江。
外江呢，主要就是用来排洪的，就像家里的下水道一样，洪水来了就从这儿走。
内江呢，则是负责把水引进成都平原，灌溉农田。
鱼嘴这个设计特别巧妙，它是根据岷江的地势和水流特点来建的。
在枯水期，内江的水就会多一些，能保证农田有水灌溉；到了洪水期，大部分水就会被分到外江，这样就不会把成都平原给淹了。
2. 飞沙堰溢洪道。
飞沙堰就像是个保镖，守在内江的旁边。
它的作用可大了，不但能在洪水来的时候让多余的水溢出去，保证内江的水量不会太多，而且还能把水里的泥沙排出去。
它是怎么做到的呢？这就跟它的形状和水流的速度有关啦。
当洪水冲过来的时候，由于飞沙堰这里的坡度比较陡，水流速度加快，水里的泥沙就像坐过山车一样，被甩到外江去了，这样就不会让内江的河道被泥沙堵住。
3. 宝瓶口进水口。
宝瓶口就像是一个控制水流的阀门。
它的形状就像个瓶口一样，窄窄的。
这宝瓶口可重要了，它把内江的水进一步控制住，按照成都平原的需求来放水。
就好比水龙头一样，需要多少水就放多少水。
而且它还能挡住那些大石头啥的，不让它们进入灌溉的河道。
三、都江堰水利工程的历史意义。
# （一）农业方面。
在古代，农业可是国家的命脉啊。
都江堰建成之后，成都平原就像被施了魔法一样，从一个经常被洪水和干旱折磨的地方，变成了一个超级肥沃的大粮仓。
有了充足的水源，农民伯伯们就可以放心大胆地种庄稼了，什么水稻啊、小麦啊都长得特别好。
谈都江堰灌区水利工程在管理中存在的问题及对策摘要：灌区水利工程在农业生产和生活用水中起着至关重要的作用。
然而，随着社会经济的发展和人口的增加，灌区水利工程管理中出现了一系列问题。
本论文旨在分析都江堰灌区水利工程管理存在的问题，并提出相应的对策，以实现水资源的高效利用和生态环境的保护。
关键词：灌区；水利工程；管理引言：水资源是人类社会生存和发展的基础，而灌区水利工程则是保障农业生产和生活用水的重要手段之一。
随着我国农村经济的不断发展和农业生产的提高，灌区水利工程在农村社会经济中的地位日益突出。
然而，都江堰灌区水利工程管理中存在一系列问题，这些问题不仅影响着水资源的高效利用，还对生态环境造成了一定的破坏，因此亟需采取措施来解决这些问题。
1.都江堰灌区概述都江堰灌区现有都江堰世界灌溉工程遗产、都江堰世界文化遗产、通济堰世界灌溉工程遗产三张世界级名片，拥有庞大的灌溉系统，包括129条3836公里的干渠及分干渠，272条3627公里的万亩以上支渠，以及约39056公里的各级末级渠道。
此外，还有3座大型水库和18座中型水库。
其幅员面积达2.86万平方公里，拥有272亿立方米的水资源总量，年均供水量为86亿立方米，为2800万人口提供生活、生产、生态用水服务。
规划灌溉面积达1519万亩，2023年已实现1133.2万亩。
都江堰灌区占据了四川省约1/20的土地，提供了全省1/4的有效灌溉和粮食产能，滋养了近1/3的省内人口，贡献了近一半的国内生产总值。
它不仅是四川省的粮仓，更是在新时代建设更高水平“天府粮仓”的主要战场，彰显了其在中国水利史上的独特地位和辉煌历程。
2.都江堰灌区水利工程管理中存在的问题都江堰灌区水利工程作为农业生产和生活用水的关键支撑，一直在为四川省的粮食生产和生活水源供应提供重要支持。
然而，在长期的运行和管理中，都江堰灌区水利工程也面临着一系列问题，主要集中在灌区基础设施投入不足、配套设施不完善。
都江堰水利枢纽古今谈摘要：据载在秦昭襄王末期由蜀郡守李冰主建的都江堰，是中国古代著名的水利工程。
它创建于公元前256年。
经历代不断完善，枢纽工程有鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大部分，还有金刚堤、人字堤等辅助工程。
诸设施各自发挥应有的功能并互相有机配合，共同实现着分水、溢洪、分沙，将足够的水量引入灌渠，灌溉成都平原和川中丘陵地。
它是古代水利工程，也是当今正使用着的水利工程，并且社会经济效益远超往古。
关键词：都江堰、枢纽工程、水利、古今都江堰位于岷江出峡谷、入平原的交界处，在今四川省灌县城西侧。
枢纽工程以下的干渠、、支渠、斗渠，脉走支分于成都平原和部分川中丘陵地，形成巨大的灌区，创造着巨大的水利经济效益。
都江堰水利工程创建于公元前256年，迄今已有2266年的历史，它是著名的古代水利工程，也是当今正为中国现代化建设发挥着巨大经济效益的水利工程。
二千多年前古代水利工程至今还在利用，而且发挥着远超往古的功能，在世界上“唯此一处”。
人们高度赞誉这一伟大的古代水利工程是：“世界水利史上的奇迹”、“永恒的工程”。
它所蕴藏的卓绝而丰富的科学思想，闪耀着人类智慧的光辉。
都江堰是中国的，也是世界人民共同的科学文化遗产。
2000年11月，联合国教科文组织世界遗产委员会审议通过，将这个灿烂的中华文明列入了《世界遗产名录》。
1 枢纽工程的技术原理都江堰枢纽工程诸设施，分布在上自岷江上游干流在出山口与支流白沙河汇合处，下至内江宝瓶口止的3020m河床中。
枢纽工程的现况是：主体工程包括，鱼嘴分水堤、飞沙堰坝、宝瓶口、外江节制闸、工业引水档水闸；辅助工程，百丈堤、二王庙顺水堤、人字堤等设施。
鱼嘴，主体工程最重要的设施。
它决定着取够灌渠用水，并含沙量较少。
当今鱼嘴是卵石水泥建筑物；它将岷江一分为二，外江是岷江正流，内江是成都平原灌渠的咽喉，故又称灌江。
内江取水口处宽150m，外江宽130m。
鱼嘴距上游白沙河口2050m，其间有靠东岸的“百丈堤”，是人工沙石工程，全长1950m，其功用是将洪水与所含泥沙逼向外江，并起到护岸、防止河槽摆动的作用。
都江堰水利工程摘要：都江堰水利工程不仅在四川在全国甚至整个水利历史地位中到占有举足轻重的位置，它的整个设计遵从的是道家因势利导的哲学思想，采用科学的方法按照河流动力学的基本原理发挥着防洪灌溉的作用，成就了成都的天府之国的美誉。
作为四川人又是水利专业的学生都很有必要对其工作机理有个比较清楚的认识，看见一些报道讲很多人去都江堰参观旅游因为没有专业人士的讲解不能感受到这项工程的意义价值在哪，觉得无趣，希望通过这次论文让自己成为一个比较内行的人，下次去都江堰旅游的时候不仅自己可以更好的领略都江堰水利工程的魅力也可以和其他人分享分享。
关键词：都江堰；河流动力学；分流；排沙；一工程介绍注：在都江堰水利工程修建之前成都平原灌溉得不到满足，造成旱灾，而岷江河道汛期径流量过大发生洪灾，因此想出修建水利工程将岷江江水引到成都平原的办法，防洪减旱，乘势利导，自流灌溉。
（一）第一期工程：宝瓶口注：修建宝瓶口的目的主要是想将岷江江水分流部分进入成都平原，防洪减旱。
工程：以烧石开山为主的传统办法, 把石头烧破裂以后, 将碎石推入江中, 形成水道, 因而建成了宝瓶口。
玉垒山向西伸进岷江的这一块山尾巴，用人工开凿岩石，给拦腰截断，形成一个向东的分水口，也就是都江堰工程的第一部分宝瓶口，留在江心的那一块山体，就叫做“离堆”，有了宝瓶口，岷江一分为二，可以分一部分江水向东，灌溉成都平原了。
分析：1、“热胀冷缩原理”——宝瓶口修建时由于那时还未发明炸药，必须采用人工开山的办法，而当时的人们能想出用火烧石，利用热胀冷缩的原理加快工程进度，是一个很了不起的科学方法。
2、弯曲河道的水流运动及河床演变——弯道水流的动力轴线，主要特点：在弯道进口段或上游过渡段，偏靠凹岸；随水位流量变化，主流线低水傍岸，高水居中。
所以在枯水期水流傍向凹岸宝瓶口水量不足。
（二）第二期工程:鱼嘴注：在宝瓶口修建之后，虽然起到了一定程度上的分流和灌溉的作用，成都平原干旱得到一定缓解，但是由于东都地势较西部高江水难以流入宝瓶口，因此开始进行二期工程鱼嘴。
都江堰的原理和应用1. 原理都江堰是中国古代伟大水利工程的代表之一，其建造始于公元前256年，位于四川省成都市都江堰市，是世界上最早的以水土保持为原则设计的大型水利工程之一。
都江堰采用了以分水为主的水源调度原理，主要包括四个核心部分：堰堤、分水口、主渠和支渠。
其具体原理如下：1.堰堤：都江堰的堰堤是通过建造堤坝将岷江的水引到分水口，起到截流的作用。
堰堤由大坝和出水口组成，大坝用于阻断水流，使水能从出水口进入分水口。
2.分水口：分水口是都江堰的核心部分，其功能是将来自堰堤的岷江水分成两部分，一部分通过主渠进入成都平原的灌溉区，另一部分通过支渠灌溉都江堰附近的山区农田。
分水口采用了物理分水的原理，通过建造分水口堰，使岷江水的一部分能够顺利进入主渠和支渠。
3.主渠：主渠是都江堰的主要渠道，用于引导来自分水口的水流进入成都平原的灌溉区。
主渠分布于都江堰的南岸，全长约48公里，途中设置了一系列的分水闸和引水口，确保水能顺利流入农田进行灌溉。
4.支渠：支渠是都江堰的辅助渠道，用于引导来自分水口的水流进入都江堰附近的山区农田。
支渠分布于都江堰的北岸，全长约26公里，与主渠平行，也设置了分水闸和引水口，以保证水能顺利流入山区农田。
通过这种水源调度原理，都江堰实现了对岷江水资源的合理利用，既能够满足成都平原的农田灌溉需求，又能够满足都江堰附近山区农田的灌溉需求，发挥了重要的经济和生态效益。
2. 应用都江堰作为中国古代水利工程的代表，具有重要的历史和现实意义，其应用主要体现在以下几个方面：2.1 水资源调度都江堰通过分水原理，能够合理分配来自岷江的水资源，保证平原地区和山区地区的灌溉需求。
在长期干旱或洪水等气候变化的情况下，都江堰可以通过调整分水口的流量来灵活应对，保护农田作物不受灾害的侵袭。
2.2 农田灌溉都江堰实现了对成都平原和都江堰山区农田的灌溉，为当地的农业生产提供了稳定的水源。
成都平原是中国的粮仓之一，都江堰的灌溉使得平原地区的农作物得到了充足的水源供应，保证了农业的良好发展。
天人合一的水利工程：都江堰一提到水利工程，很多人可能会想到现代那些巨大的大坝和复杂的水利设施。
然而，在中国四川，有一个历经两千多年岁月洗礼，至今仍发挥着重要作用的水利工程——都江堰。
它不仅是一项伟大的工程奇迹，更是古人智慧与自然和谐共生的完美体现。
都江堰坐落在成都平原西部的岷江上，始建于秦昭王末年，是蜀郡太守李冰父子在前人鳖灵开凿的基础上组织修建的大型水利工程。
这座水利工程的主要目的是为了防洪灌溉，它巧妙地利用了当地的地形和水文条件，实现了对江水的合理分配和调控。
让我们先来看看都江堰的整体布局。
都江堰由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大主体工程和百丈堤、人字堤等附属工程构成。
鱼嘴分水堤位于岷江江心，它将岷江分为内江和外江。
内江用于灌溉，外江则用于排洪。
这种巧妙的设计，使得在枯水期，大部分江水能够流入内江，保证农田的灌溉用水；而在洪水期，多余的江水则可以通过外江排泄，有效地减少了洪水对成都平原的威胁。
飞沙堰溢洪道是都江堰确保成都平原不受水灾的关键。
当内江的水量超过一定限度时，多余的水就会通过飞沙堰溢洪道排入外江。
而且，飞沙堰还有一个神奇的功能，就是能够利用水流的漩涡和离心力，将水中的泥沙和石块抛向外江，从而减少了内江的淤积。
宝瓶口进水口则是控制内江进水的咽喉。
李冰父子采用火烧水浇的方法，在玉垒山开凿出了一个狭窄的通道，使得江水能够平稳地流入成都平原。
宝瓶口的设计非常精妙，它能够根据需要控制进水量，保证了灌溉用水的稳定。
都江堰的成功，离不开古人对自然规律的深刻理解和尊重。
他们没有强行改变自然，而是顺应自然的力量，因势利导，实现了水利工程的功能。
例如，鱼嘴分水堤的形状和位置，就是根据岷江的水流特点和地形条件精心设计的，使得江水能够自然地分流。
这种天人合一的理念，在现代水利工程中仍然具有重要的借鉴意义。
都江堰的建成，给成都平原带来了巨大的变化。
它使得原本水旱无常的成都平原变成了“沃野千里”的天府之国，成为了中国重要的粮食产区之一。
都江堰水利枢纽关键技术的分析与应用
作者：刘佳明王新奎
来源：《科技资讯》2016年第02期
摘要：都江堰是战国时期李冰父子组织修建的渠首引水灌溉工程，两千多年来一贯发挥着防洪灌溉的作用。
都江堰枢纽工程主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三部分构成，其分水分沙效果确保了成都平原常年具备适宜的水源。
其中的工程设施和治水理念在现代的水利工程中都有所体现。
本文通过分析都江堰关键技术，认识其治水技术对现今水利工程的指导意义。
关键词：都江堰；飞沙堰；鱼嘴工程；水利工程；渠首工程
中图分类号：TV5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（b）-0000-00
都江堰坐落在成都平原西部的岷江上，是战国时代蜀郡太守李冰父子主持修筑的大型渠首引水工程。
经两千多年来的自然变迁和人工修整，一贯发挥着防洪灌溉的作用。
内外江分水鱼嘴是人工对自然沙洲的分水堤前部进行改造，将岷江水分为内外二江。
宝瓶口同飞沙堰共同作用，具有控制水流大小、将固体颗粒排至外江的功用，是确保内江供水安全的关键。
内江水经过宝瓶口流进灌区内的田地；洪水时期，内江水位抬升至飞沙堰以上，则洪水主动流至外江，另加上宝瓶口对水流的约束作用，起到了防治洪水的作用。
其中的治水理念和方法在现在的水利工程和水运工程中都有很多应用。
一、鱼嘴工程
文献记载的“分四六”，现今都江堰春灌期内江分流靠近75%，而汛期只有37.5%。
经过两千多年的自然演变和人为修筑，鱼嘴分流的效果比历史记载更好，对内、外江的分水分沙起到了关键性的作用。
鱼嘴工程具有分流分沙、稳定洲头和调整不利流态等功能，已经成为水利工程建设中采用的主要整治建筑物形式之一。
现代水利和航运部门也多次采用鱼嘴工程进行河道的整治。
鱼嘴工程可以按按修建位置和建筑物的形式划分为洲头鱼嘴工程、鱼骨坝和洲尾鱼嘴工程三种。
1、洲头鱼嘴工程
洲头鱼嘴工程修建于洲头，轴线与水流方向平行或呈微小夹角，一般由洲头指向非引水支汊方向，与整治线基本平行，调整两汊的分水、分沙情况和固定滩头，并且能有效改善流态。
在枯水期可接引水流进入通航支汊，稳定流势，确保所需支汊水量充足。
已建的洲头鱼嘴工程较多，如陆西口水道洲头分流坝、川江东溪口浅滩洲头坝等。
长江口深水航道治理工程中也建设了分流口，有效固定江亚南沙，确保了航道稳定。
2、鱼骨坝
鱼骨坝是外形与鱼骨相似的一种涉水建筑物，一般依江心洲头修建，由顺水流方向的顺坝和与正交或斜交的刺坝组成。
顺坝与洲头鱼嘴工程功能相似，主要用于分流、分沙和调整水体流向；刺坝类似于丁坝，可用于调节环流的运动，削弱水流对坝体的冲刷，加强坝体的稳定性，从而起到改善枯水期航道、稳定河相和滩槽格局的作用。
现有的相关研究还不够充分，缺乏具体的设计理论。
目前建成的有：长江中游戴家洲河段航道整治一期工程和窑监河段航道整治一期工程等。
3、洲尾鱼嘴工程
洲尾鱼嘴工程的作用主要是减小汇流角，使两股汊流平顺交汇，增大水流交汇区流速以冲深航道；还起到了缩窄河流宽度、增加其流速，加大水体的冲刷能力；利用两汊交流而消耗水能等作用。
洲尾顺坝工程往往沿洲尾浅脊的方向施工以减少工程量，同时冲刷浅区。
川江航道整治工程中的王家滩、小南海滩等工程中运用了洲尾鱼嘴并取得了很好的效果。
二、飞沙堰与宝瓶口
1、宝瓶口
宝瓶口具有调节水流大小的作用，是控制成都平原灌区流量的关键。
内江水经宝瓶口流入，而在洪水时期，内江的水位抬升高过飞沙堰，冗余的水就流至外江。
宝瓶口对水流的限制，有效地达到了防治洪水的效果。
内江水在流入宝瓶口后，沿地势走向不断分出支渠，自流灌溉一千余万亩的成都平原。
2、飞沙堰
飞沙堰起到溢洪排沙的作用，飞沙堰将超过成都平原灌区适应能力的江水排放到外江；又能将水中包含的大量固体颗粒排放到外江，避免堵塞宝瓶口。
水流在经过弯道时会形成竖直方向的环流。
内部的环流运动与水流方向运动的叠加，使水流呈螺旋状运动形态。
利用水沙运动特性，把引水口设在凹岸，这样在引水的同时可以尽量减少引沙，从而可以减少引水渠的泥沙淤积。
相关理论已经吸收进现代流体力学中，针对旋流沉砂池的应用也有很多研究。
三、渠首工程
都江堰作为现存的历史最为久远的无坝渠首工程，历经两千多年还发挥着灌溉的效用，成就了四川天府之国的美名。
渠首引水工程是指为了从水源处引水，以满足工农业用水需求，而修建的建筑物的综合体。
渠首工程应能保证满足工农业对水量和水位的综合要求，从水源处向干渠供水。
为使供水水量和供水水质满足各部门用水要求，可采用不同的工程设施对水流进行调节及引水。
灌溉渠首工程一般分为：蓄水渠首工程；用引水渠首工程和提水渠首工程三大类。
1、蓄水渠首工程
蓄水渠首工程适用于河道长期径流总量满足灌溉要求，但其不能适应各时期所需用水量的情况。
此时，需拦河筑坝抬高水位，形成水库以达到调蓄水量的目的；利用闸门或通过坝下管道、坝内管道等方式向灌区引水。
此类渠首工程常与水力发电、防洪等其他水利事业相结合，以达到对水资源综合利用的目的。
2、引水渠首工程
当河道流量能够满足用水要求时，为引取水流，需在引水口附近修建引水枢纽。
引水渠首工程一般可分为无坝引水及有坝引水两类。
无坝引水工程的主要建筑物是进水闸门，必要时布置导流坝，在河流的的天然水位或水位略微壅高的情况下引取河水。
枢纽通常还应设置上下游整治建筑物及防沙设施等。
有坝引水枢纽由于受到坝体高度和上游库容量大小的限制，一般只能小幅度壅高水位，几乎无法起到调节流量的作用，通常适用于水源日常流量充沛，能够满足用水需求，但日常水位低于引水所需水位的情况。
3、提水渠首工程
提水灌溉是利用提水机具浇灌作物的灌溉方式。
当水源水量充足，但水位较低不足以引水或者当地工程地质条件不适于修筑其他形式的水利工程设施时，可以修建泵站，用水泵将水抽到干渠再对需水部门进行供给。
提水灌溉工程除需修建泵站外，一般不需修建其他水工建筑物，而且受外界环境条件的影响较小；可以有效缩短干渠长度、工期短、受益快。
但提水设施在运行期间消耗较多的能源，所需的管理费用和运营费用比自流灌溉更高。
结论
都江堰作为我国古代最为辉煌的水利工程，历经两千余年还发挥着防洪灌溉的作用。
都江堰中的思维和技术中有很多已经应用到现在的水利工程或者航道治理中。
为了在相关工程设计中做到经济、可靠、环保，许多问题有待进一步研究。
我们应当充分关注都江堰的水力原理和建设理念，为以后的工程建设提供理论指导。
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