都江堰鱼嘴分水原理

都江堰工程由鱼嘴(分水堤)、飞沙堰(溢洪道)、宝瓶口(引水口)三大工程构成(见图1)。它们有机的组合，联合发挥了引水灌溉、排洪、排沙和减灾的巨大作用。鱼嘴与金刚堤连在一起，位于江心，它们的建造和作用与弯曲河床形态有密切关系。金刚堤实质是岷江河床上的江心洲，鱼嘴位于金刚堤的顶端，形如鲸鱼之嘴巴，故名为鱼嘴。鱼嘴与金刚堤的共同作用是使岷江河床分汊，即分为内江和外江，所以鱼嘴与金刚堤是一个非常关键的工程。从分水堤与金刚堤位于河床中心位置分析，这个堤的建造，主要是李冰利用了河流的弯道环流的科学原理形成的。如现在的分水堤东侧是岷江凹岸，也正是内江流经的部位，西侧是岷江的凸岸，也正是外江流经的部位。这里的弯道环流的表流流入凹岸，把凹岸被侵蚀的和过境的大量泥沙，由环流的底流再搬运到凸岸堆积成遇回扇，其中一部分泥沙在江心堆积形成规模宏大的江心洲(金刚堤)，泥沙在洲头不断堆积、延伸，加之人工不断对它们修筑、加固和保护，形成今日之天然——人工金刚堤和鱼嘴。金刚堤和鱼嘴的存在，使岷江主流在此成为分汊型河床。尤其鱼嘴的存在意义，在于发挥分汊河流的分水分沙作用，如冬、春枯水季节，岷江水位较低，河流主流线多靠近河谷凹岸流去，分水堤将约十分之六的江水流入内江，十分之四的江水流入外江，保证了灌区的用水量，简称“四六分水”；夏、秋洪水季节，岷江水位相对升高，河流主流线相对变直，大部分江水流向凸岸，故分水堤又将十分之六的江水排入外江，十分之四的江水注入内江。显然，这是李冰掌握了分汊口即江心洲(金刚堤)和洲头(鱼嘴)的分水分沙特点，又利用了内江具有平面弯道环流泄水特性，创造的科学分水方法。