都江堰的创建

都江堰的创建，又有其特定的历史根源。战国时期，刀兵峰起，战乱纷呈，饱受战乱之苦的人民，渴望中国尽快统一。适巧，经过商鞅变法改革的秦国一时名君贤相辈出，国势日盛。他们正确认识到巴、蜀在统一中国中特殊的战略地位，“得蜀则得楚，楚亡则天下并矣”(秦相司马错语)。在这一历史大背景下，战国末期秦昭王委任知天文、识地理、隐居岷峨的李冰为蜀国郡守。李冰上任后，首先下决心根治岷江水患，发展川西农业，造福成都平原，为秦国统一中国创造经济基础。

因此，秦昭襄王五十一年（公元前256年），秦国蜀郡太守李冰和他的儿子，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。主体工程包括鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道和宝瓶口进水口。

宝瓶口的修建过程

李冰父子邀集了许多有治水经验的农民，对地形和水情作了实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。由于当时还未发明火药，李冰便以火烧石，使岩石爆裂，终于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”，把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”。之所以要修宝瓶口，是因为只有打通玉垒山，使岷江水能够畅通流向东边，才可以减少西边的江水的流量，使西边的江水不再泛滥，同时也能解除东边地区的干旱，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。

分水鱼嘴的修建过程

宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东地势较高，江水难以流入宝瓶口，为了使岷江水能够顺利东流且保持一定的流量，并充分发挥宝瓶口的分洪和灌溉作用，修建者李冰在开凿完宝瓶口以后，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。由于分水堰前端的形状好像一条鱼的头部，所以被称为“鱼嘴”。鱼嘴的建成将上游奔流的江水一分为二：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。由于内江窄而深，外江宽而浅，这样枯水季节水位较低，则60%的江水流入河床低的内江，保证了成都平原的生产生活用水；而当洪水来临，由于水位较高，于是大部分江水从江面较宽的外江排走，这种自动分配内外江水量的设计就是所谓的“四六分水”。

飞沙堰的修建过程

为了进一步控制流入宝瓶口的水量，起到分洪和减灾的作用，防止灌溉区的水量忽大忽小、不能保持稳定的情况，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，以保证内江无灾害，溢洪道前修有弯道，江水形成环流，江水超过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。

都江堰 

　　都江堰位于四川灌县（现为都江堰市）城西，南距成都55公里，地处岷江中游，兼有排洪、灌溉、航运、漂木等多种功能，是中国古代最大的古堰。秦昭襄王五十一年，李冰任蜀郡太守时主持修建，工程规模宏大，布局慎密合理，结构相当科学。整个工程包括鱼嘴、宝瓶口和飞沙堰三个主要组成部分。渠首工程位于岷江中、上游交界处，鱼嘴像一把匕首伸入江心，把汹涌的岷江水分割为外江和内江。外江是岷江正流，主要用于泄洪，内江水则通过宝瓶口引入成都平原灌溉千万亩农田。宝瓶口是一个人工开凿，仅有10多米宽的狭小进水口，因其形状酷如瓶颈而得名。宝瓶虽小，却控制着内江的水量，是整个都江堰工程的关键枢纽。都江堰工程所以能二千多年不毁不损、长期发挥效益，其奥秘主要有三：一是由于宝瓶口开凿在玉垒山峰腰地带的岩石中，两崖岩石异常坚固，不怕洪水冲刷，也不怕漂木碰撞，仿佛铁打铜铸，“江山万年”；二是都江堰渠首工程通过鱼嘴分水堤、宝瓶引水口和泄洪排沙的飞沙堰的有机配合，合理分流，“分四六，平潦旱”，保证灌区既有足够的水源，又不至于发生水灾。内外江的水量始终按四、六分成：洪水时内江四成，外江六成，枯水时外江四成，内江六成。“李冰凿离堆，石犀今犹存。鳖灵辟三峡，更验江水痕”，为便于观察水位，宝瓶口的北岸岩壁上凿刻着几十道横道的“水则”，《宋史》说“则盈一尺，至十而止； 水及六则、流始足用。”《元史》则说“以尺画之、比十有一。水及其九，其民喜，过则忧，”水过十六划为洪汛期，过十九划则为警戒水位。古人在宝瓶口上方用竹笼卵石砌成飞沙堰和人字堰，水过十六划，就会从二个排洪道溢入岷江主流；特大洪水时，飞沙堰会自动崩塌泄洪，不让过多的水进入宝瓶口。三是飞沙堰的“飞沙”保证了宝瓶口不致淤塞。为排泄内江多余的水量和泥沙。古人在内、外江之间的金刚堤上开出一条宽约30多米的浅槽。利用岷江河道的弯曲度，使内外江泥沙排泄量的比例与水流量成反比，大部分泥沙和多余的水通过鱼嘴和飞沙堰排入外江。“四六分洪，二八排沙”，残留在内江的泥沙则通过每年冬季的岁修加以清除，保证了宝瓶口的畅通无阻。许多前来考察的外国专家对中国古代就巧妙地利用流体力学的柏努利原理深表钦佩。