2012-11-07 11:01:39
文明史是人類古代文明水平的重要標(biāo)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(dǎo)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(nèi)容十分豐富，擁有一流的工程，一流的技術(shù)，一流的理論，一流的科學(xué)家，可以代表當(dāng)時世界的先進(jìn)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(jié)合的水工建筑群，它包括魚嘴（分岷江為內(nèi)、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?。┮约鞍僬傻獭⑷俗值?、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(zāi)。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(guān)，也與它擁有一整套科學(xué)管理措施有關(guān)。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(nèi)修建堤防，奠定了系統(tǒng)堤防的基礎(chǔ)。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(guān)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(rèn)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(jīng)濟交流的生命線。京杭運河是在歷代運河工程基礎(chǔ)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(guān)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(shè)置了大量陡門、船閘、水柜、水庫等，涉及的水工技術(shù)、泥沙工程技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，備受中外學(xué)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(dá)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(zhì)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(dá)67.25公里。創(chuàng)建于1580年的迎水石工墻最長曾達(dá)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?，F(xiàn)出于防風(fēng)浪考慮，大多已改造為緩坡迎水。
海塘
海塘即抵御海潮、臺風(fēng)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(shù)最先進(jìn)。
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(jīng)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(chǔ)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(hù)沿海經(jīng)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(xiàn)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(gòu)成的封閉的生產(chǎn)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(dá)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(chǔ)，這些地區(qū)后來都成為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟最發(fā)達(dá)的地區(qū)。
一流的技術(shù)
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(shè)計、施工都十分科學(xué)。南北朝時期的浮山堰橫斷淮河，高約32米，是當(dāng)時世界上最高的壩。浮山堰下游不遠(yuǎn)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(dāng)時長約37公里（后延長至67.25公里），是當(dāng)時世界上最長的壩。
埽工
埽工技術(shù)是中國在水工技術(shù)上的一個創(chuàng)造。埽工起源于先秦時期，其技術(shù)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(dá)幾丈，上千人同時用力才能移動。
廂埽技術(shù)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(nèi)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(hù)岸、堵口等，在臨時搶險及堵口截流中特別有效。
堰埭和復(fù)閘
船閘的發(fā)明，是我國古代航運工程技術(shù)所取得的重要成就。我國船閘的發(fā)明，經(jīng)歷了堰埭、斗門、單閘、復(fù)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(shè)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(fù)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(xiàn)記載十分詳細(xì)明確，是不折不扣的復(fù)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(jì)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(jì)）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(hù)岸建筑物。宋代已有了埽工護(hù)岸、木龍護(hù)岸、挑溜護(hù)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(jié)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(guān)中水碾大為流行，并將這一技術(shù)傳入西藏。宋元時期，水轉(zhuǎn)大紡車問世。這是水力機械對手工業(yè)技術(shù)的一個重大改造。
據(jù)文獻(xiàn)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(rèn)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(fēng)力、水力驅(qū)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(fù)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(xué)技術(shù)結(jié)晶。它強調(diào)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(shè)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(shè)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(shè)立專官巡查修守，秋冬準(zhǔn)備，春季施工；堤防上要種樹，迎溜處要防護(hù)；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(xué)技術(shù)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(rèn)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(shè)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(chǎn)量，三是可以發(fā)展航運。他認(rèn)為這個方案花費最少，但不能一勞永逸，只能維持?jǐn)?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(jīng)濟比較概念，批評了單純的堤防政策，對后代治水思想產(chǎn)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(lǐng)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(nóng)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(jīng)驗總結(jié)。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(xué)
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(zhǔn)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(xué)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(guān)于黃河、涇河的普遍認(rèn)識。關(guān)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(xiàn)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(nèi)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。”這與現(xiàn)代流量概念完全一致。
對于江河漲落，古人早有總結(jié)，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(rèn)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。快馬報汛制度至遲始于16世紀(jì)。
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(nèi)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(xué)理論定性描述的多，定量描述的少，在測量工具、數(shù)學(xué)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(xiàn)
中國古代水利文獻(xiàn)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?jǐn)?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(xué)總結(jié)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(jīng)》，約成書于公元220～232年間。現(xiàn)存最早的河工技術(shù)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(yuǎn)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(xiàn)記述歷史，探討理論，指導(dǎo)實踐，對促進(jìn)中華水文明發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。
一流的水利科學(xué)家
李冰
李冰是戰(zhàn)國時期的水利科學(xué)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(shè)石人水尺，這是我國早期的水位觀測設(shè)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(yuǎn)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(shè)廟宇加以紀(jì)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(guān)于黃河水災(zāi)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(cè)向溢流堰泄洪技術(shù)）的發(fā)明人，與賈讓提出在黃河上“多張水門”以“分河流”設(shè)想的時代（公元前6年左右）也很接近。由此有學(xué)者推斷，王景是把賈讓中策的設(shè)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(shù)，至少在黃河、汴河分流處是這樣。許多學(xué)者認(rèn)為這也是王景治河成功的關(guān)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(xué)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(guān)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(shè)了最后打通京杭運河全線的通惠河工程。郭守敬設(shè)計制造了20種天文儀器，進(jìn)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(xué)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(dāng)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(chǔ)的明清河道一直維持了300年之久。他的理論貢獻(xiàn)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(zhuǎn)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(jié)、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(xué)家、教育家。他早年留學(xué)德國攻讀水利，1915年學(xué)成回國后，在中國第一所水利學(xué)校——南京河海工程專門學(xué)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(yīng)用近代技術(shù)規(guī)劃了“關(guān)中八惠”灌區(qū)，并親自參與了涇惠渠、洛惠渠、渭惠渠建設(shè)。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(jìn)西方先進(jìn)水利技術(shù)，通過對黃河、淮河、長江治理的規(guī)劃，將許多西方的先進(jìn)水利科學(xué)技術(shù)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(xué)術(shù)團(tuán)體——中國水利工程學(xué)會，并當(dāng)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(jìn)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)
