古代水利工程-三国至唐宋时期
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    魏晋南北朝时期,群雄以黄河为主要战场,进行了长达三百年的混战,促使中原地区的官民大量南迁。这时,南方政权相对稳定一些,水利工程建设取得了一定进展。

    随之而来的唐宋两朝,五百多年间,全国范围内出现了基本稳定的政治局面,为水利发展提供了有利的条件。防洪、灌溉、航运建设都取得了重大的成就。

    安史之乱后,北方农业经济一度衰退,而南方继续稳定发展,全国经济重心南移了。

    唐朝社会的开放风气和宋朝学术思想的活跃都为科学技术的进步创造了良好的条件。在历代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。中国古代传统水利技术发展到了高峰,位居世界水利技术的前列。

    (一)防洪与治河

    五代以前,黄河相对稳定一些,很少决堤。

    五代至北宋,由于黄河泥沙多年淤积,河床抬高,黄河决堤溢洪现象日渐严重。

    经过长期的泥沙淤积,王景、王吴治理的这条原来地势较低、河床较深的河道,又被逐渐地抬高了。到唐朝时,决口泛滥开始增多。

    宋仁宗庆历八年(1048年),河决濮阳,终于发生了一次重大的改道,黄河向北流经馆陶、临清、武城、武邑、青县等地,至今天津入海。

    这时,和朝廷两派大臣政治斗争一样,防洪方略也存在着严重的分歧,突出表现在关于黄河东流与北流的争论,使防洪问题更加复杂了。

    宋高宗建炎二年(1128年),金兵南下,东京留守杜充妄图用河水阻挡,决开黄河南堤。军事目的并未达到,却酿成豫东、鲁西、苏北的特大水灾。黄河下游河道再一次大迁徙,夺泗水、淮水河道,与泗、淮合流入海。这条由人工决口形成的黄河下游新道问题很多,从决口到泗水一段系在泛滥中形成,河床很浅,极易泛滥成灾;泗水以下一段河道狭窄,又有徐州洪、吕梁洪之险,很难容纳下黄河汛期的洪水。

    当时,宋金南北割据,淮河成了南北分界线,治理黄河根本不可能了。防洪治河的重任只得留待后世王朝来完成了。

    (二)灌区兴建

    秦汉以前,我国经济重心主要在黄河流域。其后,基本经济区逐渐向南方扩展了。

    三国至南北朝时期(约公元3世纪-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-13世纪),长江流域和珠江流域的经济地位日渐突出。其中,长江中下游已成为全国的经济中心。人们常说:“国家根本,仰给东南。”指的就是这里。

    随着经济区的扩展,水利建设也取得了长足的进步。

    圩田是太湖以及长江中下游地区农田的主要灌溉排水形式,到唐朝末年时已有相当大的规模了。圩田是在滨湖和滨江低地兴修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,但其间用闸门隔开,利用开闸或关闸控制引水和排水,对天然降水不均的情况起到重要的调节补充作用。因此,人们称之为“以沟为天”。北宋范仲淹曾描述圩田说:“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。”

    除圩田外,灌溉工程在全国普遍兴建。唐朝浙江鄞县的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流而上的海潮,积蓄了上游淡水,从而达到“御咸蓄淡”、引水灌田和向城市供水的目的。

    唐宋时期,灌溉提水机械和水力加工机械都有很大的发展,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。

    太湖流域是以太湖为中心,包括江苏省南部、浙江省北部和上海市大部分地区。它西起茅山和天目山,东临东海,北滨长江,南濒杭州湾,总面积三万六千多平方千米。

    早期,太湖流域被认为是全国最差之地。《禹贡》将全国分为九州,并定出每州的等级,最好的是“上上”,最差的为“下下”,共定九等。当时,太湖流域属“下下”等。而到宋朝时期,以苏、杭二州为中心的太湖流域地位急剧上升,被认为是全国最好的地方,是“人间天堂”。这都是兴修水利工程的结果。

    太湖流域的农业需人工灌溉,特别是占流域面积22%的山区和丘陵区的农业。因此,隋唐两宋时期,这里修建了好多陂塘等蓄水工程,多达十几处,其中最重要的就是钱塘湖。

    钱塘湖即西子湖,也就是现在的杭州西湖。

    西湖由大诗人白居易主持凿建,它以江南河为灌溉干渠,灌溉钱塘(今杭州市)、盐官(今海宁县)一带农田四千多顷。

    太湖流域虽然有许多自然河道可资排洪,如松江、娄江(浏河)和江南大运河。但是,由于太湖流域62%的地区为平原和洼地,而台风暴雨又来势凶猛,洪水仍然无法及时排出,洪涝之害大大超过旱灾。这就有必要修建更多的以排洪为主的工程。

    隋唐两宋时期,在太湖流域修建的、对排洪有重要意义的水道数量很多,有唐朝的元和塘、孟渎、泰伯渎、汉塘和宋朝的至和塘等。除这些主要的水道外,还以这些主要水道为干道,建成了众多的泾浦,也就是小河道。这样,太湖流域的水道密如蛛网,真的成了水乡泽国了。

    圩田虽不能抗御大旱大涝,但对一般水旱有自卫能力,其经济效益远远高于普通农田,它是水乡人民伟大的创造。南宋时,太湖流域圩田分布就已经很广,在今苏州、吴江、常熟、嘉定等县市即有1500多圩田。河网化和圩田化建设促进了太湖流域农业生产的发展,终于成了国家粮食的主要供应地。

    (三) 运河开凿

    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渠道。

    长安位于八百里秦川的中心,土地肥沃;平原四周又有大山环抱,退可以守,进可以攻。因此,隋文帝杨坚结束魏晋南北朝的分裂局面后,便以长安作为帝国的都城。

    但是,魏晋南北朝时期政局动荡,关中经济遭到破坏,已经难以与盛极一时的西汉相比了。

    西汉时,仅郑白渠即可灌溉农田四万多顷。魏晋南北朝时,这里有许多灌溉工程因无暇维修而湮废。因此,隋文帝定都长安后,仰仗东粮西运的程度远远超过了西汉。西汉时,因渭水运量很少,曾凿过一条名叫漕渠的运河。后来,东汉定都洛阳,粮食要西运到洛阳,漕渠由于年久失修,终于报废了,隋文帝只好开新渠。

    隋文帝开皇元年(581年),隋文帝命大将郭衍为开漕渠大监,凿渠引渭水,经大兴城(长安城)北,东至潼关,全长400余里,名曰“富民渠”。

    富民渠虽然发挥了重要的作用,但因仓促完工,渠道又浅又窄,航运能力有限,难以满足日益增加的东粮西运的需要。

    隋文帝开皇四年(584年),隋文帝下令再次动工,对富民渠加以改建。这次改建,要求凿得又深又宽又直,可通巨舫。舫是一种两舟相并的船,体积大,运粮多。改建工程由杰出的工程专家、大兴城的设计者宇文恺主持。在上下共同努力下,工程进展顺利,当年即竣工了。

    此渠自大兴城至潼关,全长300余里,命名为广通渠。广通渠的运量大大超过旧渠,因此也就大大地缓和了关中地区粮食的紧张情况。隋文帝开皇五年(585年),关中大旱,但旱而无灾,全靠这条河运来的粮食。

    从潼关以东运粮进入关中,广通渠以东一段水路是走黄河。黄河有三门峡之险,两个石岛兀立河心,人称中流砥柱,形成神门、鬼门、人门三条险道,故称三门峡。神、鬼二门无法通舟,人门虽可勉强航行,但风险极大,经常船毁人亡。于是,隋文帝于开皇十五年(595年)下令凿毁砥柱。由于当时科学技术条件有限,工程无法进展,只得半途而废。

    隋炀帝继位后,认为关中与山东、江南、河北等地距离太远,立即下诏营建东都洛阳,接着又陆续降旨开凿以东都为中心,通向江淮、河北等地的大运河,以加强对这些主要经济区的联系和控制。

    隋炀帝大业元年(605年),隋炀帝下令开凿通济渠。通济渠分西、中、东三段:

    西段以东都洛阳为起点,以洛水及其支流谷水为水源,在旧有渠道阳渠和自然水道洛水的基础上扩展而成,到洛口与黄河汇合。由于古阳渠又称通济渠,人们就把这一名称由西段扩大到了中段和东段了。

    中段以黄河之滨的板渚(今河南荥阳西部)为起点,引黄河水作水源,向东到浚仪(今河南开封市)。这一段原是汴渠上游,隋朝加以浚深和拓宽。

    东段另凿新渠,浚仪以下与汴渠分流,东南走向,经宋城(今河南商丘县南)、永城、夏丘(今安徽泗县)等地到睢眙注入淮水。浚仪以下不再利用汴河旧道而是另开新渠,一因汴河东段的位置偏北偏东,隋炀帝南巡江都和南粮北运进京时都过于绕远;二因从汴河入淮必须取道泗水,而泗水航道曲折,又有徐州洪、吕梁洪之险,经常翻舟。而浚仪到睢眙地势比较平缓,河床比降适度。新渠东接邗沟后,便可一帆风顺地到达江都了。

    隋炀帝大业元年(605年)三月,通济渠动工,到八月即交付使用了。通济渠工程浩大,施工时间仅为半年,不能不说是古今中外运河史上的奇迹,它反映了我们祖先无与伦比的创造力。当然,他们付出的代价也是非常惨重的。由于凿渠和造船劳累过度,约有50万人献出了宝贵的生命。古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。”

    通济渠凿成后,与邗沟一起成为黄河、淮河、长江三大流域的交通大动脉,南来北往的舟楫多走这一水路。

    隋炀帝在洛阳周围建了许多大型粮仓,如洛口仓(又名兴洛仓)、回洛仓、河阳仓、含嘉仓等。这些粮仓都储有大量粮食,其中的绝大部分便是经通济渠从江淮一带运来的。

    在隋朝,今河南省东北部、山西省东南部和河北省大部,是一个经济发达、人口众多的地区。隋朝推行租庸调制,按户、丁征收粟帛,征发劳力,户多丁多,上调的粟帛也多。这就需要有一条粮帛南运进京的水道。另外,隋炀帝着意开拓边疆,穷兵黩武,积极准备用兵辽东,确定涿郡(今北京市)为征辽基地,要将大量的军用物资和军事人员北运,这也需要有一条从东都到涿郡的军需供应线。因此,隋炀帝在完成通济渠之后,决定在黄河以北开凿一条航运能力较大的运河,这就是永济渠。

    大业四年(608年),隋炀帝下诏征发河北诸郡男女百余万,开凿永济渠,引沁水南达黄河,北通涿郡。

    唐朝,大运河的主要作用是运输各地粮帛进京。唐朝前期,南方租、调由当地富户负责北运,沿江水、运河直送洛口,然后再由洛口转输入京。这种漕运制度,由于富户想方设法逃避,沿途又无必要的保护,再加上每条船很难适应长江、汴河、黄河的不同水情,因此事故多,损耗大,每年都有大批舟船沉没,粮食损失高达20%左右。再者,运期过长,从扬州到洛口费时长达九个月。安史之乱后,这些问题更为突出了。唐朝后期,对漕运制度进行了一次重大的改革。唐代宗广德元年(763年)开始,刘晏提出了新的漕运制度,用分段运输代替直运。规定江船不入汴河,江船之运堆积在扬州;汴船不入黄河,汴船之运堆积在河阴(今郑州市西北);黄河之船不入渭水,河船之运堆积在渭口;渭船之运入太仓。不仅如此,还规定承运工作要雇专人承担,并组织起来,十船为一纲,沿途派兵护送等。分段运送后,效率大为提高,从扬州至长安,40 天即可到达,损耗也大幅度下降。

    大运河除漕运租、调外,还促进了沿线许多商业城市的繁荣。如扬楚运河(即隋朝的山阳渎)南端的扬州和北端的楚州(治所在山阳县,今为淮安市),汴河上的汴州(今开封市)和宋州(今商丘市),永济渠上的涿郡等。

    扬州位于扬楚运河与长江的汇合处,公私舟船,南来北往时都要经过这里。于是,这里成了南北商人的集中地,南北百货的集散地。在全国州一级的城市中,位列第一,超过成都和广州。

    汴州位于汴河北段,可经过济水东通齐鲁,可经永济渠北联幽冀,可经黄河直达秦晋,迅速发展成黄河中下游的大都会。因为它是一个水运方便的繁华城市,后梁、后晋、后汉、后周、北宋五代都建都于此。

    后梁、后晋、后汉、后周、北宋都定都汴州,称之为汴京。北宋历时较长,为进一步密切京师与全国各地经济、政治的联系,修建了一批向四方辐射的运河,形成新的运河体系。它以汴河为骨干,包括广济河、金水河、惠民河,合称汴京四渠。并通过四渠,向南沟通了淮水、扬楚运河、长江、江南河等,向北沟通了济水、黄河、卫河(其前身为永济渠,但南端已东移至卫州境内)。五代时,北方政局动荡,对农业生产影响很大。而南方政局比较稳定,农业生产仍在持续发展。北宋时,对南粮的依赖程度进一步提高,汴京每年调入的粮食高达600万石,其中大部分是取道汴河的南粮。汴河是北宋南粮北运的最主要水道,因此,北宋政府特别重视这条水道的维修和治理。汴河以黄河水为水源,而河水多沙,自隋经唐到宋,经几百年的沉积,河床已经高出地面很多,汴河极易溃堤成灾。北宋朝廷见汴水无情,便组建了一支维修专业队,负责平时汴河的维修和养护。汴河一有大汛,就立即出动禁军防汛。大修时,发动沿河百姓参加。

    为了巩固堤防和利用汴水冲刷河中积沙,河工特地在汴河两岸埋下了600 里的木柱排桩,将汴河束窄到可以冲沙的地步,开了后来“束水攻沙”的先河。

    (四) 海塘工程

    东晋咸和年间(326年-334年),吴内史虞潭在长江三角洲前沿修建海塘,是我国有确切记载的最早的海塘建筑。

    隋唐时期,随着苏、沪、浙沿海一带的开发,这里的人口和耕地面积日益增加,涌潮所造成的损失也日益严重了。于是,防潮工程越来越引起人们的重视,在钱塘江北岸到长江南岸建成了一条长124里的捍海塘,南起盐官(今浙江海宁),经平湖、金山、华亭(今上海市松江县)、奉贤、南汇,北至吴淞江口。这是一条我国古代较早较长的海塘,捍卫着浙、沪间易受涌潮之害的城镇和农田。

    唐代宗大历年间(766年-779年),淮南黜陟使李承在苏北也筑了一条比较重要的捍海堤。它南起通州(治所在今南通市),北至盐城,长142里,保护民田和盐灶,定名常丰堰。

    此外,为了抗御海潮,在海州也筑了一条永安堤,长7里。

    自秦汉到隋唐是我国海塘的初建阶段,基本上都是土塘,或者在海岸附近夯筑泥土为塘;或者像筑墙一样,用版筑法建造。这种土塘修建起来比较容易,可以就地取土,省工省力,技术也比较简单,但禁不起大海潮的冲击,必须经常维修。

    从五代到南宋末年,苏、沪、浙的海塘有了进一步的发展。五代后梁开平四年(910年),吴越王钱镠在杭州候潮门外和通江门外,编竹为笼,将石块装在竹笼内码于海滨,堆成海塘,再在塘前塘后打上粗大的木桩加固,还在上面铺上大石。这种新塘称石囤塘,不像土塘那样禁不起潮水的冲击,比较坚固。但是,新塘的竹木容易腐朽,必须经常维修;同时,散装石块缺乏整体性能,无力抵御大潮。人们不断地摸索着并加以改进,终于有了正式石塘的兴建。

    较早正式修建石塘的是杭州府知府余献卿。他于宋仁宗景祐三年(1036年),在杭州钱塘江岸建了一条几十里的石塘。这是壁立式石塘,用条石砌成,整体性较好,远比土塘、石囤塘坚固。但因此塘在江边壁立,直上直下,受到涌潮冲击时不能分散潮力,易被冲毁。

    几年后,即宋仁宗庆历四年(1044年),转运使田瑜等人在余塘的基础上进行了较大的改动,在杭州东面的钱塘江岸建成了两千多丈的新石塘。它用条石垒砌,高宽各四丈,迎潮面砌石,逐层内收,形成底宽顶窄的塘型。塘脚以装石竹笼保护,防止涌潮损坏塘基。石塘背面衬筑土堤,用以加固石塘,并防止咸潮渗漏。

    余献卿、田瑜等人在杭州附近修建石塘不久,任鄞县(治所在今宁波市)县令的王安石也在钱塘江南岸的部分地区修建坡陀塘,用碎石砌筑,砌成斜坡,其上再覆以斜立长条石。这种石塘有消减水势的作用。

    北宋时期,还在苏北沿海修建了著名的“范公堤”。当时,唐朝李承修的通州至盐城旧堤已经坍毁。宋仁宗天圣元年(1023年),范仲淹出任泰州西溪盐官,建议修复并扩建旧堤,得到转运使张纶的支持。在范、张两人相继主持下,工程顺利完工,南起通州,中经东台、盐城,北至大丰县,全长180 里,人称“范公堤”。

    北宋至和年间(1054年-1056年),海门知县沈起又将范公堤向南伸展70里,人称“沈公堤”。

    范公堤和沈公堤捍卫了苏北的农田及盐灶,受到历代的重视。

    南宋在海塘的建设方面也取得了许多成就,宋宁宗嘉定十五年(1222年),浙西提举刘垕在当地创立了土备塘和备塘河,即在石塘内侧不远处再挖一条河道,叫备塘河。将挖出的土在河的内侧又筑一条土塘,人称土备塘。备塘河和土备塘平时可使农田与咸潮隔开,防止土地盐碱化;一旦外面的石塘被潮水冲坏,备塘河可以容纳潮水,并使之排回海中。这样,土备塘便成了防潮的第二道防线,可以拦截威力不大的海潮。

    (五)水利科学

    在三国至唐宋这一历史时期,水利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。

    我国至迟在唐朝就开始应用水准测量仪了。北宋年间,水位测量已在各地执行,并据以推算流量。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、农田水利和航运等工程技术普遍有所创新,并达到了传统水利技术的高峰。

    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是唐朝制定的《水部式》。这是由中央政府颁布的全国性法规,内容主要包括农田水利管理,碾磨设置及用水管理,航运船闸和桥梁的管理维修,渔业及城市水道管理等。

    王安石变法时,对于兴修水利特别重视。宋神宗熙宁二年(1069年),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、建议人与执行官吏的奖赏等,都有具体明确的规定,对于推动农田水利高潮的兴起发挥了重要的作用。

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