李冰父子最先修的是宝瓶口。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。
宝瓶口，是在玉垒山末端岩嘴额部开凿的一个进水口。作为“灌口”，既能保证内江灌区及城市的水的需求，又能在发洪水时如“石门”一样挡住过量的洪水。内江的水，由宝瓶口进入后，顺应其居高临下的地势，不断分流，形成扇形自流灌溉系统，从空中望去，恰似开屏的孔雀。
第二步修的是分水鱼嘴。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”。
鱼嘴分水堤，是渠道顶端的分水工程，平面形状恰似大鱼的嘴巴。分水堤把岷江分为内江和外江。内江以引水灌溉为主，外江为岷江干流，主要用于泄洪排沙。枯水期内江多引水，洪水期外江多泄洪，这就是“都江堰治水三字经”所说的“分四六，平潦旱”。都江堰鱼嘴的位置和构造，在历史上多次发生过变迁，它体现了自然的规律以及治水思想和技术水平的演进。
最后修成的是飞沙堰。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”来确定水位麻烦。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。
飞沙堰，以排沙作用特别显著而得名。它是位于鱼嘴分水堤尾部的泄洪道，能将成顿重的卵石物顺利排到外江。有“深淘滩，低作堰”的六字诀，概括了宝瓶口前的河床深度要恰到好处，飞沙堰不宜作得过高，以免影响泄洪排沙的科学道理。九十年代初，在飞沙堰新建了引水拦水闸，提高了成都工业和生活用水的保证率，增加了内江宝瓶口的进水量，为保证灌区工农业生产的发展创造了更好的供水条件。
这三大主体工程，加上其它附属工程，构成了都江堰“导水，分水，引水”和泄洪，排沙相结合的科学系统工程。这当中凝聚了古代劳动人民的智慧。
新中国成立后，都江堰这“川西第一奇功”的伟大工程唤发了青春。到了九十年代，经过不断改造，灌区的范围已由原来的14个县，不足300万亩农田发展为34个县1000多万亩农田。灌区的人们在实践中越来越认识到，水与人类文明进步和社会发展息息相关，对母亲河岷江的水利建设更加关注。不少的大坝，水库等水利设施正在建设中。
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