中国古代⽔利发展史
中国古代⽔利发展史
我国的传统⽔利按照建设的规模和技术特点,⼤致可以分作3期:⼤禹治⽔⾄秦汉,这是防洪治河、运河、各种类型的灌排⽔⼯程的建⽴和兴盛时期;三国⾄唐宋,是传统⽔利⾼度发展时期;元明清,⽔利建设普及和传统⽔利的总结时期。
⼀⽔利的起源与第⼀次建设⾼潮(公元前22世纪⾄秦汉时期)
这⼀时期历经青铜⼯具特别是铁器的⼴泛使⽤,也历经由奴⾪制到封建社会的制度⼤变⾰,⽣产⼒出现了飞跃的进步。此外,秦汉政权的⼤⼀统和强盛的国⼒,对于需要⼤规模社会组织的⽔利建设来说,也具有重要的推动作⽤。因此,这⼀时期在防洪、灌溉、航运等⽅⾯,都有较⼤的发展,并有⼀批传统⽔利的⼤型精品问世,有的⾄今仍卓然于世。在⽔利建设的基础上,这个时期⽔利科学技术也取得较快的发展,春秋战国时期的思想解放和活跃的学术争鸣,也有助于科学技术的繁荣。在西周及其以前的奴⾪制国家时期,中国传统⽔利技术较之古埃及、古巴⽐伦,特别是奴⾪制⾼度发达的古希腊略逊⼀筹,⽽在春秋战国以来,中国传统⽔利科学技术迅速发展,形成东西⽅交相辉映的局⾯。中国传统⽔利的这种发展势头⼀直持续达2000年之久,并逐步向世界⽔利科学技术⾼峰迈进。以下按防洪、灌溉、航运和科技进步等部分,扼要叙述这⼀时期⽔利的发展历程。
(⼀)防洪治河⼯程的起源与发展
临⽔⽽居是⼈类最初求⽣存的必然选择,随着社会的进步,农耕⽂明的兴起,对⽔源更加依赖。但是,⾃然灾害特别是洪⽔灾害的威胁,由于居住区域的扩⼤和农业的发展⽽⽇益严重。
中国有⽂字记载的历史的第⼀页是⼤禹治⽔的传说。约公元前22世纪,历史已经进⼊了原始公社末期,农业进⼊了锄耕阶段,⼈们逐渐由近⼭丘陵地区,移向⼟地肥沃、交通便利的黄河等⼤江⼤河的下游平原⽣活和⽣产;这时⾸先遇到的是如何防⽌洪⽔的危害。相传当时黄河流域发⽣了⼀场空前的⼤洪⽔灾害,滔天的洪⽔淹没了⼴⼤平原,包围了丘陵和⼭岗,⼈畜死亡,房屋被吞没。这时禹继其⽗鲧治⽔,他⼀改鲧堙堵治⽔的⽅法,疏导分流洪⽔,将黄河下游⼊海通道“分播为九”,经过10多年的艰苦努⼒,终于获得治⽔的巨⼤成功。
⼤禹治⽔主要采⽤疏导的⽅法,那是适应当时⼈⼝不多、居民点稀少的社会实际的。到了春秋战国时代,社会经济发展了,不能再任黄河在⼴袤的平原上往返⼤幅度摆动了,筑堤防洪应运⽽⽣。堤防⾃然是防洪的有效⼿段。此外,当年在黄河上还有护岸和挑⽔坝等河⼯建筑物,也曾在游荡性河段上进⾏裁弯取直的尝试。然⽽⼤量的泥沙堆积在下游河床⾥,⼜不断抬⾼河床,恶化防洪条件。⾃汉武帝开始,黄河下游频繁决溢。筑堤和堵⼝是当时经常性的治河⼯作。
这期间,元封⼆年(前109)由汉武帝主持的瓠⼦(在今河南濮阳市西南)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。但由于河床⾼耸,防洪条件恶化,单纯依靠筑堤堵⼝已经⽆济于事,必须寻求新的解决办法。⾄西汉末年,由朝廷倡导开展了关于治河理论的辩论,治河⽅略林林总总,对后世影响较⼤的主要有疏导、筑堤、改道、⽔⼒刷沙、滞洪等⽅法。值得注意的是贾让提出的后代屡有争议的治河三策。他认为完全靠堤防约束洪⽔的做法是下策;将防洪与灌溉、航运结合起来的综合治理是中策;治河上策是留⾜洪⽔需要的空间,有计划地避开洪⽔泛滥区去安置⽣产和⽣活。
20世纪60年代以来,实⾏的⾮⼯程措施防洪理论,也包含着躲避洪⽔的措施在内。这种在改造⾃然的同时努⼒谋求与⾃然和谐发展的哲学认识,是有其积极意义的。东汉初年的王景治河,也是这⼀时期中值得称道的防洪努⼒。在王景治河后的800年⾥,历史⽂献记载中黄河决溢的次数显著减少,⼀般都把这⼀业绩归功于王景。但是由于记载疏略,王景治河的关键技术措施⽐较令⼈费解,⾄今仍是⼈们有兴趣探讨的历史悬案。
中国悬案(⼆)多种类型的⼤型灌区兴建
农⽥灌溉在中原地区起源很早,在战国⼈所著地理书《周礼·职⽅⽒》中,已对全国主要⾃然⽔体的分布有概括的叙述。在当年全国的“九州”中,都分布有适于⽔⽣物⽣
长的“泽薮”,适于船只航⾏的“川”和有灌溉效益的“浸”。⽽⼈⼯灌溉系统,则由有蓄⽔、输⽔、分⽔、灌
⽔、排⽔等不同功⽤的各级渠道所组成,称作“井⽥沟洫”制度。春秋战国时期兴建的灌溉⼯程⽓魄宏⼤,⽆坝引⽔的⼯程如都江堰、郑国渠,有坝引⽔的⼯程如漳⽔⼗⼆渠,蓄⽔⼯程芍陂都是这⼀时期兴建的著名⼤型灌区。
在今成都平原的都江堰、陕西的郑国渠(今泾惠渠的前⾝)都是秦统⼀六国前为了增加统⼀战争的战略物资储备⽽兴建的灌溉⼯程。都江堰是岷江上的引⽔⼯程,⾄今已成功地运⾏了2250年,灌溉⾯积也增加到1086万亩。它是⽆坝取⽔枢纽,渠⾸主要依靠鱼嘴分⽔、飞沙堰溢洪、宝瓶⼝控制引⽔,具有灌溉、防洪、放⽊等多种效益,是古代劳动⼈民的杰作。在世界上如此规模⼜有数千年历史的⽔利⼯程,恐⽆出其右者。晚于都江堰10年,公元前246年秦国⼜兴建了郑国渠。郑国渠在泾⽔上,最初是⽆坝取⽔,后因河床不断下切,引⽔⼝逐渐上移,⾄民国年间,由李仪祉先⽣主持,改为有坝取⽔,即今之泾惠渠。西汉司马迁在《史记·河渠书》中称:“秦以富强,卒并诸侯。”在此后150年左右,在郑国渠灌区⾥⼜兴建了与郑国渠齐名的⽩渠。元⿍六年(前111)⼜兴建六辅渠,还同时制定了“⽔令”,我国第⼀个灌溉管理制度由此诞⽣。稍晚⼀些,在今陕西还兴建了引洛⽔灌溉的龙⾸渠。龙⾸渠的⼲渠以数千⽶长的隧洞和独特的施⼯⽅式⽽驰名。可见⽔利建设在社会发展中有着举⾜
轻重的地位。这⼀时期的灌区建设主要是在黄河以及江、淮流域。随着汉疆域的扩展,灌区建设还远及今我国新疆、⽢肃、宁
夏和内蒙古等地。有⼈认为新疆的坎⼉井也创始于西汉。
(三)运河和⽔运的开创
春秋末年吴王夫差为与中原诸侯争霸,开通了著名的邗沟。邗沟⾃扬州北上,借助天然⽔道,直抵淮阴,⾸次沟通了长江和淮河。此外还有沟通黄河和淮河的鸿沟和沟通长江⽀流湘江与珠江⽔系漓江的灵渠。灵渠建成于秦始皇⼆⼗⼋年(前219)。灵渠巧妙地利⽤了湘漓上源相接近的地形特点,修建铧嘴,将湘江⼀分为⼆,⼜劈开分⽔岭,将南流的⼀⽀导⼊漓江,再配合修建溢流天平和调节航深的⽃门等设施,达到了跨流域引⽔通航的⽬的。灵渠在秦始皇统⼀岭南⼤业和促进岭南经济⽂化发展中,发挥了重要作⽤。
西汉建都长安(在今西安市西北),为保证⾸都物资供应和避开渭⽔多沙迂曲的困难,元光六年(前129)开始在渭⽔之南修建⼀条西⾃长安东⾄潼关的长达300多⾥的漕渠。漕渠历时3年建成,最多时每年运粮600多万⽯,对于维护政权稳定发挥了重要作⽤。这些区域性的运河建设,为⽇后全国内河航运⽹的建成奠定了基础。这⼀时期近海海运也有相当成绩,可以东通⽇本,南达印度和斯⾥兰卡。
(四)⽔利科学基础理论形成
春秋战国时期活跃的学术空⽓也表现在⽔利基础科学
理论的蓬勃兴起。秦汉⽔利建设的⾼潮,为⽔利学科的形成创造了条件。西汉司马迁在《史记。河渠书》
中⾸先赋予“⽔利”⼀词专业含义,⽔利成为有关治河防洪、灌溉、航运等事业的科学技术学科,⽽将从事⽔利⼯程技术⼯作的专门⼈才称作“⽔⼯”,主管官员称作“⽔官”。⽔利学作为与国计民⽣密切相关的科学技术的应⽤学科由此诞⽣。
先秦时期的⽂献中,以《周礼》、《尚书。禹贡》、《管⼦》、《尔雅》涉及⽔利科学技术的内容较多。基础性的理论纷纷提出,主要反映在⽔⼟资源规划、⽔流动⼒学、河流泥沙理论、⽔循环理论等⽅⾯。
⽔⼟资源是⾃然界最基本的资源。《管⼦。度地》把河流分为五种。《管⼦。地员》根据相应地下⽔的埋藏深度、⽔质及适宜农作物对⼟壤进⾏了分类。《尚书。禹贡》和《周礼。职⽅⽒》对当时九州⾏政区的⼟地和河流湖泊有全⾯的描述,为⾃然资源分类统计之始。
在⽔利科学基础理论⽅⾯,《管⼦。度地》⾸先提出明渠⽔流和有压管流运动规律及⽔跃现象。两⼲多年前就建⽴起了明渠⽔流⽔⼒坡降量的概念,对有压管流、⽔跃等⽔流现象进⾏了正确的阐述,在当时世界上处于领先地位。
《管⼦。地员》记载不同的⼟质和地下⽔埋深与⽔质的关系,这⾥的息徒、⾚垆、黄唐、斥埴、⿊埴分别是⽯灰岩、冲积⼟、黄壤、盐碱⼟和⿊黏⼟,⼟质不同⽽⽔质不同。晋张华的《博物志》载:“凡⽔源有硫黄,其泉则温。”记述
了⼈们早期的⽔化学知识。
秦汉⽔利建设出现了历史上的第⼀次⾼潮。与之同时有关⽔利的记载⼤批出现,⽔利的科学技术基础理论进⼀步深化,对后世影响最⼤的是《史记。河渠书》,它作为中国第⼀部⽔利通史问世,从⽽确⽴了传统⽔利作为⼀个学科和⼯程建设重要门类的地位。
⼆⽔利建设蓬勃发展与传统⽔利技术的成熟期(三国⾄唐宋时期)
魏晋南北朝以黄河为主战场,长达300年的战乱,促使中原⼈⼝⼤量南迁。南⽅政权则相对稳定,⽔利取得进展。此后,唐宋时期的500多年中出现了全国范围基本稳定的政治局⾯,为⽔利发展提供了先决条件。灌溉、航运和防洪⼯程建设蓬勃发展并取得重⼤成就。安史之乱后,北⽅农业经济⼀度衰退,⽽南⽅继续稳定发展,全国经济重⼼南移遂成定局。同时,唐代社会开放和宋代学术思想的活跃,也为科学技术的进步创造了良好条件。在历来⽔利建设经验积累的基础上,⽔利科学技术取得了长⾜的进步,形成了中国古代传统⽔利技术的⾼峰,并位居中世纪世界⽔利技术的前列。
(⼀)农⽥⽔利的发展与经济重⼼的逐步南移
秦汉以前,我国主要经济重⼼在黄河流域,之后,基本经济区逐渐向南⽅扩展。三国⾄南北朝时期(约公元3世纪⾄6世纪)淮河中下游成为继黄河流域之后的⼜⼀基本经济区;隋唐宋时期(约公元7世纪⾄⼯3世纪)长江流域和珠
江流域的经济地位突出出来,其中长江中下游已成为全国的经济中⼼,所谓“苏湖熟,天下⾜”,“国家根本,仰给东南”。在基本经济区的建设中当然离不开⽔利建设。随着经济区的扩展,⽔利建设也取得了长⾜进步。从太湖圩⽥⽔利的发展叫见⼀斑。
圩⽥是太湖以⾄长江中下游地区农⽥的主要灌溉排⽔形式,⾄唐末已有相当⼤的规模。据当时⼈李瀚的记载,苏州、嘉兴屯⽥最发达。其中,“嘉⽲⼟⽥⼆⼗七屯,⼴轮曲折,千有余⾥”。圩⽥是在滨湖和滨江低地的⼀种⽔利⼯程形式,四周围以堤防,与外⽔隔开。其中建有纵横交错的灌排渠道,圩内与圩外⽔系相通,其间有闸门控制引⽔和排⽔,做到“以沟为天”,对天然降⽔的不均匀起到重要的调节补充作⽤。北宋范仲淹曾描述当年圩⽥的规模和技术:“江南旧有圩⽥,每⼀圩⽅数⼗⾥,如⼤城,中有河渠,外有门闸。旱则开闸引江⽔之利,涝则闭闸拒江⽔之害。旱涝不及,为农美利。”①类似太湖流域圩⽥形式的灌排⼯程,在长江中游的南湖地区称作垸⽥,在珠江三⾓洲地区称作基围。垸⽥和基围在当地经济开发中,也开始扮演着重要的⾓⾊。
除圩⽥外,灌溉⼯程在全国普遍兴建。创建于唐代浙江鄞县的它⼭堰是当时著名灌区之⼀。它⼭堰是在奉化江⽀流鄞江上拦河筑坝的引⽔⼯程。拦河坝隔断了顺鄞江逆上的海潮,积蓄上游淡⽔,达到“御咸蓄淡”、引⽔灌⽥和向城市供⽔的⽬的。唐宋时期,江南⼀带引⽔蓄⽔的灌溉⼯程相当
普遍。公元9世纪初年,韦丹就在今江西北部主持修建598座陂塘,灌溉⾯积共计120万亩。这⼀时期灌
溉提⽔机械和⽔⼒加⼯机械有很⼤的发展。其中⽤⽔⼒驱动的灌溉筒车和主要⽤于粮⾷加⼯的⽔碾、⽔磨等,在黄河、长江、珠江等流域得到了普遍应⽤。
(⼆)内河航运⽹豹建设
内河航运是古代实现政治统⼀、经济发展和⽂化交流的主要交通运输⽅式。这⼀时期在运河建设和管理等⽅⾯都有重⼤发展,科学技术⽔平达到我国古代运河⼯程技术的⾼峰。
这⼀时期的内河航运建设最值得称道的是隋代⼤运河的开凿。建成的最著名运河有沟通黄河和海河,北抵涿郡(在今北京城区西南隅)的永济渠,沟通黄河和淮河的通济渠(唐宋⼀般称作汴渠)。内河航运⽹形成后,“⾃是天下利于转输,运漕商旅,往来不绝”。北宋张择端所绘“清明上河图”就形象地反映出当时汴京(今开封)在汴河两岸的市井风情,商旅贸易、建筑桥梁等之繁盛。因此有⼈评价隋炀帝开运河的功过时说,“在隋之民不胜其害也,在唐之民不胜其利也”。此外北宋时期运河上的⼯程建筑已相当完善,特别是沟通长江和淮河的邗沟渠化⽔平最⾼。运河上建有许多堰埭、船闸和⽃门等建筑物,以保持航道⽔位和调节航深。⼜利⽤通江闸引潮⽔济运。到北宋重和元年(1118)在真(今仪征)、扬(今扬州)、楚(今淮安)、泗(今泗洪东南盱眙对岸)
和⾼邮等地运河上共建有79座⽃门、⽔闸,“限则⽔势,常得其平”②,可见当年运河设施之完善。其中双门船闸的布局和运⽤,已与近代船闸⼀般⽆⼆,⽐欧洲船闸约早400年。稍后发明了被称作澳闸的具
有节⽔功⽤的船闸。
(三)传统防洪⼯程技术的成熟
五代以前黄河相对,很少有决溢记载。五代⾄北宋,由于黄河河床淤积抬⾼,黄河决溢⽇渐严重。和朝廷政治⽃争相关连,防洪⽅略也存在严重分歧,突出表现在北宋关于黄河东流与北流的争论,使防洪⽃争更加复杂。此外,从这⼀时期开始,长江防洪也逐渐突出。不过,⾄北宋,传统防洪技术已趋于成熟,集中表现在宋⾦元时期纂集的河⼯技术规范性著作《河防通议》和《宋史。河渠志》中。当时对黄河⽔⽂及防汛有形象⽽准确的命名,并有经验性的洪⽔预报⽅法。对黄河⽔溜形势和与河⼯修防的关系,也有清晰的说明;对于当年河⼯测量技术的施测⽅法有详细记载,对主要⼯程形制,例如砌⽯、卷埽、筑堤等⽅法都有具体规定,对于各种⼯程所⽤物料的计算⽅法都有明确说明。
(四)⽔利科学理论的进步和技术成就
这⼀时期基础理论的进步主要反映在⽔利测量、河流泥沙运动理论以及洪⽔特征和规律的认识等⽅⾯。北宋年间⽔位测量已在各地采⽤,并据以推算流量。在多沙河流的泥沙运动⽅⾯,已总结出改变河床断⾯将对输沙率产⽣影响,以及引⼊清⽔将提⾼多沙河流的输沙能⼒等规律性认识并已
在实践中应⽤。在地形测量中,⾄迟在唐代已实际应⽤⽔准测量仪。此外,宋⾦时期对汛期⽔流特征和涨落规律,也有形象的规律性描述。
这⼀时期防洪、航运和农⽥⽔利等⼯程技术普遍有所创新,并达到传统⽔利技术⾼峰。传统治河⼯程中以埽⼯技术最重要,宋代已经成熟。当时的险⼯由埽捆构筑。埽捆是⽤树枝、薪草等软性材料分层平铺并夹以⼟⽯,再卷裹捆扎⽽成。为抵抗⽔流冲⼒,⼀般体积较⼤,需要⼏⼗⼈乃⾄上百⼈在统⼀指挥下施⼯,推放到指定地点,并加以固定。⼀个险⼯往往需要⼏⼗个埽捆重叠排列⽽成,长达数百⽶,甚⾄上千⽶。埽⼯按其形状和功⽤不同⽽有鱼鳞埽、磨盘埽、凤尾埽以及约、马头、锯⽛等名称。埽⼯技术是我国特有的,尤其适⽤于多沙河流上的传统河⼯技术。在运河⼯程中,已普遍使⽤堰埭升船机和船闸。唐宋两代出现多种类型船闸,主要有引潮闸、节⽔澳闸和多级船闸。其中⼆级船闸的布置和运⽤已与现代⼆级船闸⼀般⽆⼆。我国船闸技术已有1000多年历史,它⽐12世纪在荷兰出现的船闸早400多年。农⽥⽔利⽅⾯,不仅引⽔、蓄⽔、提⽔⼯程技术有重要发展,⽽且利⽤多沙河流的⽔资源和泥沙资源进⾏放淤灌溉和改良⼟壤也卓有成效。北宋熙宁年间(1068—1077)政府⼤⼒推⾏放淤,短短⼏年间放淤⾯积达到5万顷以上,并有总结性专著出现。此后放淤和淤灌在北⽅各省民间流传下来。
这⼀时期⽔利的管理也有长⾜进步。现存最早的全国⽔
利法规,当数唐代制定的《⽔部式》。内容主要包括农⽥⽔利管理,碾磨设置及其⽤⽔管理,航运船闸和桥梁的管理维修,渔业及城市⽔道管理等,这是由中央政府颁布的全国性法规。此外某些⾏业还有⾃⼰的单⾏规定,例如江南圩⽥有定型的管理体制,“⽥有官,官有徒,野有夫,夫有伍,上下相维如郡县”①。⽽各个灌区⾃⼰⼜有适合本灌区⽓候、种植、⽔源、习惯的单⾏灌溉制度,甚⾄远⾄新疆,都不
例外。北宋在王安⽯变法时期对于兴修⽔利特别重视,熙宁⼆年(1069)曾颁布《农⽥⽔利约束》,这是中央政府为促进兴修农⽥⽔利⼯程⽽颁布的政策性法令,对各地兴修农⽥⽔利的组织审批⽅式,经费筹集,责任和权利分担,建议⼊与执⾏官吏的奖赏等,都有具体规定。对于推动农⽥⽔利⾼潮的兴起,发挥了重要作⽤。在防洪⽅⾯,现存最早的河防法令是⾦泰和⼆年(1202)颁布的《河防令》,它是在宋代治河法规基础上制定的。此外在秦九韶所著《九章算术》的例题中,有测量降⾬降雪量的测量器具和计算⽅法,可惜到明清时代,这种⼯程数学未能继续得到重视和发展,致使⽔利建设和管理在许多⽅⾯仍停留在定性或经验性定量阶段。
三⽔利建设的普及和传统⽔利技术总结期(元、明、清时期)
本期社会相对,少有长时间战乱,成为⽔利稳定发展的客观条件。⽔利⼯程以沟通南北的京杭⼤运河的兴建⽽显赫史册。确保漕运使这⼀时期的黄河防洪⼯程建设和管理
⾯临更为严峻的困难。滨海(江)沿岸地区防御潮灾的⼯程——海塘在明清时期有⼤的发展,最著名的是浙东钱塘江的重⼒结构的鱼鳞⼤⽯塘,建成迄今300多年⼀直捍卫着浙江东部濒海平原。灌溉与排⽔⼯程向边疆和⼭区继续发展。两湖、闽、⼴等地灌溉更得到前所未有的开发,促成新的基本经济区的形成。但封建社会后期政治衰败,管理混乱,阻碍了⽔利的进步。总地看来,元明清三代传统⽔利及其科学技术发展缓慢,⼀些⽅⾯甚⾄出现了停滞或倒退,但总结性⽔利科学著作相当丰富。明清之际和清代末年曾⼀度引进西⽅⽔利技术,但尚未得到普遍应⽤。
(⼀)京杭⼤运河的创建与衰落
元明清三代建都北京。政治中⼼在北⽅,⽽经济重⼼在南⽅,其间的交通联系是维护政治和经济发展的关键问题。重复唐宋汴河的⽼路则嫌过于迂回曲折,元初曾⼀度奉⾏海运,但安全是个困难问题,于是,开凿北京直达杭州的运河航线成为当务之急。元初即由⼤科学家郭守敬主持,论证海河⽔系的卫河、黄河下游和淮河泗⽔沟通的可能性。为此曾进⾏⼤范围的以海平⾯为基准的地形测量,证实跨越⼭东地垒的京杭运河的⽅案可⾏。于是从⾄元⼗三年(1276)开始开凿京杭⼤运河的关键河段⼀⼀今⼭东济宁⾄东平的⼀段,以后⼜向北延伸并与海河⽔系的卫河贯通。⾄元⼆⼗⼋年(1291)到三⼗年(1293)⼜由郭守敬主持开通今北京⾄通县的⼀段,明清相继开洳河、中河使运河进⼀步脱离黄
河。⾄此,⼤运河南接江淮运河,航船可以跨越海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五⼤⽔系由杭州直抵北京,并在此后500年的时间⾥成为我国南北交通的⼤动脉。这条长达1800千⽶的运河成为世界上最长的⼀条⼈⼯运河,是世界⽔利史上的⼀项杰作。不过,两⼤难题始终困扰着运河的畅通。⼀是⽔源问题,特别是⼭东段运河⽔源尤其缺乏。当年主要依靠引汶⽔和泗⽔济运,并为此修建了⼀批闸坝⼯程,以节制⽔量。此外,⼜在南旺分⽔岭南北的运河上修建了30多座船闸,以调节航深,集中体现了运河建设的⼯程技术⽔平;⼆是运河穿越黄河的技术困难。由于黄河河床的不断淤⾼,⾃18世纪末叶以来黄河涨⽔时期对运河的倒灌和淤积成为京杭运河的痼疾。历代为此作了不少改进,修建了⼀批闸坝进⾏控制,收到了⼀些效果,但是随着黄河河床的进⼀步抬⾼,局⾯⼜继续恶化,最后成为运河中断的主要原
因之⼀。
(⼆)黄河系统堤防的建设与确保漕运前提下黄河防洪的困境
黄河以其⾼含沙量位居世界诸⼤河之冠,含沙量过⾼造成下游河床的淤积,给防洪带来许多困难。⾃汉代起,就有⼈提出,能否利⽤黄河⾃⾝的⽔流冲刷下游河床淤积以改善防洪。但后代并未能就此探讨出可以实⾏的⼯程技术⽅案。到了明代万历年间,才由当时主管防洪的总理河道潘季驯总结前⼈的认识,系统提出“束⽔攻沙”、“蓄清刷黄”的理论以及实现这⼀理论的实施⽅案。这是⼀个系统堤防⼯程,
由缕堤、遥堤和格堤、⽉堤所组成。其中缕堤靠近主流,意在约束⽔流提⾼流速,便于冲刷河床积淤。遥堤在缕堤之外⼆三⾥的地⽅,为的是洪⽔盛涨,越过缕堤时,防⽌洪⽔四处泛滥。此外为了防⽌特⼤洪⽔冲坏遥堤,还在某些地段的遥堤上建有溢洪坝段。“束⽔攻沙”和“蓄清刷黄”在理论上的贡献是杰出的,但潘季驯的理论还只限于定性的分析,在复杂的黄河防洪中,他所设计的⼀系列⼯程措施虽然发挥了有益的作⽤,但并未达到刷深河床,解决防洪难题的⽬的。⾄于近代泥沙运动理论则在20世纪由欧洲科学家陆续提出,⽽“束⽔攻沙”的实现还有待来⽇。
然⽽,黄河河床的抬⾼不仅增加黄河本⾝防洪的困难。当年黄河在淮阴⼀带夺淮⼈海,黄河河床和⽔位的抬⾼形成对淮河的顶托,不仅使淮河洪⽔宣泄困难,并逐渐在淮阴以西造成了⼀个洪泽湖,最后,还将淮河⼈海流路淤塞,⽽压迫淮河由三河闸改道⼊江,简直使淮河成为长江的⼀个⽀流,防洪还受到南
北⼤运河的牵制。那时由于向东⼊海的黄河与南北向的运河交叉,运河⼀度依赖黄河的⽔量补助,⼜惧怕黄河的泛滥和淤积。及⾄清代道光年间,在今江苏淮阴黄河和运河交汇处,⼏乎成了航运的⼀个死结。
这⼀时期,由于南⽅经济的发展和⼈⼝的增长,本来相对平静的长江与珠江的洪⽔与防洪问题也逐渐加剧。明清两代也是江浙海塘防潮⼯程发展的重要阶段,特别是康熙⾄乾隆的百⼗年⾥。其间兴建的鱼鳞⼤⽯塘,表现出古代坝⼯的
最⾼⽔平,有的⾄今仍巍然屹⽴。
(三)农⽥⽔利的普及与发展
元明清三代政权相对稳定,农⽥⽔利形成平稳发展局⾯。元代统治阶级的游牧⽣活逐渐被内地发达的物质⽂明所同化。当年曾专设“都⽔监”、“河渠司”等⽔利机构,推动⽔利建设,并⼀再颁⾏《农桑辑要》等农业技术书籍,指导农业⽣产。明太祖朱元璋⼤⼒提倡农⽥⽔利。洪武⼆⼗⼋年(1395)在全国范围共兴建“塘堰凡四万九百⼋⼗七处,河四千⼀百六⼗⼆处,陂渠堤岸五千四⼗⼋处”①。这⼀时期农⽥⽔利⼯程主要由地⽅或民众⾃办,以⼩型为主,⼤型⼯程少见。由政府或军队主持的农⽥⽔利项⽬则以畿辅营⽥(今河北省)声势最⼤,为的是促进京畿地区农业发展,以减少每年⼤量的南粮北运的负担。但在北⽅兴修⽔⽥,因受⽔资源量的限制,难有⼤的作为。随着巩固边防的努⼒,边疆⽔利有较⼤发展,其
中清前期的宁夏河套灌区建设,清代中后期的内蒙河套灌区和新疆地区灌溉等成绩显著。沿海的台湾、福建,尤其是珠江三⾓洲基围⽔利这⼀时期取得重⼤发展。
(四)⽔利科学技术的总结性著作⼤批涌现
这⼀时期⽔利规划理论有所进步。值得注意的是以明代潘季驯为代表的“束⽔攻沙”治河思想的完善和系统堤防的实施,使传统的治河堤防⼯程技术发展进⼊⾼峰。
明清以来⼤批有关⽔利⼯程技术、治河防洪的专著陆续
问世。各地的地⽅志⼤多设置了⽔利专业志!漕运志作为新的专业志种在明清的⽔利专业志中也占了相当的⽐重。现存的古代⽔利⽂献⼤多是这⼀时期编纂的。
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