堰的原理和作用 #河流

发明堰的人真是个天才,只需要这么一拦截就可以使下游的村庄免受洪涝灾害,这是怎么做到的?假如这是一条比较湍急的河流,且水位是1.4厘米,这时只需要在中间放一个堰就会发现从堰上流过的水位上升到了2厘米,而下游水位居然降低到了4毫米,且水流的速度更快了。

根据能量守恒定律,水流的动能和势能会相互转化。当水流在堰的上游时,因为具有一定的高度,它具有势能。当水流通过堰时,由于堰对水流的阻挡导致水流速度增加,动能增加,从而导致势能减少。由于势能与水位的高低相关,所以随着势能的减小,水位会相应的降低,这就是堰能防洪的原理。

而最厉害的当属2000多年前创建都江堰的李冰了,他设计了三个关键的枢纽,分别是鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口。鱼嘴将岷江分为内江和外江,外江主要用于泄洪,内江则通过宝瓶口流入成都平原,利用地理优势和水流自然规律做到了四六分水、二八分沙。

在洪水期,六成江水流入外江,四成流入内江,而在枯水期正好反过来,避免平原干旱和洪涝灾害。另外鱼嘴还可以将80%的泥沙排入外江,剩下的20%进入内江。而飞沙堰的作用是当内江水量过大时,可以将多余的水和泥沙排入外江,保证内江的流通顺畅。

看完后不得不感叹古人的智慧和创造力。

发布于 2025-05-28
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