我國的傳統(tǒng)水利按照建設(shè)的規(guī)模和技術(shù)特點(diǎn),大致可以分作3期：大禹治水至秦漢,這是防洪治河、運(yùn)河、各種類型的灌排水工程的建立和興盛時期；三國至唐宋,是傳統(tǒng)水利高度發(fā)展時期；元明清,水利建設(shè)普及和傳統(tǒng)水利的總結(jié)時期.①
一 水利的起源與第一次建設(shè)高潮（公元前22世紀(jì)至秦漢時期）
這一時期歷經(jīng)青銅工具特別是鐵器的廣泛使用,也歷經(jīng)由奴隸制到封建社會的制度大變革,生產(chǎn)力出現(xiàn)了飛躍的進(jìn)步.此外,秦漢政權(quán)的大一統(tǒng)和強(qiáng)盛的國力,對于需要大規(guī)模社會組織的水利建設(shè)來說,也具有重要的推動作用.因此,這一時期在防洪、灌溉、航運(yùn)等方面,都有較大的發(fā)展,并有一批傳統(tǒng)水利的大型精品問世,有的至今仍卓然于世.在水利建設(shè)的基礎(chǔ)上,這個時期水利科學(xué)技術(shù)也取得較快的發(fā)展,春秋戰(zhàn)國時期的思想解放和活躍的學(xué)術(shù)爭鳴,也有助于科學(xué)技術(shù)的繁榮.在西周及其以前的奴隸制國家時期,中國傳統(tǒng)水利技術(shù)較之古埃及、古巴比倫,特別是奴隸制高度發(fā)達(dá)的古希臘略遜一籌,而在春秋戰(zhàn)國以來,中國傳統(tǒng)水利科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,形成東西方交相輝映的局面.中國傳統(tǒng)水利的這種發(fā)展勢頭一直持續(xù)達(dá)2000年之久,并逐步向世界水利科學(xué)技術(shù)高峰邁進(jìn).以下按防洪、灌溉、航運(yùn)和科技進(jìn)步等部分,扼要敘述這一時期水利的發(fā)展歷程.
?。ㄒ唬┓篮橹魏庸こ痰钠鹪磁c發(fā)展
臨水而居是人類最初求生存的必然選擇,隨著社會的進(jìn)步,農(nóng)耕文明的興起,對水源更加依賴.但是,自然災(zāi)害特別是洪水災(zāi)害的威脅,由于居住區(qū)域的擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)的發(fā)展而日益嚴(yán)重.
中國有文字記載的歷史的第一頁是大禹治水的傳說.約公元前22世紀(jì),歷史已經(jīng)進(jìn)入了原始公社末期,農(nóng)業(yè)進(jìn)入了鋤耕階段,人們逐漸由近山丘陵地區(qū),移向土地肥沃、交通便利的黃河等大江大河的下游平原生活和生產(chǎn)；這時首先遇到的是如何防止洪水的危害.相傳當(dāng)時黃河流域發(fā)生了一場空前的大洪水災(zāi)害,滔天的洪水淹沒了廣大平原,包圍了丘陵和山崗,人畜死亡,房屋被吞沒.這時禹繼其父鯀治水,他一改鯀堙堵治水的方法,疏導(dǎo)分流洪水,將黃河下游入海通道“分播為九”,經(jīng)過10多年的艱苦努力,終于獲得治水的巨大成功.
大禹治水主要采用疏導(dǎo)的方法,那是適應(yīng)當(dāng)時人口不多、居民點(diǎn)稀少的社會實(shí)際的.到了春秋戰(zhàn)國時代,社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,不能再任黃河在廣袤的平原上往返大幅度擺動了,筑堤防洪應(yīng)運(yùn)而生.堤防自然是防洪的有效手段.此外,當(dāng)年在黃河上還有護(hù)岸和挑水壩等河工建筑物,也曾在游蕩性河段上進(jìn)行裁彎取直的嘗試.然而大量的泥沙堆積在下游河床里,又不斷抬高河床,惡化防洪條件.自漢武帝開始,黃河下游頻繁決溢.筑堤和堵口是當(dāng)時經(jīng)常性的治河工作.這期間,元封二年（前109）由漢武帝主持的瓠子（在今河南濮陽市西南）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.但由于河床高聳,防洪條件惡化,單純依靠筑堤堵口已經(jīng)無濟(jì)于事,必須尋求新的解決辦法.至西漢末年,由朝廷倡導(dǎo)開展了關(guān)于治河理論的辯論,治河方略林林總總,對后世影響較大的主要有疏導(dǎo)、筑堤、改道、水力刷沙、滯洪等方法.值得注意的是賈讓提出的后代屢有爭議的治河三策.他認(rèn)為完全靠堤防約束洪水的做法是下策；將防洪與灌溉、航運(yùn)結(jié)合起來的綜合治理是中策；治河上策是留足洪水需要的空間,有計劃地避開洪水泛濫
區(qū)去安置生產(chǎn)和生活.20世紀(jì)60年代以來,實(shí)行的非工程措施防洪理論,也包含著躲避洪水的措施在內(nèi).這種在改造自然的同時努力謀求與自然和諧發(fā)展的哲學(xué)認(rèn)識,是有其積極意義的.東漢初年的王景治河,也是這一時期中值得稱道的防洪努力.在王景治河后的800年里,歷史文獻(xiàn)記載中黃河決溢的次數(shù)顯著減少,一般都把這一業(yè)績歸功于王景.但是由于記載疏略,王景治河的關(guān)鍵技術(shù)措施比較令人費(fèi)解,至今仍是人們有興趣探討的歷史懸案.
二）多種類型的大型灌區(qū)興建
農(nóng)田灌溉在中原地區(qū)起源很早,在戰(zhàn)國人所著地理書《周禮.職方氏》中,已對全國主要自然水體的分布有概括的敘述.在當(dāng)年全國的“九州”中,都分布有適于水生物生長的“澤藪”,適于船只航行的“川”和有灌溉效益的“浸”.而人工灌溉系統(tǒng),則由有蓄水、輸水、分水、灌水、排水等不同功用的各級渠道所組成,稱作“井田溝洫”制度.春秋戰(zhàn)國時期興建的灌溉工程氣魄宏大,無壩引水的工程如都江堰、鄭國渠,有壩引水的工程如漳水十二渠,蓄水工程芍陂都是這一時期興建的著名大型灌區(qū).
在今成都平原的都江堰、陜西的鄭國渠（今涇惠渠的前身）都是秦統(tǒng)一六國前為了增加統(tǒng)一戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略物資儲備而興建的灌溉工程.都江堰是岷江上的引水工程,至今已成功地運(yùn)行了2250年,灌溉面積也增加到1086萬畝.它是無壩取水樞紐,渠首主要依靠魚嘴分水、飛沙堰溢洪、寶瓶口控制引水,具有灌溉、防洪、放木等多種效益,是古代勞動人民的杰作.在世界上如此規(guī)模又有數(shù)千年歷史的水利工程,恐無出其右者.晚于都江堰10年,公元前246年秦國又興建了鄭國渠.鄭國渠在涇水上,最初是無壩取水,后因河床不斷下切,引水口逐漸上移,至民國年間,由李儀祉先生主持,改為有壩取水,即今之涇惠渠.西漢司馬遷在《史記.河渠書》中稱：“秦以富強(qiáng),卒并諸侯.”在此后150年左右,在鄭國渠灌區(qū)里又興建了與鄭國渠齊名的白渠.元鼎六年（前111）又興建六輔渠,還同時制定了“水令”,我國第一個灌溉管理制度由此誕生.稍晚一些,在今陜西還興建了引洛水灌溉的龍首渠.龍首渠的干渠以數(shù)千米長的隧洞和獨(dú)特的施工方式而馳名.可見水利建設(shè)在社會發(fā)展中有著舉足輕重的地位.這一時期的灌區(qū)建設(shè)主要是在黃河以及江、淮流域.隨著漢疆域的擴(kuò)展,灌區(qū)建設(shè)還遠(yuǎn)及今我國新疆、甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古等地.有人認(rèn)為新疆的坎兒井也創(chuàng)始于西漢.
?。ㄈ┻\(yùn)河和水運(yùn)的開創(chuàng)
春秋末年吳王夫差為與中原諸侯爭霸,開通了著名的邗溝.邗溝自揚(yáng)州北上,借助天然水道,直抵淮陰,首次溝通了長江和淮河.此外還有溝通黃河和淮河的鴻溝和溝通長江支流湘江與珠江水系漓江的靈渠.靈渠建成于秦始皇二十八年（前219）.靈渠巧妙地利用了湘漓上源相接近的地形特點(diǎn),修建鏵嘴,將湘江一分為二,又劈開分水嶺,將南流的一支導(dǎo)入漓江,再配合修建溢流天平和調(diào)節(jié)航深的斗門等設(shè)施,達(dá)到了跨流域引水通航的目的.靈渠在秦始皇統(tǒng)一嶺南大業(yè)和促進(jìn)嶺南經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展中,發(fā)揮了重要作用.
西漢建都長安（在今西安市西北）,為保證首都物資供應(yīng)和避開渭水多沙迂曲的困難,元光六年（前129）開始在渭水之南修建一條西自長安東至潼關(guān)的長達(dá)300多里的漕渠.漕渠歷時3年建成,最多時每年運(yùn)糧600多萬石,對于維護(hù)政權(quán)穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用.這些區(qū)域性的運(yùn)河建設(shè),為日后全國內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)的建成奠定了基礎(chǔ).這一時期近海海運(yùn)也有相當(dāng)成績,可以東通日本,南達(dá)印度和斯里蘭卡.
?。ㄋ模┧茖W(xué)基礎(chǔ)理論形成
春秋戰(zhàn)國時期活躍的學(xué)術(shù)空氣也表現(xiàn)在水利基礎(chǔ)科學(xué)理論的蓬勃興起.秦漢水利建設(shè)的高潮,為水利學(xué)科的形成創(chuàng)造了條件.西漢司馬遷在《史記.河渠書》中首先賦予“水利”一詞專業(yè)含義,水利成為有關(guān)治河防洪、灌溉、航運(yùn)等事業(yè)的科學(xué)技術(shù)學(xué)科,而將從事水利工程技術(shù)工作的專門人才稱作“水工”,主管官員稱作“水官”.水利學(xué)作為與國計民生密切相關(guān)的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用學(xué)科由此誕生.
先秦時期的文獻(xiàn)中,以《周禮》、《尚書.禹貢》、《管子》、《爾雅》涉及水利科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容較多.基礎(chǔ)性的理論紛紛提出,主要反映在水土資源規(guī)劃、水流動力學(xué)、河流泥沙理論、水循環(huán)理論等方面.
水土資源是自然界最基本的資源.《管子.度地》把河流分為五種.《管子.地員》根據(jù)相應(yīng)地下水的埋藏深度、水質(zhì)及適宜農(nóng)作物對土壤進(jìn)行了分類.《尚書.禹貢》和《周禮.職方氏》對當(dāng)時九州行政區(qū)的土地和河流湖泊有全面的描述,為自然資源分類統(tǒng)計之始.
在水利科學(xué)基礎(chǔ)理論方面,《管子.度地》首先提出明渠水流和有壓管流運(yùn)動規(guī)律及水躍現(xiàn)象.兩干多年前就建立起了明渠水流水力坡降量的概念,對有壓管流、水躍等水流現(xiàn)象進(jìn)行了正確的闡述,在當(dāng)時世界上處于領(lǐng)先地位.
《管子.地員》記載不同的土質(zhì)和地下水埋深與水質(zhì)的關(guān)系,這里的息徒、赤壚、黃唐、斥埴、黑埴分別是石灰?guī)r、沖積土、黃壤、鹽堿土和黑黏土,土質(zhì)不同而水質(zhì)不同.晉張華的《博物志》載：“凡水源有硫黃,其泉則溫.”記述了人們早期的水化學(xué)知識.
秦漢水利建設(shè)出現(xiàn)了歷史上的第一次高潮.與之同時有關(guān)水利的記載大批出現(xiàn),水利的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論進(jìn)一步深化,對后世影響最大的是《史記.河渠書》,它作為中國第一部水利通史問世,從而確立了傳統(tǒng)水利作為一個學(xué)科和工程建設(shè)重要門類的地位.
二 水利建設(shè)蓬勃發(fā)展與傳統(tǒng)水利技術(shù)的成熟期（三國至唐宋時期）
魏晉南北朝以黃河為主戰(zhàn)場,長達(dá)300年的戰(zhàn)亂,促使中原人口大量南遷.南方政權(quán)則相對穩(wěn)定,水利取得進(jìn)展.此后,唐宋時期的500多年中出現(xiàn)了全國范圍基本穩(wěn)定的政治局面,為水利發(fā)展提供了先決條件.灌溉、航運(yùn)和防洪工程建設(shè)蓬勃發(fā)展并取得重大成就.安史之亂后,北方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)一度衰退,而南方繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,全國經(jīng)濟(jì)重心南移遂成定局.同時,唐代社會開放和宋代學(xué)術(shù)思想的活躍,也為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造了良好條件.在歷來水利建設(shè)經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上,水利科學(xué)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步,形成了中國古代傳統(tǒng)水利技術(shù)的高峰,并位居中世紀(jì)世界水利技術(shù)的前列.
?。ㄒ唬┺r(nóng)田水利的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)重心的逐步南移
秦漢以前,我國主要經(jīng)濟(jì)重心在黃河流域,之后,基本經(jīng)濟(jì)區(qū)逐漸向南方擴(kuò)展.三國至南北朝時期（約公元3世紀(jì)至6世紀(jì)）淮河中下游成為繼黃河流域之后的又一基本經(jīng)濟(jì)區(qū)；隋唐宋時期（約公元7世紀(jì)至工3世紀(jì)）長江流域和珠江流域的經(jīng)濟(jì)地位突出出來,其中長江中下游已成為全國的經(jīng)濟(jì)中心,所謂“蘇湖熟,天下足”,“國家根本,仰給東南”.在基本經(jīng)濟(jì)區(qū)的建設(shè)中當(dāng)然離不開水利建設(shè).隨著經(jīng)濟(jì)區(qū)的擴(kuò)展,水利建設(shè)也取得了長足進(jìn)步.從太湖圩田水利的發(fā)展叫見一斑.
圩田是太湖以至長江中下游地區(qū)農(nóng)田的主要灌溉排水形式,至唐末已有相當(dāng)大的規(guī)模.據(jù)當(dāng)時人李瀚的記載,蘇州、嘉興屯田最發(fā)達(dá).其中,“嘉禾土田二十七屯,廣輪曲折,千有余里”.圩田是在濱湖和濱江低地的一種水利工程形式,四周圍以堤防,與外水隔開.其中建有縱橫交錯的灌排渠道,圩內(nèi)與圩外水系相通,其間有閘門控制引水和排水,做到“以溝為天”,對天然降水的不均勻起到重要的調(diào)節(jié)補(bǔ)充作用.北宋范仲淹曾描述當(dāng)年圩田的規(guī)模和技術(shù)：“江南舊有圩田,每一圩方數(shù)十里,如大城,中有河渠,外有門閘.旱則開閘引江水之利,澇則閉閘拒江水之害.旱澇不及,為農(nóng)美利.”①類似太湖流域圩田形式的灌排工程,在長江中游的南湖地區(qū)稱作垸田,在珠江三角洲地區(qū)稱作基圍.垸田和基圍在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)開發(fā)中,也開始扮演著重要的角色.
除圩田外,灌溉工程在全國普遍興建.創(chuàng)建于唐代浙江鄞縣的它山堰是當(dāng)時著名灌區(qū)之一.它山堰是在奉化江支流鄞江上攔河筑壩的引水工程.攔河壩隔斷了順鄞江逆上的海潮,積蓄上游淡水,達(dá)到“御咸蓄淡”、引水灌田和向城市供水的目的.唐宋時期,江南一帶引水蓄水的灌溉工程相當(dāng)普遍.公元9世紀(jì)初年,韋丹就在今江西北部主持修建598座陂塘,灌溉面積共計120萬畝.這一時期灌溉提水機(jī)械和水力加工機(jī)械有很大的發(fā)展.其中用水力驅(qū)動的灌溉筒車和主要用于糧食加工的水碾、水磨等,在黃河、長江、珠江等流域得到了普遍應(yīng)用.
?。ǘ﹥?nèi)河航運(yùn)網(wǎng)豹建設(shè)
內(nèi)河航運(yùn)是古代實(shí)現(xiàn)政治統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化交流的主要交通運(yùn)輸方式.這一時期在運(yùn)河建設(shè)和管理等方面都有重大發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平達(dá)到我國古代運(yùn)河工程技術(shù)的高峰.
這一時期的內(nèi)河航運(yùn)建設(shè)最值得稱道的是隋代大運(yùn)河的開鑿.建成的最著名運(yùn)河有溝通黃河和海河,北抵涿郡（在今北京城區(qū)西南隅）的永濟(jì)渠,溝通黃河和淮河的通濟(jì)渠（唐宋一般稱作汴渠）.內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)形成后,“自是天下利于轉(zhuǎn)輸,運(yùn)漕商旅,往來不絕”.北宋張擇端所繪“清明上河圖”就形象地反映出當(dāng)時汴京（今開封）在汴河兩岸的市井風(fēng)情,商旅貿(mào)易、建筑橋梁等之繁盛.因此有人評價隋煬帝開運(yùn)河的功過時說,“在隋之民不勝其害也,在唐之民不勝其利也”.此外北宋時期運(yùn)河上的工程建筑已相當(dāng)完善,特別是溝通長江和淮河的邗溝渠化水平最高.運(yùn)河上建有許多堰埭、船閘和斗門等建筑物,以保持航道水位和調(diào)節(jié)航深.又利用通江閘引潮水濟(jì)運(yùn).到北宋重和元年（1118）在真（今儀征）、揚(yáng)（今揚(yáng)州）、楚（今淮安）、泗（今泗洪東南盱眙對岸）和高郵等地運(yùn)河上共建有79座斗門、水閘,“限則水勢,常得其平”②,可見當(dāng)年運(yùn)河設(shè)施之完善.其中雙門船閘的布局和運(yùn)用,已與近代船閘一般無二,比歐洲船閘約早400年.稍后發(fā)明了被稱作澳閘的具有節(jié)水功用的船閘.
?。ㄈ﹤鹘y(tǒng)防洪工程技術(shù)的成熟
五代以前黃河相對安定,很少有決溢記載.五代至北宋,由于黃河河床淤積抬高,黃河決溢日漸嚴(yán)重.和朝廷政治斗爭相關(guān)連,防洪方略也存在嚴(yán)重分歧,突出表現(xiàn)在北宋關(guān)于黃河?xùn)|流與北流的爭論,使防洪斗爭更加復(fù)雜.此外,從這一時期開始,長江防洪也逐漸突出.不過,至北宋,傳統(tǒng)防洪技術(shù)已趨于成熟,集中表現(xiàn)在宋金元時期纂集的河工技術(shù)規(guī)范性著作《河防通議》和《宋史.河渠志》中.當(dāng)時對黃河水文及防汛有形象而準(zhǔn)確的命名,并有經(jīng)驗(yàn)性的洪水預(yù)報方法.對黃河水溜形勢和與河工修防的關(guān)系,也有清晰的說明；對于當(dāng)年河工測量技術(shù)的施測方法有詳細(xì)記載,對主要工程形制,例如砌石、卷埽、筑堤等方法都有具體規(guī)定,對于各種工程所用物料的計算方法都有明確說明.
?。ㄋ模┧茖W(xué)理論的進(jìn)步和技術(shù)成就
這一時期基礎(chǔ)理論的進(jìn)步主要反映在水利測量、河流泥沙運(yùn)動理論以及洪水特征和規(guī)律的認(rèn)識等方面.北宋年間水位測量已在各地采用,并據(jù)以推算流量.在多沙河流的泥沙運(yùn)動方面,已總結(jié)出改變河床斷面將對輸沙率產(chǎn)生影響,以及引入清水將提高多沙河流的輸沙能力等規(guī)律性認(rèn)識并已在實(shí)踐中應(yīng)用.在地形測量中,至遲在唐代已實(shí)際應(yīng)用水準(zhǔn)測量儀.此外,宋金時期對汛期水流特征和漲落規(guī)律,也有形象的規(guī)律性描述.
這一時期防洪、航運(yùn)和農(nóng)田水利等工程技術(shù)普遍有所創(chuàng)新,并達(dá)到傳統(tǒng)水利技術(shù)高峰.傳統(tǒng)治河工程中以埽工技術(shù)最重要,宋代已經(jīng)成熟.當(dāng)時的險工由埽捆構(gòu)筑.埽捆是用樹枝、薪草等軟性材料分層平鋪并夾以土石,再卷裹捆扎而成.為抵抗水流沖力,一般體積較大,需要幾十人乃至上百人在統(tǒng)一指揮下施工,推放到指定地點(diǎn),并加以固定.一個險工往往需要幾十個埽捆重疊排列而成,長達(dá)數(shù)百米,甚至上千米.埽工按其形狀和功用不同而有魚鱗埽、磨盤埽、鳳尾埽以及約、馬頭、鋸牙等名稱.埽工技術(shù)是我國特有的,尤其適用于多沙河流上的傳統(tǒng)河工技術(shù).在運(yùn)河工程中,已普遍使用堰埭升船機(jī)和船閘.唐宋兩代出現(xiàn)多種類型船閘,主要有引潮閘、節(jié)水澳閘和多級船閘.其中二級船閘的布置和運(yùn)用已與現(xiàn)代二級船閘一般無二.我國船閘技術(shù)已有1000多年歷史,它比12世紀(jì)在荷蘭出現(xiàn)的船閘早400多年.農(nóng)田水利方面,不僅引水、蓄水、提水工程技術(shù)有重要發(fā)展,而且利用多沙河流的水資源和泥沙資源進(jìn)行放淤灌溉和改良土壤也卓有成效.北宋熙寧年間（1068—1077）政府大力推行放淤,短短幾年間放淤面積達(dá)到5萬頃以上,并有總結(jié)性專著出現(xiàn).此后放淤和淤灌在北方各省民間流傳下來.
這一時期水利的管理也有長足進(jìn)步.現(xiàn)存最早的全國水利法規(guī),當(dāng)數(shù)唐代制定的《水部式》.內(nèi)容主要包括農(nóng)田水利管理,碾磨設(shè)置及其用水管理,航運(yùn)船閘和橋梁的管理維修,漁業(yè)及城市水道管理等,這是由中央政府頒布的全國性法規(guī).此外某些行業(yè)還有自己的單行規(guī)定,例如江南圩田有定型的管理體制,“田有官,官有徒,野有夫,夫有伍,上下相維如郡縣”①.而各個灌區(qū)自己又有適合本灌區(qū)氣候、種植、水源、習(xí)慣的單行灌溉制度,甚至遠(yuǎn)至新疆,都不例外.北宋在王安石變法時期對于興修水利特別重視,熙寧二年（1069）曾頒布《農(nóng)田水利約束》,這是中央政府為促進(jìn)興修農(nóng)田水利工程而頒布的政策性法令,對各地興修農(nóng)田水利的組織審批方式,經(jīng)費(fèi)籌集,責(zé)任和權(quán)利分擔(dān),建議入與執(zhí)行官吏的獎賞等,都有具體規(guī)定.對于推動農(nóng)田水利高潮的興起,發(fā)揮了重要作用.在防洪方面,現(xiàn)存最早的河防法令是金泰和二年（1202）頒布的《河防令》,它是在宋代治河法規(guī)基礎(chǔ)上制定的.此外在秦九韶所著《九章算術(shù)》的例題中,有測量降雨降雪量的測量器具和計算方法,可惜到明清時代,這種工程數(shù)學(xué)未能繼續(xù)得到重視和發(fā)展,致使水利建設(shè)和管理在許多方面仍停留在定性或經(jīng)驗(yàn)性定量階段.
三 水利建設(shè)的普及和傳統(tǒng)水利技術(shù)總結(jié)期（元、明、清時期）
本期社會相對安定,少有長時間戰(zhàn)亂,成為水利穩(wěn)定發(fā)展的客觀條件.水利工程以溝通南北的京杭大運(yùn)河的興建而顯赫史冊.確保漕運(yùn)使這一時期的黃河防洪工程建設(shè)和管理面臨更為嚴(yán)峻的困難.濱海（江）沿岸地區(qū)防御潮災(zāi)的工程——海塘在明清時期有大的發(fā)展,最著名的是浙東錢塘江的重力結(jié)構(gòu)的魚鱗大石塘,建成迄今300多年一直捍衛(wèi)著浙江東部瀕海平原.灌溉與排水工程向邊疆和山區(qū)繼續(xù)發(fā)展.兩湖、閩、廣等地灌溉更得到前所未有的開發(fā),促成新的基本經(jīng)濟(jì)區(qū)的形成.但封建社會后期政治衰敗,管理混亂,阻礙了水利的進(jìn)步.總地看來,元明清三代傳統(tǒng)水利及其科學(xué)技術(shù)發(fā)展緩慢,一些方面甚至出現(xiàn)了停滯或倒退,但總結(jié)性水利科學(xué)著作相當(dāng)豐富.明清之際和清代末年曾一度引進(jìn)西方水利技術(shù),但尚未得到普遍應(yīng)用.
?。ㄒ唬┚┖即筮\(yùn)河的創(chuàng)建與衰落
元明清三代建都北京.政治中心在北方,而經(jīng)濟(jì)重心在南方,其間的交通聯(lián)系是維護(hù)政治安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵問題.重復(fù)唐宋汴河的老路則嫌過于迂回曲折,元初曾一度奉行海運(yùn),但安全是個困難問題,于是,開鑿北京直達(dá)杭州的運(yùn)河航線成為當(dāng)務(wù)之急.元初即由大科學(xué)家郭守敬主持,論證海河水系的衛(wèi)河、黃河下游和淮河泗水溝通的可能性.為此曾進(jìn)行大范圍的以海平面為基準(zhǔn)的地形測量,證實(shí)跨越山東地壘的京杭運(yùn)河的方案可行.于是從至元十三年（1276）開始開鑿京杭大運(yùn)河的關(guān)鍵河段一一今山東濟(jì)寧至東平的一段,以后又向北延伸并與海河水系的衛(wèi)河貫通.至元二十八年（1291）到三十年（1293）又由郭守敬主持開通今北京至通縣的一段,明清相繼開洳河、中河使運(yùn)河進(jìn)一步脫離黃河.至此,大運(yùn)河南接江淮運(yùn)河,航船可以跨越海河、黃河、淮河、長江和錢塘江五大水系由杭州直抵北京,并在此后500年的時間里成為我國南北交通的大動脈.這條長達(dá)1800千米的運(yùn)河成為世界上最長的一條人工運(yùn)河,是世界水利史上的一項(xiàng)杰作.不過,兩大難題始終困擾著運(yùn)河的暢通.一是水源問題,特別是山東段運(yùn)河水源尤其缺乏.當(dāng)年主要依靠引汶水和泗水濟(jì)運(yùn),并為此修建了一批閘壩工程,以節(jié)制水量.此外,又在南旺分水嶺南北的運(yùn)河上修建了30多座船閘,以調(diào)節(jié)航深,集中體現(xiàn)了運(yùn)河建設(shè)的工程技術(shù)水平；二是運(yùn)河穿越黃河的技術(shù)困難.由于黃河河床的不斷淤高,自18世紀(jì)末葉以來黃河漲水時期對運(yùn)河的倒灌和淤積成為京杭運(yùn)河的痼疾.歷代為此作了不少改進(jìn),修建了一批閘壩進(jìn)行控制,收到了一些效果,但是隨著黃河河床的進(jìn)一步抬高,局面又繼續(xù)惡化,最后成為運(yùn)河中斷的主要原因之一.
?。ǘS河系統(tǒng)堤防的建設(shè)與確保漕運(yùn)前提下黃河防洪的困境
黃河以其高含沙量位居世界諸大河之冠,含沙量過高造成下游河床的淤積,給防洪帶來許多困難.自漢代起,就有人提出,能否利用黃河自身的水流沖刷下游河床淤積以改善防洪.但后代并未能就此探討出可以實(shí)行的工程技術(shù)方案.到了明代萬歷年間,才由當(dāng)時主管防洪的總理河道潘季馴總結(jié)前人的認(rèn)識,系統(tǒng)提出“束水攻沙”、“蓄清刷黃”的理論以及實(shí)現(xiàn)這一理論的實(shí)施方案.這是一個系統(tǒng)堤防工程,由縷堤、遙堤和格堤、月堤所組成.其中縷堤靠近主流,意在約束水流提高流速,便于沖刷河床積淤.遙堤在縷堤之外二三里的地方,為的是洪水盛漲,越過縷堤時,防止洪水四處泛濫.此外為了防止特大洪水沖壞遙堤,還在某些地段的遙堤上建有溢洪壩段.“束水攻沙”和“蓄清刷黃”在理論上的貢獻(xiàn)是杰出的,但潘季馴的理論還只限于定性的分析,在復(fù)雜的黃河防洪中,他所設(shè)計的一系列工程措施雖然發(fā)揮了有益的作用,但并未達(dá)到刷深河床,解決防洪難題的目的.至于近代泥沙運(yùn)動理論則在20世紀(jì)由歐洲科學(xué)家陸續(xù)提出,而“束水攻沙”的實(shí)現(xiàn)還有待來日.
然而,黃河河床的抬高不僅增加黃河本身防洪的困難.當(dāng)年黃河在淮陰一帶奪淮人海,黃河河床和水位的抬高形成對淮河的頂托,不僅使淮河洪水宣泄困難,并逐漸在淮陰以西造成了一個洪澤湖,最后,還將淮河人海流路淤塞,而壓迫淮河由三河閘改道入江,簡直使淮河成為長江的一個支流,防洪還受到南北大運(yùn)河的牽制.那時由于向東入海的黃河與南北向的運(yùn)河交叉,運(yùn)河一度依賴黃河的水量補(bǔ)助,又懼怕黃河的泛濫和淤積.及至清代道光年間,在今江蘇淮陰黃河和運(yùn)河交匯處,幾乎成了航運(yùn)的一個死結(jié).
這一時期,由于南方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長,本來相對平靜的長江與珠江的洪水與防洪問題也逐漸加劇.明清兩代也是江浙海塘防潮工程發(fā)展的重要階段,特別是康熙至乾隆的百十年里.其間興建的魚鱗大石塘,表現(xiàn)出古代壩工的最高水平,有的至今仍巍然屹立.
（三）農(nóng)田水利的普及與發(fā)展
元明清三代政權(quán)相對穩(wěn)定,農(nóng)田水利形成平穩(wěn)發(fā)展局面.元代統(tǒng)治階級的游牧生活逐漸被內(nèi)陸發(fā)達(dá)的物質(zhì)文明所同化.當(dāng)年曾專設(shè)“都水監(jiān)”、“河渠司”等水利機(jī)構(gòu),推動水利建設(shè),并一再頒行《農(nóng)桑輯要》等農(nóng)業(yè)技術(shù)書籍,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn).明太祖朱元璋大力提倡農(nóng)田水利.洪武二十八年（1395）在全國范圍共興建“塘堰凡四萬九百八十七處,河四千一百六十二處,陂渠堤岸五千四十八處”①.這一時期農(nóng)田水利工程主要由地方或民眾自辦,以小型為主,大型工程少見.由政府或軍隊主持的農(nóng)田水利項(xiàng)目則以畿輔營田（今河北省）聲勢最大,為的是促進(jìn)京畿地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展,以減少每年大量的南糧北運(yùn)的負(fù)擔(dān).但在北方興修水田,因受水資源量的限制,難有大的作為.隨著鞏固邊防的努力,邊疆水利有較大發(fā)展,其中清前期的寧夏河套灌區(qū)建設(shè),清代中后期的內(nèi)蒙河套灌區(qū)和新疆地區(qū)灌溉等成績顯著.沿海的臺灣、福建,尤其是珠江三角洲基圍水利這一時期取得重大發(fā)展.
?。ㄋ模┧茖W(xué)技術(shù)的總結(jié)性著作大批涌現(xiàn)
這一時期水利規(guī)劃理論有所進(jìn)步.值得注意的是以明代潘季馴為代表的“束水攻沙”治河思想的完善和系統(tǒng)堤防的實(shí)施,使傳統(tǒng)的治河堤防工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)入高峰.
明清以來大批有關(guān)水利工程技術(shù)、治河防洪的專著陸續(xù)問世.各地的地方志大多設(shè)置了水利專業(yè)志!漕運(yùn)志作為新的專業(yè)志種在明清的水利專業(yè)志中也占了相當(dāng)?shù)谋戎?現(xiàn)存的古代水利文獻(xiàn)大多是這一時期編纂的.
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