2012-11-07 11:01:39
文明史是人類古代文明水平的重要標志。黃河流域、尼羅河流域、兩河流域和印度河流域，是世界四大文明古國的發(fā)祥地。導源于黃河流域的中華水文明，是世界水文明的重要組成部分。世界其他國家有的疆域小或自然條件單純，有的雖自然條件具備但歷史較短，有的歷史雖長但記載較少，所以就水文明而論，整個歐美加起來才可與中國相比擬。而中國的水文明史內容十分豐富，擁有一流的工程，一流的技術，一流的理論，一流的科學家，可以代表當時世界的先進水平。
一流的工程
都江堰
都江堰是現(xiàn)存世界上歷史最長的無壩引水工程。它位于岷江沖積平原的頂點，可自流引水灌田上千萬畝，兼有供水、航運之利。創(chuàng)始于秦昭王末年（約前255～前251年），李冰主持興建。
都江堰是天然與人工完美結合的水工建筑群，它包括魚嘴（分岷江為內、外二江）、飛沙堰（分洪減沙，水大時可自潰）、寶瓶口（現(xiàn)寬20米、高40米，橫剖面形狀肚大口小）以及百丈堤、人字堤、金剛堤等，一般可以保證水小時夠用，水大時灌區(qū)不致成災。都江堰工程巧奪天工，舉世罕見，中外水利專家無不贊嘆其精妙奇絕。它能歷千古而不廢，與它的簡便合理有關，也與它擁有一整套科學管理措施有關。而更重要的是，它已成為傳承文化的一個載體，歷朝歷代都格外受到人們的重視。
黃河大堤
修建黃河堤防可追溯到史前的共工與鯀。戰(zhàn)國時期，沿河各諸侯國紛紛在各自境內修建堤防，奠定了系統(tǒng)堤防的基礎。東漢王景治河后，新堤防形成系統(tǒng)，直至?？冢L千余里。黃河奪淮時期，黃河下游形成了堪稱世界之最的堤防系統(tǒng)，其中有遙堤、縷堤、格堤、月堤、子堤、戧堤、刺水堤、截水堤之分，這就是我們今天在地圖上依然可見的“明清黃河故道”。
現(xiàn)在的黃河大堤與明清故道類似，它是1855年銅瓦廂決口改道后逐漸形成的。從鄭州桃花峪至山東利津河口，河長767公里，兩岸大堤及其他有關堤防總長1583公里，一般頂寬9～12米，高10～14米，底寬幾十米甚至上百米，人們形象地稱它是“水上長城”。黃河大堤被認為是維系東方文明的代表性工程。
京杭運河
京杭運河長約1800公里，是世界上最長的人工運河。在鐵路出現(xiàn)以前的500年里，它一直是中國維系國家政治穩(wěn)定和南北經濟交流的生命線。京杭運河是在歷代運河工程基礎上擴建、增建而成的。最早的一段叫邗溝，始鑿于公元前486年。隋代大開運河，已曲折連通京杭兩地。現(xiàn)有航線上最關鍵的工程建成于元代。全河于1293年貫通、1688年基本定型。
京杭運河橫穿長江、黃河、淮河、海河，翻越山東地壘，因地形起伏、水源缺乏，沿線設置了大量陡門、船閘、水柜、水庫等，涉及的水工技術、泥沙工程技術相當復雜，備受中外學者推崇。
洪澤湖
洪澤湖是中國第四大淡水湖，也是現(xiàn)存世界上規(guī)模最大、歷史最長的人工平原水庫。
現(xiàn)今洪澤湖水位13米時，面積2350平方公里，庫容42億立方米；洪水位17米時，濱湖圩區(qū)破壞，水面最大可達4345平方公里，庫容176億立方米。它攔蓄淮河，為蘇北2000萬人口和3000萬畝土地提供防洪屏障及灌溉水源等。
洪澤湖大堤為均質土壩，其前身叫做高家堰。1578年大修時，高家堰僅高4米左右，長六十里。以后為了抬高淮河水位，大堤一直加高到10米左右，最長達67.25公里。創(chuàng)建于1580年的迎水石工墻最長曾達60.1公里，直立高度7～10米，堅固耐久，宛若水上長城，極其壯觀。現(xiàn)出于防風浪考慮，大多已改造為緩坡迎水。
海塘
海塘即抵御海潮、臺風的堤防，廣泛分布于東南沿海海岸，以錢塘江北岸的浙西海塘歷史最長，規(guī)模最大，技術最先進。
浙西海塘出現(xiàn)于秦漢，初為土塘；宋代創(chuàng)修石塘；明清多改為石塘。許多清代海塘經過改造至今仍在發(fā)揮作用。
古代海塘規(guī)模巨大，舉世罕見。江蘇、浙江等地的主要海塘，總長約935公里。明清魚鱗大石塘，高6米左右；基礎打密樁，夯三合土；石塊之間用油灰或糯米汁灌縫，用鐵鋦（蝴蝶鐵）嵌扣。由于海塘對保護沿海經濟發(fā)展有不可替代的作用，所以歷朝歷代均不惜人力物力而為之。據(jù)文獻統(tǒng)計，公元713～1780年之間，用工萬人以上、筑塘千丈以上的大型工程有35次，小工程不勝枚舉。而國外同時期同類工程的記載尚不多見。
圩垸
圩，也叫圍、垸，是在近水地帶修建環(huán)狀堤防所構成的封閉的生產活動區(qū)域。防洪排澇與引水灌溉是這類工程的主要作用。因此，圩堤上都建有閘涵，圩區(qū)都有排灌渠系。
圩垸自古以來就是開發(fā)湖區(qū)和濱江地區(qū)的首要工程措施。唐宋以后直至明清，圩垸在南方大河中下游平原區(qū)大量興起，不斷發(fā)展。一個圩小者幾十畝，大者可達20萬畝，且往往是幾十個甚至幾百個圩垸相連成片。著名的有太湖地區(qū)塘浦圩田、江南圩田、洞庭湖與鄱陽湖區(qū)圩垸、珠江三角洲基圍等。由于有圩垸水利作基礎，這些地區(qū)后來都成為我國農業(yè)經濟最發(fā)達的地區(qū)。
一流的技術
壩工
古代擋水壩有許多叫法，如壩、堰、埝、埭、碶、堤、塘、陂等，廣泛分布于全國主要水系的干支流上。中國壩工起源很早，如安徽省的芍陂水庫，大約建于公元前598年～前591年，是現(xiàn)存最早的蓄水工程。
古代壩工類型齊全，因地制宜。從類型上分，有攔河壩、溢流壩；從材料上分，有土壩、木壩、磚壩、灰土壩、堆石壩、砌石壩、木籠填石壩、竹籠填石壩、樁基砌石襯磚夯土混合壩等等，設計、施工都十分科學。南北朝時期的浮山堰橫斷淮河，高約32米，是當時世界上最高的壩。浮山堰下游不遠處的高家堰，存在歷史很久，在明代被改造成洪澤湖水庫攔河壩，當時長約37公里（后延長至67.25公里），是當時世界上最長的壩。
埽工
埽工技術是中國在水工技術上的一個創(chuàng)造。埽工起源于先秦時期，其技術的成熟以宋代的卷埽和清代中葉的廂埽為代表。
卷埽一般用若干個埽捆按一定的規(guī)則組合而成。每個埽捆均用柳梢、秫秸、蘆荻一類的“軟料”分層鋪勻，分層壓上碎石和土料，穿上大繩，最后像卷簾子一樣推卷成捆。大埽直徑可達幾丈，上千人同時用力才能移動。
廂埽技術是在堤外置一排廂船，在船與堤之間鋪繩索加料，就地捆埽，加土后層層下壓，直到壓到河底。
埽工種類豐富，使用靈活。它就地取材，可在短時間內制成龐然大物，而且秸草等“軟料”有柔性，容易緩溜停淤，所以常常用于黃河等多泥沙河流的護岸、堵口等，在臨時搶險及堵口截流中特別有效。
堰埭和復閘
船閘的發(fā)明，是我國古代航運工程技術所取得的重要成就。我國船閘的發(fā)明，經歷了堰埭、斗門、單閘、復閘等幾個階段。
在運河上的缺水地段，為了節(jié)水，最初的辦法是隔一段修一道攔河低壩，稱為堰或埭。
堰埭工程至遲在三國時期就已出現(xiàn)。堰埭的上下游壩坡很緩，以便順斜面拖船過壩。拖大船時需在兩岸架設絞車，在堰埭表面涂抹水草、稀泥作潤滑，這就是原始的斜面升船機。
唐代運河上出現(xiàn)了許多斗門，即單閘；也有“揚子津斗門二所”的記載，似乎是復閘，但不太明確。宋代喬維岳于公元984年創(chuàng)建的楚州西河二斗門，交替啟閉，送船過閘，文獻記載十分詳細明確，是不折不扣的復閘（即船閘）。西河閘比歐洲同類船閘要早五六百年。
防洪工程
中國古代的各大江河上很早就出現(xiàn)了形式多樣的防洪工程，其中以黃河最為突出。公元前21世紀前后，在埃及和中國就有在尼羅河和黃河上筑堤防洪的傳說。中國在戰(zhàn)國時期（公元前5世紀）即沿黃河筑堤防洪。司馬遷在《史記》中，記載了公元前132年黃河上著名的瓠子堵口工程。隨后，公元前69～前66年，在黃河下游曾開直河道裁減急彎3處，并修筑類似丁壩的護岸建筑物。宋代已有了埽工護岸、木龍護岸、挑溜護岸等。國外則在1817年才有德國萊茵河裁彎工程。中國唐代在海河流域的永濟渠（今南運河的一段）以東開挖減河，增辟入海水道，并在永濟渠以西利用大量的洼淀滯蓄洪水，減輕洪水壓力，保證通航。明代潘季馴治河時期在黃河下游修建了由遙堤、縷堤、格堤等組成的堤防系統(tǒng)，修建了駱馬湖、洪澤湖等作為滯洪水庫，并在黃河兩岸建有許多分洪溢流壩，使防洪治理由單一的措施逐步發(fā)展到各種工程措施相結合的綜合治理，并由局部河段的治理向流域的全面治理發(fā)展，不少河流特別是黃河下游已形成較完整的防洪工程體系。
水力機械和提水工具
古代水力加工機械有水碓、水磨、水排、水硙等。據(jù)記載，水碓出現(xiàn)于西漢。東漢杜詩發(fā)明水排。南北朝時期，水磨、水硙已普遍使用。唐代關中水碾大為流行，并將這一技術傳入西藏。宋元時期，水轉大紡車問世。這是水力機械對手工業(yè)技術的一個重大改造。
據(jù)文獻記載，中國早在2500～3000年前就開始使用桔槔和轆轤等提水工具。有人研究認為桔槔的歷史甚至可上溯到3700年前。東漢畢嵐創(chuàng)造翻車（又叫龍骨水庫）和筒車。自唐以來，始出現(xiàn)用畜力、風力、水力驅動的龍骨水庫。
古埃及和古希臘幾乎與中國在同一時期使用吊桿（類似中國的桔槔）提水。在古希臘還出現(xiàn)了唧筒（即簡易的往復式泵）、阿基米德螺旋管（即簡易螺旋泵）和波斯輪（即蹼輪）等提水工具。
一流的理論
《管子·度地》
先秦水利大發(fā)展時期的科學技術結晶。它強調除水害興水利是治國的首要問題。在渠系規(guī)劃方面，它將地表水分為干流、分枝、季節(jié)河、支流、人工河和湖泊等，以便區(qū)別治理利用。在設計方面，它提出明渠坡降不宜過陡、過緩，以千分之一為宜；初步歸納出明渠流和有壓流的運動規(guī)律和特點，并針對水躍和彎道環(huán)流等破壞性水流，設計了比較合理的渠系建筑物形狀和尺寸。在防洪工程上，它指出：要設立專官巡查修守，秋冬準備，春季施工；堤防上要種樹，迎溜處要防護；鹽堿洼地要辟作滯洪區(qū)等等。
《管子·度地》全文僅2000字，但它反映出的我國古代水利科學技術是十分卓越的，在世界文明發(fā)展史上占有很高的地位。
賈讓三策
西漢賈讓提出，治理黃河的上策是：開辟滯洪區(qū)，移民讓地，實行寬堤距，禁止亂圍亂墾、與水爭地。他認為這樣做花費不太多，卻可以千年無患，所以稱為上策。中策是：開渠建閘，設置水門，旱時開引黃閘門灌溉，澇時開泄洪閘門分殺水怒。這樣做有三個好處，一是淤灌可改良土壤，二是旱地改水地可提高產量，三是可以發(fā)展航運。他認為這個方案花費最少，但不能一勞永逸，只能維持數(shù)百年，所以叫做中策。其下策是：維持舊堤，加高培厚。修修補補，永無終止，所以稱為下策。
賈讓三策是最受后人重視的治河議論。賈讓運用了經濟比較概念，批評了單純的堤防政策，對后代治水思想產生了深刻影響，堪稱人類治水思想寶庫中的明珠。
泥沙理論
在泥沙理論方面，中國從古至今在世界上保持了領先地位。
中國古代從戰(zhàn)國以至明清，凡論及治河者，無不兼論泥沙，如《管子·度地》中就論述過彎道會引起河岸河床沖淤變化，西漢張戎第一個提出了利用水力刷沙的思想。尤其值得稱道的是，人們在實踐中能主動地運用泥沙理論知識解決泥沙問題。古代治沙主要為五大類。第一類為上游水土保持。這是南宋時提出來的。保土攔沙措施有農業(yè)種植措施、澗谷淤地堰壩、引山洪淤灌及放淤。山洪淤灌相傳始于先秦。第二類為下游治沙。常用的治沙方略有散水勻沙、束水攻沙、放淤固堤、引洪淤灌和以清釋渾等5種。最典型的散水勻沙是清代對海河水系的治理。明代潘季馴則系統(tǒng)地提出了束水攻沙理論，在黃河下游大力實施“以堤束水，以水攻沙”，并在黃淮交匯處修建洪澤湖水庫“蓄清刷黃、以清釋渾。明代后期至清代，北方多沙河流上普遍實行放淤固堤和引洪淤灌，并有系統(tǒng)的經驗總結。第三類為放淤及淤灌。利用泥沙肥田造田，起源甚古，自然淤灌可以上溯到史前，人工放淤也有幾千年的歷史。第四類為渠道中之治沙。古代除了人工挖沙以外，還通過改變渠道斷面來沖沙或沉沙，如宋代汴河上修建狹河木岸以防淤積，通過沉沙池（湖泊）使渾水變?yōu)榍逅?。第五類為溝洫治沙。明清兩代都有散水以治河、分沙以肥田的治沙理論?
水文學
我國古代水循環(huán)理論早在戰(zhàn)國時代成書的《呂氏春秋·圜道》中就有記載，所謂“云氣西行，云云然，冬夏不輟；水泉東流，日夜不休……”它比較準確地反映了我國所處海陸地區(qū)水循環(huán)的客觀規(guī)律。水文測驗有悠久的歷史，考古發(fā)掘表明，戰(zhàn)國時代李冰在都江堰工程上開始用石人觀測水位，其他地區(qū)也有歷代的“水則”保留下來；唐代開始，在四川涪陵長江里的“白鶴梁”上已有枯水題刻（石魚）。至于洪痕或洪水題刻則遍布全國，不計其數(shù)。降雨觀測方面，秦代就有了各地向中央報雨的制度；南宋數(shù)學家秦九韶還提出了各種量雨器計算雨量、雪量的方法；清代故宮有《晴雨錄》，依照十二時辰記載1724～1903年北京地區(qū)的降水情況，其間資料共有174年，晝夜不斷。泥沙測驗起源也很古老，“一石水而六斗泥”即是先秦時期關于黃河、涇河的普遍認識。關于流量，宋代改建汴渠時用平方尺計量河槽斷面，用水流的“湍緩”來定性描述流速，初步有了流量概念；元代文獻把一平方尺稱作一“徼”，以徼計算的水量叫“水程”或“水直”；計量單位時間內通過某一斷面水量的方法在清康熙年間陳潢已完整提出，同時代的康熙皇帝本人作了更明確的描述：“先量閘口闊狹，計一秒所流幾何?！边@與現(xiàn)代流量概念完全一致。
對于江河漲落，古人早有總結，秦漢已有“桃花水”“秋水”的稱謂，北宋時每個月的水漲水落均有專名，并認為河道漲水有定期出現(xiàn)的規(guī)律，所以起名叫“信水”（守信用的水）。到明清，信水的說法被“水汛”取代，相沿至今?？祚R報汛制度至遲始于16世紀。
我國古代水文測驗有著輝煌的歷史和確鑿的記載，以至國內外專家談到水文測驗史，言必稱埃及、中國。但是我國古代水文學理論定性描述的多，定量描述的少，在測量工具、數(shù)學計算、模型試驗等方面一直沒有發(fā)展起來，以致近代落后于西方。
水利文獻
中國古代水利文獻之多為世界之最。現(xiàn)存水利專著有通史、專史、河道史、地區(qū)水利史、渠塘史、閘壩史等，粗略估算在300種以上。正史、政書、各種一統(tǒng)志、省志、府縣志及地理書中也有大量水利記載。加上各類著作中的水利事跡記載，字數(shù)在1億以上。歷史上最早的水利名著為《尚書·禹貢》，它成書于戰(zhàn)國時期（公元前480～前222年），記述了大禹治水的傳說。最早的水利科學總結是《管子·度地》。第一部中國水利通史是《史記·河渠書》。第一部記述全國河道水系的專著是《水經》，約成書于公元220～232年間?，F(xiàn)存最早的河工技術專著是《河防通議》，成書于1048年。最大的古代水利總集是《行水金鑒》《續(xù)行水金鑒》和《再續(xù)行水金鑒》，它上起遠古，下至1911年，共有1000多萬字。其他名著還有《治水筌蹄》《河防一覽》《治河方略》等。豐富的水利文獻記述歷史，探討理論，指導實踐，對促進中華水文明發(fā)展起到了至關重要的作用。
一流的水利科學家
李冰
李冰是戰(zhàn)國時期的水利科學家，都江堰的創(chuàng)建者，他對天文地理也有研究。秦昭王末年（約公元前256～前251年）為蜀郡守，在今四川省都江堰市岷江出山口處主持興建都江堰工程，因而使川西平原富庶起來。據(jù)《華陽國志·蜀志》記載，李冰曾在都江堰安設石人水尺，這是我國早期的水位觀測設施。他還在今宜賓、樂山一帶開鑿灘險，疏通航道，又修建汶井江（今崇慶縣西河）、白木江（今邛崍縣南河）、洛水（今石亭江）、綿水（今綿遠河）等灌溉和航運工程，同時修索橋、開鹽井等。人民懷念他的功績，建設廟宇加以紀念。北宋以后還流傳著李冰之子李二郎協(xié)助李冰治水的神話。
王景
在東漢初（公元69年）王景治河后，有幾百年史書上關于黃河水災的記載幾近空白，以致有了“王景治河，千年無患”的說法。但不論是否“千年無患”，王景治河確實功勞不小。這次治河動用幾十萬人，從滎陽至?？跀[開千余里，其規(guī)模在古代空前絕后，其措施除了常規(guī)的疏河、筑堤以外，過人之處是“十里立一水門，令更相洄注”。王景是“墕流法”（側向溢流堰泄洪技術）的發(fā)明人，與賈讓提出在黃河上“多張水門”以“分河流”設想的時代（公元前6年左右）也很接近。由此有學者推斷，王景是把賈讓中策的設想部分地變成了現(xiàn)實，在黃河上采用了建閘控制分流的技術，至少在黃河、汴河分流處是這樣。許多學者認為這也是王景治河成功的關鍵所在。王景在黃河這樣的大河上建閘，人為控制水流，是前無古人的開創(chuàng)性實踐，是人類水文明史上不可多得的一筆財富。
郭守敬
郭守敬（1231－1316）是元代杰出的科學家，擅長水利及天文歷算，“巧思絕人”，曾任都水監(jiān)、太史令等職。他在今寧夏河套地區(qū)、京冀豫地區(qū)以及京杭運河山東段開通前夕的汶泗河地區(qū)做了大量的勘查測量工作，提出了二十幾條有關水利的建議，治理河渠塘堰幾百所。
在元大都（今北京）附近，他主持重開金口河引永定河水，主持建設了最后打通京杭運河全線的通惠河工程。郭守敬設計制造了20種天文儀器，進行了南北一萬一千里、東西六千余里的天文大地測量，1280年完成《授時歷》。他首先提出了“海拔”的概念，比德國數(shù)學家高斯早560多年。
潘季馴
潘季馴（1521－1595）是明代著名治河專家，曾4次出任“總理河道”，主持治理黃河、淮河、運河，在治黃理論和實踐上有重要建樹。針對當時河勢散漫的情況，他在徐州以下黃河兩岸高筑大堤，挽河歸槽，實現(xiàn)束水攻沙；堵塞高家堰決口，加固高家堰大堤，逼淮水盡出清口，以清刷黃；以洪澤湖攔蓄淮河洪水，并為運河提供水源。他還提出了利用黃河本身沖淤規(guī)律實行淤灘固堤的措施。由他奠定基礎的明清河道一直維持了300年之久。他的理論貢獻主要有三點：①把治沙提到治黃方略的高度，實現(xiàn)了治黃方略從分水到束水、從單純治水到注重治沙的轉變。②提出并實施了解決黃河泥沙問題的三條措施，即束水攻沙，蓄清刷黃，淤灘固堤。③著成《河防一覽》一書，系統(tǒng)總結、完善了堤防修守的一整套制度和措施。后人評價說：“治河人員只要能記住他書上的一兩句話，提出的措施辦法就會高人一籌。”
李儀祉
李儀祉（1882－1938）是近代著名水利科學家、教育家。他早年留學德國攻讀水利，1915年學成回國后，在中國第一所水利學?！暇┖雍９こ虒ｉT學校任教授、校長，以后又任陜西水利局局長、黃河水利委員會委員長兼總工程師等職。在陜西，他應用近代技術規(guī)劃了“關中八惠”灌區(qū)，并親自參與了涇惠渠、洛惠渠、渭惠渠建設。1933年他在天津創(chuàng)辦了中國第一水工試驗所。李儀祉重視引進西方先進水利技術，通過對黃河、淮河、長江治理的規(guī)劃，將許多西方的先進水利科學技術引入我國，同時還培養(yǎng)了大批近現(xiàn)代水利人才。1931年，他倡議創(chuàng)辦了中國第一個水利學術團體——中國水利工程學會，并當選為會長，以后連選連任，直至去世。
在近代史上，古老的中華水文明在某些方面的發(fā)展已落后于西方。而李儀祉則是這一時期促進東西方水文明融合的代表人物之一。
作者：張衛(wèi)東，來源：中國水利網(wǎng)
