古代著名的水利工程都江堰
导读:中国农业生产一直表现着能维持众多人口的特点,而为了保证农业生产的收获,水利工程是我们亿万人民世代关心的问题。我们的祖先很早就和洪水斗争,主要是和黄河斗争;并且大量
中国农业生产一直表现着能维持众多人口的特点,而为了保证农业生产的收获,水利工程是我们亿万人民世代关心的问题。我们的祖先很早就和洪水斗争,主要是和黄河斗争;并且大量地建设灌溉工程;为了在辽阔的祖国领土上通航,又大规模地建设着运河和漕运的网路。在这些伟大的工程和建设里,更涌现出无数优秀的工程师,累积了无比丰富的科学经验。
我国古代伟大的水利工程 ——大运河和都江堰
钱伟长
我们祖国大地的形势是西高东低,主要大山都是东西走向;在我国东部有许多河流,也大都是由西向东奔流,各不联系。为了发展南北交通,我们的祖先以高度的聪敏才智和无比辛勤的劳动,开凿了大运河。它是我国历史上沟通南北,在经济上有重大价值的河流;它全长1700余千米,也是世界上修建最早最长的一条人工河。
大运河从北京经天津、临清、济宁、淮阴、江都、苏州,一直到杭州,地形复杂,全程高度差别几达40米。北京海拔35米,天津几近海面,向南又渐高,到黄河交口接近济宁一带,是全河最高点,海拔39米,此后愈向南愈低落,到长江以南又低近海平面。为了保持各段水位,便利河运,共设水闸21道。从对运河南北高度的发现和合理解决来看,我们的祖先对于水平测量的原理和运用,必然是有很好的成就的。大运河的开凿修建,可以说是代表着我国水利工程的发展历史。
最早开凿的运河是在公元前5世纪时,吴王夫差打败越王勾践后,雄心勃勃想争霸中原,把都城由苏州迁到邗(hán)城(今扬州),为了加强运输,沟通江淮,修了“邗江”(也称“邗沟”),故道自今扬州市南引江水北过高邮县西,折东北入射阳湖,又西北至淮安,由末口入淮。它沟通了长江和淮河间的水道,就是淮南运河,大致是现在里运河的一段,为后来大运河奠定了初步基础。公元369年(东晋太和四年),桓温由建康(今南京)北上攻燕,天旱河涸,就让军民开河运粮,利用巨野湖(山东巨野境内大湖,元末干涸)的丰富水源开辟河道,由鱼台通到济宁,使淮河经泗水连通这条运河,从河南滑县地界流入黄河;全长150千米,称“桓公沟”,以后发展成山东南运河。
隋朝建都大兴(今西安),为控制东北和东南的粮食赋税,公元584年(隋文帝开皇四年)开通广通渠,自西安市西北引渭水东到潼关达于黄河,再通到洛阳。公元587年(隋文帝开皇七年)开修山阳渎(山阳即淮安),实际上是将邗沟旧道全面修浚,进一步发挥其运输作用。公元605年(隋炀帝大业元年)开通济渠,自洛阳西引谷水、洛水,东循阳渠故道由洛水入黄河,再由荥阳(板渚)北引黄河水东行汴河故道,到开封折而东南流经今杞县、睢(suī)县到商丘,东南行蕲(qí)水故道又经夏邑、永城、安徽宿县、灵璧、泗水、江苏泗洪、盱眙(xū yí)入淮水,与淮南运河相接,全长1000多千米,是沟通黄河长江航道最早的水利工程,在隋的运河中,是最重要的一条。公元610年(隋炀帝大业六年)又开凿了江南河,从江苏镇江经常州、无锡、苏州等地到浙江杭州,长约330千米。江南河是大运河的最南一段,和通济渠相接,构成东南运输的大动脉,在当时和以后唐、宋两代,对中原和江淮地区之间经济文化的交流与发展,都起了促进作用(唐代改通济渠名广济渠),公元608年(隋文帝大业四年),隋炀帝又征集劳力百余万人,开永济渠:在河南北部武陟沁水东岸到汲县,用清水下接淇水、屯水河、清河到天津,再用沽水上接桑干河到涿郡,即今武清以下的白河和武清以上的永定河故道;山东临清往北的一段即河北的南运河。永济渠的主要工程是开修现在的卫河,使洛阳涿县间水道相接,航程共长1000多千米,成为隋朝控制东北钱粮的动脉。
隋朝所开通济渠、永济渠和江南三条运河,总长有2400余千米,已初步形成了大运河的规模,前后仅用了6年的时间。在古代历史上是任何一个国家都不曾有过的业绩。这是我国古代千百万人民付出了巨大的牺牲,艰苦的劳动,所创造出来的奇迹。
唐朝建都长安,继续使用隋的运河,没有修凿新的工程。公元738年(唐开元二十六年)因运河在镇江穿越长江,要绕瓜州几十里沙滩,航程弯曲,由齐浣(huàn)建议在镇江京口埭(dài)开凿伊娄河,改善了航道。公元1058年(北宋嘉祐三年)李禹卿整理了江南的河道,在太湖区域筑堤40千米,修了练湖,增设了陡门水闸(zhá),为今日江南运河确定了现代化的基础。公元1118年,陈损之等大举兴修淮南运河,设立陡门水闸70余座。淮南运河于是渐入成熟阶段,南宋以后成为经济上的运输干线。这时,南北运河都已分别形成。但是,济宁以北到黄河一带,地势高出海平面很多,在1000多年中,都没能直接沟通,这个艰巨的工程是到元朝才完成的。
元朝建都“大都”(今北京),江南漕运若依隋朝运河航线运转,要由通济渠绕道转由永济渠北上,中间还需经过一段陆路,很费周折,费时费钱。为了改变这种不利条件,公元1283年(元至元二十年)忽必烈命李奥鲁赤等征调民工,从济宁开凿济州河(由济宁到黄河口),天才地利用汶、泗两河的水流,强迫灌注济州河,然后分别流入南北运河,增加运河的水量。以后根据这个原则,经公元1411年(明永乐八年)宋礼和公元1779年(清乾隆四十三年)多次整修以后,便达到了现在的状况。大运河的最后两段,也是在元朝完成的。公元1289年(元至元二十六年)马之贞和边源设计开凿会通河,从东平附近的安山起,经过寿张、聊城抵达临清,利用汶水作水源,由临清入卫河,全长120多千米,施工6个月就初步完成了,缩短航程,连接南北,南来漕船可不再绕道,直达通县(现北京市通州区——编者注)。但是120多千米的河道,河床升降坡度高达14米,因此以后不断进行整修改建,达30余年。公元1292年(元至元二十九年)由郭守敬建议开凿通惠河,引昌平的神山、玉泉等水,穿过北京城,通到通县高丽庄流入白河,长82千米,并设有坝闸20座。通惠河是大运河最北的一段,由通县可以直达北京。
元代济州、会通、通惠三条运河的开凿,是大运河历史上的重要发展阶段,确定了大运河完整的航运系统,基本上完成了全部运河的伟大工程。运河在我们祖国的历史上,占着非常重要的地位,它促进了政治的统一,南北经济、文化的交流。在开凿、改建、整修中,我们的祖先们又创造出无数卓越的成就。因此,大运河的形成,代表着2000年来我们历史上无数有名的、无名的工程师和亿万劳动人民血汗的结晶。
中国历史上的科学发明 钱伟长著 北京出版社
2020年9月
我国既有发达的农业,所以关于灌溉工程的成就,当然也是数不胜数的。我们现在提出一个较著名的工程——都江堰,以说明我国历史上灌溉水利工程的成就。
都江堰已有2300年的历史,是李冰父子设计修筑的。公元前316年,秦惠王灭蜀后,命李冰做蜀郡太守,当时蜀郡就设在成都。“四川盆地”的成都平原,周围有三四千米的高山环绕,中间低洼,总面积约17万平方千米。盆地西边有海拔七八千米以上的高山,每年山水和融化的积雪汇流冲入成都平原,而当时岷江宣泄不易,经常泛滥成灾;水退以后,又可能造成局部的旱灾。在这种水旱天灾的环境中,怎样克服水患,保证生命安全和农业生产,就成了古代四川人民的迫切要求。尤其是克服岷江每年的水灾泛滥,是首要的工作。
李冰和他的儿子二郎领导劳动人民,仔细勘察,依据地势和水情,选择岷江从山溪急转进入平原河槽的灌县一带,做施工作堰的地址,这里施工比较容易。他们就地取材,采用竹笼装满卵石,编砌分水堤埂,迎合水流,叫作“鱼嘴”。“鱼嘴”把岷江分为两股,一股是外江,也就是岷江正流;一股是内江,又名都江。为了使内江水流通畅,灌溉内地的水田,他们又开凿了一个山嘴,叫作“离堆”,在“鱼嘴”和“离堆”之间,及其附近,还筑有导流、平流等工程,使水流能顺利地分流入内江,并且保持内、外两江水量的适当分配。“鱼嘴”的前端尖锐,形状如“金”字,因此又称金堤。它的作用,在于分配内外两江春季的水量。到夏令涨水后,鱼嘴便失去分水的作用。这时,就以离堆作为第二道分水鱼嘴。每年霜降时节,外江断流淘修,到立春时节,外江才开堰。然后再把内江断流淘修,到清明时节,内江也开堰。此后两江并用,所以春耕用水,足够普遍供应全区。又,在江水断流的时候,都用截水“杩槎(mà chá)”,这是用三支粗木杠扎成的三脚架,排列在一起,另外用竹篓装满卵石,叫作压盘石,压住杩槎脚;在它的外面,用竹签、竹篱和黏土等,填成一道临时的挡水坝。当外江断流的时候,岷江的水全入内江;相反,当内江断流,岷江水又全入外江。杩槎除了截水之外,也可用来调节水量。这种土产的临时断流设备,不只方便了岁修施工,更是科学地适应物质条件的伟大创造。
由于都江堰工程灌溉了成都附近14个县500万亩的水田,使成都平原变成了2000多年来的“天府之国”。至于都江堰以下的灌溉系统,也是世界上有名的灌溉系统之一,都是依据天然地形,布置了无数的纵横交错的沟渠,灌溉排水,兼筹并顾,而且多数支流都能通航。不论岁修或浚淘,都可以就地取材,简易处理。我们可以设想当时既无精密的测量仪器,又无近代的施工机械,而能建成这样完善的巨大工程,怎能不对我们的祖先无限地敬仰和爱戴。
这个工程在万难中施工,完成以后,又科学地总结了调节水流的原则:“深淘滩,低作堰”。这个科学的结论,在后人的实践中,充分证明了它的正确性。
都江堰是我国历史上水利工程的光辉创造,它的规划的完美,施工的合理经济,功效的宏大,使用寿命的长远,岁费的俭省,在世界古代史上,是独一无二的奇迹。都江堰灌溉着成都平原数万顷良田,所以成都“天府之国”的美誉,不是大自然的赐予厚爱,而是由于人们的劳动和创造,对大自然的合理改造。四川人民为了感戴修筑都江堰的“工程师”,在都江堰立祠纪念李冰父子,这便是有名的“二王庙”。原来的庙宇在“文化大革命”中毁坏不堪,现已重加修葺(qì),并新制李冰和二郎的塑像,供人瞻仰。
我国最早的水利灌溉工程,今天知道的还有:周定王时期(公元前606—公元前586年),楚令尹孙叔敖所修的皖北寿县故安丰城南的芍坡,也称作安丰塘,可以灌田万顷;其他如周末魏文侯时期(公元前403—公元前387年),邺(yè)县令西门豹开凿的漳水十二渠;秦时在陕西开凿的郑国渠和宁夏的秦渠等,都是我国古代有名的水利工程。但是在规模上和效益上,都比不上都江堰。
我们的祖先遗留下来的水利工程,几乎遍及全国。他们克服了祖国大地上不利的自然条件,使人民生活丰衣足食。我们应当珍爱这份伟大的遗产,并要创造出更宏伟光辉的事业。
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