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中國(guó)古代水利發(fā)展史我國(guó)的傳統(tǒng)水利按照建設(shè)的規(guī)模和技術(shù)特點(diǎn),大致可以分作3期:大禹治水至秦漢,這是防洪治河、運(yùn)河、各種類型的灌排水工程的建立和興盛時(shí)期;三國(guó)至唐宋,是傳統(tǒng)水利高度發(fā)展時(shí)期;元明清,水利建設(shè)普及和傳統(tǒng)水利的總結(jié)時(shí)期。一水利的起源與第一次建設(shè)高潮(公元前22世紀(jì)至秦漢時(shí)期)這一時(shí)期歷經(jīng)青銅工具特別是鐵器的廣泛使用,也歷經(jīng)由奴隸制到封建社會(huì)的制度大變革,生產(chǎn)力出現(xiàn)了飛躍的進(jìn)步。此外,秦漢政權(quán)的大一統(tǒng)和強(qiáng)盛的國(guó)力,對(duì)于需要大規(guī)模社會(huì)組織的水利建設(shè)來(lái)說(shuō),也具有重要的推動(dòng)作用。因此,這一時(shí)期在防洪、灌溉、航運(yùn)等方面,都有較大的發(fā)展,并有一批傳統(tǒng)水利的大型精品問(wèn)世,有的至今仍卓然于世。在水利建設(shè)的基礎(chǔ)上,這個(gè)時(shí)期水利科學(xué)技術(shù)也取得較快的發(fā)展,春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的思想解放和活躍的學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴,也有助于科學(xué)技術(shù)的繁榮。在西周及其以前的奴隸制國(guó)家時(shí)期,中國(guó)傳統(tǒng)水利技術(shù)較之古埃及、古巴比倫,特別是奴隸制高度發(fā)達(dá)的古希臘略遜一籌,而在春秋戰(zhàn)國(guó)以來(lái),中國(guó)傳統(tǒng)水利科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,形成東西方交相輝映的局面。中國(guó)傳統(tǒng)水利的這種發(fā)展勢(shì)頭一直持續(xù)達(dá)2000年之久,并逐步向世界水利科學(xué)技術(shù)高峰邁進(jìn)。以下按防洪、灌溉、航運(yùn)和科技進(jìn)步等部分,扼要敘述這一時(shí)期水利的發(fā)展歷程。(一)防洪治河工程的起源與發(fā)展臨水而居是人類最初求生存的必然選擇,隨著社會(huì)的進(jìn)步,農(nóng)耕文明的興起,對(duì)水源更加依賴。但是,自然災(zāi)害特別是洪水災(zāi)害的威脅,由于居住區(qū)域的擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)的發(fā)展而日益嚴(yán)重。中國(guó)有文字記載的歷史的第一頁(yè)是大禹治水的傳說(shuō)。約公元前22世紀(jì),歷史已經(jīng)進(jìn)入了原始公社末期,農(nóng)業(yè)進(jìn)入了鋤耕階段,人們逐漸由近山丘陵地區(qū),移向土地肥沃、交通便利的黃河等大江大河的下游平原生活和生產(chǎn);這時(shí)首先遇到的是如何防止洪水的危害。相傳當(dāng)時(shí)黃河流域發(fā)生了一場(chǎng)空前的大洪水災(zāi)害,滔天的洪水淹沒(méi)了廣大平原,包圍了丘陵和山崗,人畜死亡,房屋被吞沒(méi)。這時(shí)禹繼其父鯀治水,他一改鯀堙堵治水的方法,疏導(dǎo)分流洪水,將黃河下游入海通道“分播為九”,經(jīng)過(guò)10多年的艱苦努力,終于獲得治水的巨大成功。大禹治水主要采用疏導(dǎo)的方法,那是適應(yīng)當(dāng)時(shí)人口不多、居民點(diǎn)稀少的社會(huì)實(shí)際的。到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,不能再任黃河在廣袤的平原上往返大幅度擺動(dòng)了,筑堤防洪應(yīng)運(yùn)而生。堤防自然是防洪的有效手段。此外,當(dāng)年在黃河上還有護(hù)岸和挑水壩等河工建筑物,也曾在游蕩性河段上進(jìn)行裁彎取直的嘗試。然而大量的泥沙堆積在下游河床里,又不斷抬高河床,惡化防洪條件。自漢武帝開(kāi)始,黃河下游頻繁決溢。筑堤和堵口是當(dāng)時(shí)經(jīng)常性的治河工作。這期間,元封二年(前109)由漢武帝主持的瓠子(在今河南濮陽(yáng)市西南)堵口,采用的是平堵法;建始四年(前29)由王延世主持的堵口采用的是立堵法,都是成功的堵口工程的范例。但由于河床高聳,防洪條件惡化,單純依靠筑堤堵口已經(jīng)無(wú)濟(jì)于事,必須尋求新的解決辦法。至西漢末年,由朝廷倡導(dǎo)開(kāi)展了關(guān)于治河理論的辯論,治河方略林林總總,對(duì)后世影響較大的主要有疏導(dǎo)、筑堤、改道、水力刷沙、滯洪等方法。值得注意的是賈讓提出的后代屢有爭(zhēng)議的治河三策。他認(rèn)為完全靠堤防約束洪水的做法是下策;將防洪與灌溉、航運(yùn)結(jié)合起來(lái)的綜合治理是中策;治河上策是留足洪水需要的空間,有計(jì)劃地避開(kāi)洪水泛濫區(qū)去安置生產(chǎn)和生活。20世紀(jì)60年代以來(lái),實(shí)行的非工程措施防洪理論,也包含著躲避洪水的措施在內(nèi)。這種在改造自然的同時(shí)努力謀求與自然和諧發(fā)展的哲學(xué)認(rèn)識(shí),是有其積極意義的。東漢初年的王景治河,也是這一時(shí)期中值得稱道的防洪努力。在王景治河后的800年里,歷史文獻(xiàn)記載中黃河決溢的次數(shù)顯著減少,一般都把這一業(yè)績(jī)歸功于王景。但是由于記載疏略,王景治河的關(guān)鍵技術(shù)措施比較令人費(fèi)解,至今仍是人們有興趣探討的歷史懸案。(二)多種類型的大型灌區(qū)興建農(nóng)田灌溉在中原地區(qū)起源很早,在戰(zhàn)國(guó)人所著地理書(shū)《周禮?職方氏》中,已對(duì)全國(guó)主要自然水體的分布有概括的敘述。在當(dāng)年全國(guó)的“九州”中,都分布有適于水生物生長(zhǎng)的“澤藪”,適于船只航行的“川”和有灌溉效益的“浸”。而人工灌溉系統(tǒng),則由有蓄水、輸水、分水、灌水、排水等不同功用的各級(jí)渠道所組成,稱作“井田溝洫”制度。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期興建的灌溉工程氣魄宏大,無(wú)壩引水的工程如都江、鄭國(guó)渠,有壩引水的工程如漳水十二渠,蓄水工程芍陂都是這一時(shí)期興建的著名大型灌區(qū)。在今成都平原的都江堰、陜西的鄭國(guó)渠(今涇惠渠的前身)都是秦統(tǒng)一六國(guó)前為了增加統(tǒng)一戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備而興建的灌溉工程。都江堰是岷江上的引水工程,至今已成功地運(yùn)行了2250年,灌溉面積也增加到1086萬(wàn)畝。它是無(wú)壩取水樞紐,渠首主要依靠魚(yú)嘴分水、飛沙堰溢洪、寶瓶口控制引水,具有灌溉、防洪、放木等多種效益,是古代勞動(dòng)人民的杰作。在世界上如此規(guī)模又有數(shù)千年歷史的水利工程,恐無(wú)出其右者。晚于都江堰10年,公元前246年秦國(guó)又興建了鄭國(guó)渠。鄭國(guó)美在涇水上,最初是無(wú)壩取水,后因河床不斷下切,引水口逐漸上移,至民國(guó)年間,由李儀社先生主持,改為有壩取水,即今之涇惠渠。西漢司馬遷在《史記?河渠書(shū)》中稱:“秦以富強(qiáng),卒并諸侯?!痹诖撕?50年左右,在鄭國(guó)渠灌區(qū)里又興建了與鄭國(guó)渠齊名的白渠。元鼎六年(前111)又興建六輔渠,還同時(shí)制定了“水令”,我國(guó)第一個(gè)灌溉管理制度由此誕生。稍晚一些,在今陜西還興建了引洛水灌溉的龍首渠。龍首渠的干渠以數(shù)千米長(zhǎng)的隧洞和獨(dú)特的施工方式而馳名。可見(jiàn)水利建設(shè)在社會(huì)發(fā)展中有著舉足輕重的地位。這一時(shí)期的灌區(qū)建設(shè)主要是在黃河以及江、淮流域。隨著漢疆域的擴(kuò)展,灌區(qū)建設(shè)還遠(yuǎn)及今我國(guó)新疆、甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古等地。有人認(rèn)為新疆的坎兒井也創(chuàng)始于西漢。(三)運(yùn)河和水運(yùn)的開(kāi)創(chuàng)春秋末年吳王夫差為與中原諸侯爭(zhēng)霸,開(kāi)通了著名的邗溝。邢溝自揚(yáng)州北上,借助天然水道,直抵淮陰,首次溝通了長(zhǎng)江和淮河。此外還有溝通黃河和淮河的鴻溝和溝通長(zhǎng)江支流湘江與珠江水系漓江的靈渠。靈渠建成于秦始皇二十八年(前219)。靈渠巧妙地利用了湘漓上源相接近的地形特點(diǎn),修建鏵嘴,將湘江一分為二,又劈開(kāi)分水嶺,將南流的一支導(dǎo)入漓江,再配合修建溢流天平和調(diào)節(jié)航深的斗門等設(shè)施,達(dá)到了跨流域引水通航的目的。靈渠在秦始皇統(tǒng)一嶺南大業(yè)和促進(jìn)嶺南經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展中,發(fā)揮了重要作用。西漢建都長(zhǎng)安(在今西安市西北),為保證首都物資供應(yīng)和避開(kāi)渭水多沙迂曲的困難,元光六年(前129)開(kāi)始在渭水之南修建一條西自長(zhǎng)安東至潼關(guān)的長(zhǎng)達(dá)300多里的漕渠。漕渠歷時(shí)3年建成,最多時(shí)每年運(yùn)糧600多萬(wàn)石,對(duì)于維護(hù)政權(quán)穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用。這些區(qū)域性的運(yùn)河建設(shè),為日后全國(guó)內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)的建成奠定了基礎(chǔ)。這一時(shí)期近海海運(yùn)也有相當(dāng)成績(jī),可以東通日本,南達(dá)印度和斯里蘭卡。(四)水利科學(xué)基礎(chǔ)理論形成春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期活躍的學(xué)術(shù)空氣也表現(xiàn)在水利基礎(chǔ)科學(xué)理論的蓬勃興起。秦漢水利建設(shè)的高潮,為水利學(xué)科的形成創(chuàng)造了條件。西漢司馬遷在《史記。河渠書(shū)》中首先賦予“水利”一詞專業(yè)含義,水利成為有關(guān)治河防洪、灌溉、航運(yùn)等事業(yè)的科學(xué)技術(shù)學(xué)科,而將從事水利工程技術(shù)工作的專門人才稱作“水工”,主管官員稱作“水官”。水利學(xué)作為與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用學(xué)科由此誕生。先秦時(shí)期的文獻(xiàn)中,以《周禮》、《尚書(shū)。禹貢》、《管子》、《爾雅》涉及水利科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容較多?;A(chǔ)性的理論紛紛提出,主要反映在水土資源規(guī)劃、水流動(dòng)力學(xué)、河流泥沙理論、水循環(huán)理論等方面。水土資源是自然界最基本的資源?!豆茏?。度地》把河流分為五種?!豆茏?。地員》根據(jù)相應(yīng)地下水的埋藏深度、水質(zhì)及適宜農(nóng)作物對(duì)土壤進(jìn)行了分類。《尚書(shū)。禹貢》和《周禮。職方氏》對(duì)當(dāng)時(shí)九州行政區(qū)的土地和河流湖泊有全面的描述,為自然資源分類統(tǒng)計(jì)之始。在水利科學(xué)基礎(chǔ)理論方面,《管子。度地》首先提出明渠水流和有壓管流運(yùn)動(dòng)規(guī)律及水躍現(xiàn)象。兩千多年前就建立起了明渠水流水力坡降量的概念,對(duì)有壓管流、水躍等水流現(xiàn)象進(jìn)行了正確的闡述,在當(dāng)時(shí)世界上處于領(lǐng)先地位?!豆茏印5貑T》記載不同的土質(zhì)和地下水埋深與水質(zhì)的關(guān)系,這里的息徒、赤壚、黃唐、斥埴、黑埴分別是石灰?guī)r、沖積土、黃壤、鹽堿土和黑黏土,土質(zhì)不同而水質(zhì)不同。晉張華的《博物志》載:“凡水源有硫黃,其泉?jiǎng)t溫?!庇浭隽巳藗?cè)缙诘乃瘜W(xué)知識(shí)。秦漢水利建設(shè)出現(xiàn)了歷史上的第一次高潮。與之同時(shí)有關(guān)水利的記載大批出現(xiàn),水利的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論進(jìn)一步深化,對(duì)后世影響最大的是《史記。河渠書(shū)》,它作為中國(guó)第一部水利通史問(wèn)世,從而確立了傳統(tǒng)水利作為一個(gè)學(xué)科和工程建設(shè)重要門類的地位。二水利建設(shè)蓬勃發(fā)展與傳統(tǒng)水利技術(shù)的成熟期(三國(guó)至唐宋時(shí)期)魏晉南北朝以黃河為主戰(zhàn)場(chǎng),長(zhǎng)達(dá)300年的戰(zhàn)亂,促使中原人口大量南遷。南方政權(quán)則相對(duì)穩(wěn)定,水利取得進(jìn)展。此后,唐宋時(shí)期的500多年中出現(xiàn)了全國(guó)范圍基本穩(wěn)定的政治局面,為水利發(fā)展提供了先決條件。灌溉、航運(yùn)和防洪工程建設(shè)蓬勃發(fā)展并取得重大成就。安史之亂后,北方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)一度衰退,而南方繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,全國(guó)經(jīng)濟(jì)重心南移遂成定局。同時(shí),唐代社會(huì)開(kāi)放和宋代學(xué)術(shù)思想的活躍,也為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造了良好條件。在歷來(lái)水利建設(shè)經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上,水利科學(xué)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,形成了中國(guó)古代傳統(tǒng)水利技術(shù)的高峰,并位居中世紀(jì)世界水利技術(shù)的前列。(一)農(nóng)田水利的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)重心的逐步南移秦漢以前,我國(guó)主要經(jīng)濟(jì)重心在黃河流域,之后,基本經(jīng)濟(jì)區(qū)逐漸向南方擴(kuò)展。三國(guó)至南北朝時(shí)期(約公元3世紀(jì)至6世紀(jì))淮河中下游成為繼黃河流域之后的又一基本經(jīng)濟(jì)區(qū);隋唐宋時(shí)期(約公元7世紀(jì)至工3世紀(jì))長(zhǎng)江流域和珠江流域的經(jīng)濟(jì)地位突出出來(lái),其中長(zhǎng)江中下游已成為全國(guó)的經(jīng)濟(jì)中心,所謂“蘇湖熟,天下足”,“國(guó)家根本,仰給東南”。在基本經(jīng)濟(jì)區(qū)的建設(shè)中當(dāng)然離不開(kāi)水利建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)區(qū)的擴(kuò)展,水利建設(shè)也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。從太湖圩田水利的發(fā)展叫見(jiàn)一斑。圩田是太湖以至長(zhǎng)江中下游地區(qū)農(nóng)田的主要灌溉排水形式,至唐末已有相當(dāng)大的規(guī)模。據(jù)當(dāng)時(shí)人李瀚的記載,蘇州、嘉興屯田最發(fā)達(dá)。其中,“嘉禾土田二十七屯,廣輪曲折,千有余里”。圩田是在濱湖和濱江低地的一種水利工程形式,四周圍以堤防,與外水隔開(kāi)。其中建有縱橫交錯(cuò)的灌排渠道,圩內(nèi)與圩外水系相通,其間有閘門控制引水和排水,做到“以溝為天”,對(duì)天然降水的不均勻起到重要的調(diào)節(jié)補(bǔ)充作用。北宋范仲淹曾描述當(dāng)年圩田的規(guī)模和技術(shù):“江南舊有圩田,每一圩方數(shù)十里,如大城,中有河渠,外有門閘。旱則開(kāi)閘引江水之利,澇則閉閘拒江水之害。旱澇不及,為農(nóng)美利?!雹兕愃铺饔蜊滋镄问降墓嗯殴こ蹋陂L(zhǎng)江中游的南湖地區(qū)稱作垸田,在珠江三角洲地區(qū)稱作基圍。垸田和基圍在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)中,也開(kāi)始扮演著重要的角色。除圩田外,灌溉工程在全國(guó)普遍興建。創(chuàng)建于唐代浙江鄞縣的它山堰是當(dāng)時(shí)著名灌區(qū)之一。它山堰是在奉化江支流鄞江上攔河筑壩的引水工程。攔河壩隔斷了順鄞江逆上的海潮,積蓄上游淡水,達(dá)到“御咸蓄淡”、引水灌田和向城市供水的目的。唐宋時(shí)期,江南一帶引水蓄水的灌溉工程相當(dāng)普遍。公元9世紀(jì)初年,韋丹就在今江西北部主持修建598座陂塘,灌溉面積共計(jì)120萬(wàn)畝。這一時(shí)期灌溉提水機(jī)械和水力加工機(jī)械有很大的發(fā)展。其中用水力驅(qū)動(dòng)的灌溉筒車和主要用于糧食加工的水碾、水磨等,在黃河、長(zhǎng)江、珠江等流域得到了普遍應(yīng)用。(二)內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)豹建設(shè)內(nèi)河航運(yùn)是古代實(shí)現(xiàn)政治統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化交流的主要交通運(yùn)輸方式。這一時(shí)期在運(yùn)河建設(shè)和管理等方面都有重大發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平達(dá)到我國(guó)古代運(yùn)河工程技術(shù)的高峰。這一時(shí)期的內(nèi)河航運(yùn)建設(shè)最值得稱道的是隋代大運(yùn)河的開(kāi)鑿。建成的最著名運(yùn)河有溝通黃河和海河,北抵涿郡(在今北京城區(qū)西南隅)的永濟(jì)渠,溝通黃河和淮河的通濟(jì)渠(唐宋一般稱作汴渠)。內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)形成后,“自是天下利于轉(zhuǎn)輸,運(yùn)漕商旅,往來(lái)不絕”。北宋張擇端所繪“清明上河圖”就形象地反映出當(dāng)時(shí)汴京(今開(kāi)封)在汴河兩岸的市井風(fēng)情,商旅貿(mào)易、建筑橋梁等之繁盛。因此有人評(píng)價(jià)隋煬帝開(kāi)運(yùn)河的功過(guò)時(shí)說(shuō),“在隋之民不勝其害也,在唐之民不勝其利也”。此外北宋時(shí)期運(yùn)河上的工程建筑已相當(dāng)完善,特別是溝通長(zhǎng)江和淮河的邗溝渠化水平最高。運(yùn)河上建有許多堰埭、船閘和斗門等建筑物,以保持航道水位和調(diào)節(jié)航深。又利用通江閘引潮水濟(jì)運(yùn)。到北宋重和元年(1118)在真(今儀征)、揚(yáng)(今揚(yáng)州)、楚(今淮安)、泗(今泗洪東南盱眙對(duì)岸)和高郵等地運(yùn)河上共建有79座斗門、水閘,“限則水勢(shì),常得其平”②,可見(jiàn)當(dāng)年運(yùn)河設(shè)施之完善。其中雙門船閘的布局和運(yùn)用,已與近代船閘一般無(wú)二,比歐洲船閘約早400年。稍后發(fā)明了被稱作澳閘的具有節(jié)水功用的船閘。(三)傳統(tǒng)防洪工程技術(shù)的成熟五代以前黃河相對(duì)安定,很少有決溢記載。五代至北宋,由于黃河河床淤積抬高,黃河決溢日漸嚴(yán)重。和朝廷政治斗爭(zhēng)相關(guān)連,防洪方略也存在嚴(yán)重分歧,突出表現(xiàn)在北宋關(guān)于黃河?xùn)|流與北流的爭(zhēng)論,使防洪斗爭(zhēng)更加復(fù)雜。此外,從這一時(shí)期開(kāi)始,長(zhǎng)江防洪也逐漸突出。不過(guò),至北宋,傳統(tǒng)防洪技術(shù)已趨于成熟,集中表現(xiàn)在宋金元時(shí)期纂集的河工技術(shù)規(guī)范性著作《河防通議》和《宋史。河渠志》中。當(dāng)時(shí)對(duì)黃河水文及防汛有形象而準(zhǔn)確的命名,并有經(jīng)驗(yàn)性的洪水預(yù)報(bào)方法。對(duì)黃河水溜形勢(shì)和與河工修防的關(guān)系,也有清晰的說(shuō)明;對(duì)于當(dāng)年河工測(cè)量技術(shù)的施測(cè)方法有詳細(xì)記載,對(duì)主要工程形制,例如砌石、卷埽、筑堤等方法都有具體規(guī)定,對(duì)于各種工程所用物料的計(jì)算方法都有明確說(shuō)明。(四)水利科學(xué)理論的進(jìn)步和技術(shù)成就這一時(shí)期基礎(chǔ)理論的進(jìn)步主要反映在水利測(cè)量、河流泥沙運(yùn)動(dòng)理論以及洪水特征和規(guī)律的認(rèn)識(shí)等方面。北宋年間水位測(cè)量已在各地采用,并據(jù)以推算流量。在多沙河流的泥沙運(yùn)動(dòng)方面,已總結(jié)出改變河床斷面將對(duì)輸沙率產(chǎn)生影響,以及引入清水將提高多沙河流的輸沙能力等規(guī)律性認(rèn)識(shí)并已在實(shí)踐中應(yīng)用。在地形測(cè)量中,至遲在唐代已實(shí)際應(yīng)用水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x。此外,宋金時(shí)期對(duì)汛期水流特征和漲落規(guī)律,也有形象的規(guī)律性描述。這一時(shí)期防洪、航運(yùn)和農(nóng)田水利等工程技術(shù)普遍有所創(chuàng)新,并達(dá)到傳統(tǒng)水利技術(shù)高峰。傳統(tǒng)治河工程中以埽工技術(shù)最重要,宋代已經(jīng)成熟。當(dāng)時(shí)的險(xiǎn)工由埽捆構(gòu)筑。埽捆是用樹(shù)枝、薪草等軟性材料分層平鋪并夾以土石,再卷裹捆扎而成。為抵抗水流沖力,一般體積較大,需要幾十人乃至上百人在統(tǒng)一指揮下施工,推放到指定地點(diǎn),并加以固定。一個(gè)險(xiǎn)工往往需要幾十個(gè)埽捆重疊排列而成,長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米,甚至上千米。埽工按其形狀和功用不同而有魚(yú)鱗埽、磨盤埽、鳳尾埽以及約、馬頭、鋸牙等名稱。埽工技術(shù)是我國(guó)特有的,尤其適用于多沙河流上的傳統(tǒng)河工技術(shù)。在運(yùn)河工程中,已普遍使用堰埭升船機(jī)和船閘。唐宋兩代出現(xiàn)多種類型船閘,主要有引潮閘、節(jié)水澳閘和多級(jí)船閘。其中二級(jí)船閘的布置和運(yùn)用已與現(xiàn)代二級(jí)船閘一般無(wú)二。我國(guó)船閘技術(shù)已有1000多年歷史,它比12世紀(jì)在荷蘭出現(xiàn)的船閘早400多年。農(nóng)田水利方面,不僅引水、蓄水、提水工程技術(shù)有重要發(fā)展,而且利用多沙河流的水資源和泥沙資源進(jìn)行放淤灌溉和改良土壤也卓有成效。北宋熙寧年間(1068—1077)政府大力推行放淤,短短幾年間放淤面積達(dá)到5萬(wàn)頃以上,并有總結(jié)性專著出現(xiàn)。此后放淤和淤灌在北方各省民間流傳下來(lái)。這一時(shí)期水利的管理也有長(zhǎng)足進(jìn)步。現(xiàn)存最早的全國(guó)水利法規(guī),當(dāng)數(shù)唐代制定的《水部式》。內(nèi)容主要包括農(nóng)田水利管理,碾磨設(shè)置及其用水管理,航運(yùn)船閘和橋梁的管理維修,漁業(yè)及城市水道管理等,這是由中央政府頒布的全國(guó)性法規(guī)。此外某些行業(yè)還有自己的單行規(guī)定,例如江南圩田有定型的管理體制,“田有官,官有徒,野有夫,夫有伍,上下相維如郡縣”①。而各個(gè)灌區(qū)自己又有適合本灌區(qū)氣候、種植、水源、習(xí)慣的單行灌溉制度,甚至遠(yuǎn)至新疆,都不例外。北宋在王安石變法時(shí)期對(duì)于興修水利特別重視,熙寧二年(1069)曾頒布《農(nóng)田水利約束》,這是中央政府為促進(jìn)興修農(nóng)田水利工程而頒布的政策性法令,對(duì)各地興修農(nóng)田水利的組織審批方式,經(jīng)費(fèi)籌集,責(zé)任和權(quán)利分擔(dān),建議入與執(zhí)行官吏的獎(jiǎng)賞等,都有具體規(guī)定。對(duì)于推動(dòng)農(nóng)田水利高潮的興起,發(fā)揮了重要作用。在防洪方面,現(xiàn)存最早的河防法令是金泰和二年(1202)頒布的《河防令》,它是在宋代治河法規(guī)基礎(chǔ)上制定的。此外在秦九韶所著《九章算術(shù)》的例題中,有測(cè)量降雨降雪量的測(cè)量器具和計(jì)算方法,可惜到明清時(shí)代,這種工程數(shù)學(xué)未能繼續(xù)得到重視和發(fā)展,致使水利建設(shè)和管理在許多方面仍停留在定性或經(jīng)驗(yàn)性定量階段。三水利建設(shè)的普及和傳統(tǒng)水利技術(shù)總結(jié)期(元、明、清時(shí)期)本期社會(huì)相對(duì)安定,少有長(zhǎng)時(shí)間戰(zhàn)亂,成為水利穩(wěn)定發(fā)展的客觀條件。水利工程以溝通南北的京杭大運(yùn)河的興建而顯赫史冊(cè)。確保漕運(yùn)使這一時(shí)期的黃河防洪工程建設(shè)和管理面臨更為嚴(yán)峻的困難。濱海(江)沿岸地區(qū)防御潮災(zāi)的工程——海塘在明清時(shí)期有大的發(fā)展,最著名的是浙東錢塘江的重力結(jié)構(gòu)的魚(yú)鱗大石塘,建成迄今300多年一直捍衛(wèi)著浙江東部瀕海平原。灌溉與排水工程向邊疆和山區(qū)繼續(xù)發(fā)展。兩湖、閩、廣等地灌溉更得到前所未有的開(kāi)發(fā),促成新的基本經(jīng)濟(jì)區(qū)的形成。但封建社會(huì)后期政治衰敗,管理混亂,阻礙了水利的進(jìn)步??偟乜磥?lái),元明清三代傳統(tǒng)水利及其科學(xué)技術(shù)發(fā)展緩慢,一些方面甚至出現(xiàn)了停滯或倒退,但總結(jié)性水利科學(xué)著作相當(dāng)豐富。明清之際和清代末年曾一度引進(jìn)西方水利技術(shù),但尚未得到普遍應(yīng)用。(一)京杭大運(yùn)河的創(chuàng)建與衰落元明清三代建都北京。政治中心在北方,而經(jīng)濟(jì)重心在南方,其間的交通聯(lián)系是維護(hù)政治安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。重復(fù)唐宋汴河的老路則嫌過(guò)于迂回曲折,元初曾一度奉行海運(yùn),但安全是個(gè)困難問(wèn)題,于是,開(kāi)鑿北京直達(dá)杭州的運(yùn)河航線成為當(dāng)務(wù)之急。元初即由大科學(xué)家郭守敬主持,論證海河水系的衛(wèi)河、黃河下游和淮河泗水溝通的可能性。為此曾進(jìn)行大范圍的以海平面為基準(zhǔn)的地形測(cè)量,證實(shí)跨越山東地壘的京杭運(yùn)河的方案可行。于是從至元十三年(1276)開(kāi)始開(kāi)鑿京杭大運(yùn)河的關(guān)鍵河段一一今山東濟(jì)寧至東平的一段,以后又向北延伸并與海河水系的四貫通。至元二十八年(1291)到三十年(1293)又由郭守敬主持開(kāi)通今北京至通縣的一段,明清相繼開(kāi)洳河、中河使運(yùn)河進(jìn)一步脫離黃河。至此,大運(yùn)河南接江淮運(yùn)河,航船可以跨越海河、黃河、淮河、長(zhǎng)江和錢塘江五大水系由杭州直抵北京,并在此后500年的時(shí)間里成為我國(guó)南北交通的大動(dòng)脈。這條長(zhǎng)達(dá)1800千米的運(yùn)河成為世界上最長(zhǎng)的一條人工運(yùn)河,是世界水利史上的一項(xiàng)杰作。不過(guò),兩大難題始終困擾著運(yùn)河的暢通。一是水源問(wèn)題,特別是山東段運(yùn)河水源尤其缺乏。當(dāng)年主要依靠引汶水和泗水濟(jì)運(yùn),并為此修建了一批閘壩工程,以節(jié)制水量。此外,又在南旺分水嶺南北的運(yùn)河上修建了30多座船閘,以調(diào)節(jié)航深,集中體現(xiàn)了運(yùn)河建設(shè)的工程技術(shù)水平;二是運(yùn)河穿越黃河的技術(shù)困難。由于黃河河床的不斷淤高,自18世紀(jì)末葉以來(lái)黃河漲水時(shí)期對(duì)運(yùn)河的倒灌和淤積成為京杭運(yùn)河的痼疾。歷代為此作了不少改進(jìn),修建了一批閘壩進(jìn)行控制,收到了一些效果,但是隨著黃河河床的進(jìn)一步抬高,局面又繼續(xù)惡化,最后成為運(yùn)河中斷的主要原因之一。(二)黃河系統(tǒng)堤防的建設(shè)與確保漕運(yùn)前提下黃河防洪的困境黃河以其高含沙量位居世界諸大河之冠,含沙量過(guò)高造成下游河床的淤積,給防洪帶來(lái)許多困難。自漢代起,就有人提出,能否利用黃河自身的水流沖刷下游河床淤積以改善防洪。但后代并未能就此探討出可以實(shí)行的工程技術(shù)方案。到了明代萬(wàn)歷年間,才由當(dāng)時(shí)主管防洪的總理河道潘季馴總結(jié)前人的認(rèn)識(shí),系統(tǒng)提出“束水攻沙”、“蓄清刷黃”的理論以及實(shí)現(xiàn)這一理論的實(shí)施方案。這是一個(gè)系統(tǒng)堤防工程,由縷堤、遙堤和格堤、月堤所組成。其中縷堤靠近主流,意在約束水流提高流速,便于沖刷河床積淤。遙堤在縷堤之外二三里的地方,為的是洪水盛漲,越過(guò)縷堤時(shí),防止洪水四處泛濫。此外為了防止特大洪水沖壞遙堤,還在某些地段的遙堤上建有溢洪壩段?!笆ド场焙汀靶钋逅ⅫS”在理論上的貢獻(xiàn)是杰出的,但潘季馴的理論還只限于定性的分析,在復(fù)雜的黃河防洪中,他所設(shè)計(jì)的一系列工程措施雖然發(fā)揮了有益的作用,但并未達(dá)到刷深河床,解決防洪難題的目的。至于近代泥沙運(yùn)動(dòng)理論則在20世紀(jì)由歐洲科學(xué)家陸續(xù)提出,而“束水攻沙”的實(shí)現(xiàn)還有待來(lái)日。然而,黃河河床的抬高不僅增加黃河本身防洪的困難。當(dāng)年黃

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