坎儿井与都江堰两种水利工程是如何因地制宜发挥作用的

坎儿井与都江堰两种水利工程是如何因地制宜发挥作用的

坎儿，意 井穴，为荒漠地区一特殊灌溉系统；普遍于中国新疆吐鲁番地区。吐鲁番盆地的地下水资源是比较丰富的。加上地面坡度特大等情况，从而构成了开挖坎儿井在自然条件上的可能性。坎儿井由竖井、地下渠道、地面渠道和涝坝四部份组成。首先在地面由高至底打下井口，将地下水汇聚。然后，在井底修通暗渠，将地下水引到目的地，才把水引到地面。这样保证了地下水不会因炎热及狂风而被蒸发或污染。涝坝将水蓄起以供人使用。整个都江堰枢纽可分为堰首和灌溉水网两大系统，其中堰首包括鱼嘴（分水工程）、飞沙堰（溢洪排沙工程）、宝瓶口（引水工程）三大主体工程，此外还有内外金刚堤、人字堤及其他附属建筑。都江堰工程以引水灌溉为主，兼有防洪排沙、水运、城市供水等综合效用。“鱼嘴”是都江堰的分水工程，因其形如鱼嘴而得名。它位于江心，把岷江分成内外二江。外江位在西，又称“金马河”，是岷江正流，主要用于行洪；内江位在东，是人工引水总干渠，主要用于灌溉，又称“灌江”。鱼嘴决定了内外江的分流比例，是整个都江堰工程的关键。内江取水口宽150米，外江取水口宽130米，利用地形、地势使江水在鱼嘴处按比例分流。春季水量小时，四成流入外江，六成流入内江以保证春耕用水；春夏洪水季节时，水位抬高漫过鱼嘴，六成水流直奔外江，四成流入内江，使灌区免受水淹。这就是所谓“分四六，平潦旱”。此外，在古代还使用杩槎来人工改变内外两江的分流比例。杩槎是一种以数根圆木为骨架，外覆竹席，内灌泥沙的截流物体。当需要时，只要在一侧的江面放置若干座杩槎，便能减少该侧的水量。一般在春季来水较少时使用这种方法截流外江，增大内江的水流供给，待春耕结束水位上涨后，再砍去杩槎，使水流恢复正常。1974年以后，在外江口建造了永久性水闸，从而取代了杩槎来实现围堰和泄洪。宝瓶口同飞沙堰配合具有节制水流大小的功用，是控制内江进水量的关键。内江水流经过宝瓶口流入，灌溉成都平原的大片农田；在洪水期间，内江水位提升高过飞沙堰，洪水就进入外江流走，再加上宝瓶口对水流的约束，达到了防洪的作用。内江水流进宝瓶口后，顺应西北高、东南低的地势沿大小各支引水渠不断分流，形成自流灌溉渠系，灌溉成都平原上一千余万亩农田。飞沙堰起到溢洪排沙的作用，原名“侍郎堰”，唐高宗龙朔年间（661年—663年）筑成，是内江的溢洪排沙通道，故名。飞沙堰是金刚堤下段710米处的一个缺口，位于虎头岩对岸，宽240米，堰顶高过河床2米。飞沙堰将超过灌区需要的江水自行排到外江，使成都平原免受洪涝；又能将水中裹挟的大量砂石利用离心力从这里湃到外江，避免淤塞内江、宝瓶口和灌区。飞沙堰遵循“低作堰”的原则，即堤顶低作与对岸标准台顶等高，使超过宝瓶口流量上限的内江水漫过堰顶流入外江。如果遇到特大洪水，堰体会自行溃堤，让江水回归岷江正流。内江水位达到水则十四划时，流量为385立方米每秒，即够灌区春耕用水。若飞沙堰堰顶高度与此水位相齐，则内江水超出十四则时，多余的江水即可从飞沙堰溢去外江。此外，飞沙堰下游不远的宝瓶口有很好的控水作用，即便内江的流量高达3000 立方米每秒，宝瓶口的进水量也在700立方米每秒左右。沿金刚堤而下的急流受宝瓶口限流所阻，在口外形成一个洄水沱，即伏龙潭。加上飞沙堰对面突入内江的虎头岩对水流,砂石的导引作用，洪水便连同大量泥沙翻过飞沙堰，排往外江。据当代实测，岷江内江流量超过1000立方米每秒时，便有40%的洪水和98%泥沙从飞沙堰排出。飞沙堰顶高的调节，加上宝瓶口的限流、虎头岩的导引，即可保证引水区既有足量清水，又无洪涝威胁。

新疆为温带大陆性气候，降水少，蒸发量大，坎儿井利用暗渠引用天山山脉的冰雪融水，减少了水分的蒸发免去了运水之劳。都江堰位于四川盆地成都平原为亚热带季风气候，降水丰沛。利用独特的蓄水技术储蓄水源，实行灌溉。二者都充分利用了当地的有利条件来发展，体现了因地制宜的原则