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只需在湍急河流中筑起一堵墙,就能有效防范村庄遭受洪水灾害,而这堵墙便是堰。为何看似简单的一堵墙,却具备抵御洪灾的功效呢?下面让我们一同通过实验来探寻究竟。
这是一条模拟的湍急河流,当前水位为1.4厘米。随后,我们在河流中间修建一座堰。此时可以看到,上游水位上升至2厘米,而下游水位竟下降到了4毫米,相较于之前,下降幅度高达70%。
这种现象能够运用能量守恒定律来解释。当在河流中间修建堰后,上游的势能会增加。在总能量保持不变的情况下,势能增加,水流速度自然就会变慢;而下游情况则恰好相反,势能减少,水流速度随之变快。
洪水灾害的主要成因是暴雨降临,大量雨水致使河流水位急剧上升,进而导致村庄被淹没。倘若在河流中修筑一座堰,下游水位便会大幅下降,如此一来,就能有效避免村庄遭受洪水侵袭。
不过,上游水位的升高会对周边生态环境产生一定影响。但聪慧的人类很快想出了解决办法。工程师将堰体改造成锯齿状结构,这一巧妙设计不仅使过流面积增大了两倍,还能促使泥沙在特定区域沉积,成功避免了河道出现淤积问题。
由此可见,能够发明都江堰的人,堪称天才中的天才。关注三阁故事馆,带你了解更多有趣知识。
《全文完》
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