中国传统水利发展的历史进程及其特点(一)

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2020年08月11日 20:54
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中国传统水利发展的历史进程及其特点(一)
对于人类来说,水像空气和食物一样重要 。世界四大文明古国一一古
埃及、古巴比伦、古印度和中国,无不首先在大河冲积平原发展起来,
无不借助于河流的慷慨赠予,这是举世公认的事实。但是,天然降水
以及地表水和地下水的时空分布并 不总能满足人类生存和发展的需要。
因此,人类社会的发展史离不开有益生存的水利建设,也离不开治理
水害的斗争。在中国,大规模开展除害兴利的治水活动已有四千年之
久。第一部中国水利史则始 创于公元前100年前后。当时中国著名的
历史学家司马迁在他的历史名著《史记》中专门安排了一章, 记述从
公元前22世纪的大禹治水到他生活的年代的重大水利事件,命名为《河
渠书》。在《河 渠书》中,司马迁还详细记述了公元前109年跟随汉武
帝参加惊心动魄的黄河堵口的施工场面。尔后, 他感慨万分地说:“甚
哉!水之为利害也。①”强调指出水利在社会经济发展中的重要地位,
第 一次提出了以防洪、灌溉、排水、航运、城镇供水为主要内容的水
利概念。②司马迁的感慨不无道理,的 确,水利事业与人类生存和社
会发展的关系太密切了。继司马迁之后,编写水利的历史,总结历史
治水经验以为后世借鉴的优良传统,一直延续至今。一部水利发展史,
就是人类不断认识自然,掌握水 的运动规律,除水害兴水利的历史,
其中,水利科学技术的产生和发展,是人们利用和改造自然的能力和
人类文明发展水平的重要标志。
在本书的绪论中,作为水利科学技术发展的背景与展望,我们 将从轮


廓上介绍中国水利事业发展的历史过程及其科学技术的特点与不足;
分析 水利活动与社会进步和自然演变的相互促进、相互制约的辩证关
系;进而从历史体验和哲学思考中得出相 应的结论,即人们的水利活
动的成败得失,不能只是从其是否符合水本身的规律来考察,而应该
把它放在自然与社会共同构成的大系统中来评价;引申出兴利除害的
水利活动将在新的历史阶段中得到进 一步完善的规律性认识;以及水
利科学技术史研究今后的主要方向等。
第一节中国传统水利发展的历史进程及其特点
古代,中华民族在社会发展和与自然灾害搏斗的 历程中建立了符合自
身江河特点、水土资源条件的水利工程体系,形成和完善了水利科学
和技术 ,我们称之为传统水利。传统水利在华夏民族的文明史中具有
重要的地位,形成相对独立的学科和领域。
______________________
①《史记·河渠书》,二十五史本,上海古籍出版社,1986年。
②在欧、美等英语国家中 ,没有与“水利”一词恰当的对应词汇,一般
使用hydraulicengineering,或用w arerconscrvancy。20世纪60年代以
后。由于进一步认识到水是一种宝贵的资源,又 称作waterresources,
中国译为水资源,其含义已引申到水资源的开发与管理。俄、法、 德
文中的表述也相类似。见娄溥礼,水利,中国水利百科全书,中国水
利电力出版社,1991 年,第1685页。
我国的传统水利按照建设的规模和技术特点,大致可以分作3期:大


禹治水至秦汉,这是防洪治河、运河、各种类型的灌排水工程的建立
和兴盛时期;三国至唐宋 ,是传统水利高度发展时期;元明清,水利
建设普及和传统水利的总结时期。①
一水利的起源与第一次建设高潮(公元前22世纪至秦汉时期)
这一时期历经青铜工具特别是 铁器的广泛使用,也历经由奴隶制到封
建社会的制度大变革,生产力出现了飞跃的进步。此外,秦汉政权 的
大一统和强盛的国力,对于需要大规模社会组织的水利建设来说,也
具有重要的推动作用。因 此,这一时期在防洪、灌溉、航运等方面,
都有较大的发展,并有一批传统水利的大型精品问世,有的至 今仍卓
然于世。在水利建设的基础上,这个时期水利科学技术也取得较快的
发展,春秋战国时期 的思想解放和活跃的学术争鸣,也有助于科学技
术的繁荣。在西周及其以前的奴隶制国家时期,中国传统 水利技术较
之古埃及、古巴比伦,特别是奴隶制高度发达的古希腊略逊一筹,而
在春秋战国以来 ,中国传统水利科学技术迅速发展,形成东西方交相
辉映的局面。中国传统水利的这种发展势头一直持续 达2000年之久,
并逐步向世界水利科学技术高峰迈进。以下按防洪、灌溉、航运和科
技进步 等部分,扼要叙述这一时期水利的发展历程。
(一)防洪治河工程的起源与发展
临水而居是 人类最初求生存的必然选择,随着社会的进步,农耕文明
的兴起,对水源更加依赖。但是,自然灾害特别 是洪水灾害的威胁,
由于居住区域的扩大和农业的发展而日益严重。


中国有文 字记载的历史的第一页是大禹治水的传说。约公元前22世纪,
历史已经进入了原始公社末期,农业进入 了锄耕阶段,人们逐渐由近
山丘陵地区,移向土地肥沃、交通便利的黄河等大江大河的下游平原
生活和生产;这时首先遇到的是如何防止洪水的危害。相传当时黄河
流域发生了一场空前的大洪水灾害, 滔天的洪水淹没了广大平原,包
围了丘陵和山岗,人畜死亡,房屋被吞没。这时禹继其父鲧治水,他一改鲧堙堵治水的方法,疏导分流洪水,将黄河下游入海通道“分播为
九”,经过10多年的艰苦努 力,终于获得治水的巨大成功。
大禹治水主要采用疏导的方法,那是适应当时人口不多、居民点稀少< br>的社会实际的。到了春秋战国时代,社会经济发展了,不能再任黄河
在广袤的平原上往返大幅度摆 动了,筑堤防洪应运而生。堤防自然是
防洪的有效手段。此外,当年在黄河上还有护岸和挑水坝等河工建 筑
物,也曾在游荡性河段上进行裁弯取直的尝试。然而大量的泥沙堆积
在下游河床里,又不断抬 高河床,恶化防洪条件。自汉武帝开始,黄
河下游频繁决溢。筑堤和堵口是当时经常性的治河工作。这期 间,元
封二年(前109)由汉武帝主持的瓠子(在今河南濮阳市西南)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 耸,防洪条件恶化,单纯依
靠筑堤堵口已经无济于事,必须寻求新的解决办法。至西汉末年,由
朝廷倡导开展了关于治河理论的辩论,治河方略林林总总,对后世影
响较大的主要有疏导、筑堤、改道、 水力刷沙、滞洪等方法。值得注


意的是贾让提出的后代屡有争议的治河三策。他认为完全 靠堤防约束
洪水的做法是下策;将防洪与灌溉、航运结合起来的综合治理是中策;
治河上策是留 足洪水需要的空间,有计划地避开洪水泛滥
_________________________
①周魁一、谭徐明,水利学,国学通览,群众出版社,1995年。
区去安置生产和生活。2 0世纪60年代以来,实行的非工程措施防洪理
论,也包含着躲避洪水的措施在内。这种在改造自然的同 时努力谋求
与自然和谐发展的哲学认识,是有其积极意义的。东汉初年的王景治
河,也是这一时 期中值得称道的防洪努力。在王景治河后的800年里,
历史文献记载中黄河决溢的次数显著减少,一般 都把这一业绩归功于
王景。但是由于记载疏略,王景治河的关键技术措施比较令人费解,
至今仍 是人们有兴趣探讨的历史悬案。
(二)多种类型的大型灌区兴建
农田灌溉在中原地区起源很 早,在战国人所著地理书《周礼·职方氏》
中,已对全国主要自然水体的分布有概括的叙述。在当年全国 的“九州”
中,都分布有适于水生物生长的“泽薮”,适于船只航行的“川”和有灌溉
效益的“ 浸”。而人工灌溉系统,则由有蓄水、输水、分水、灌水、排水
等不同功用的各级渠道所组成,称作“井 田沟洫”制度。春秋战国时期兴
建的灌溉工程气魄宏大,无坝引水的工程如都江堰、郑国渠,有坝引水的工程如漳水十二渠,蓄水工程芍陂都是这一时期兴建的著名大型
灌区。


在今成都平原的都江堰、陕西的郑国渠(今泾惠渠的前身)都是秦统一六
国前为了增加统一战争的战略 物资储备而兴建的灌溉工程。都江堰是
岷江上的引水工程,至今已成功地运行了2250年,灌溉面积也 增加到
1086万亩。它是无坝取水枢纽,渠首主要依靠鱼嘴分水、飞沙堰溢洪、
宝瓶口控制引 水,具有灌溉、防洪、放木等多种效益,是古代劳动人
民的杰作。在世界上如此规模又有数千年历史的水 利工程,恐无出其
右者。晚于都江堰10年,公元前246年秦国又兴建了郑国渠。郑国渠
在泾 水上,最初是无坝取水,后因河床不断下切,引水口逐渐上移,
至民国年间,由李仪祉先生主持,改为有 坝取水,即今之泾惠渠。西
汉司马迁在《史记·河渠书》中称:“秦以富强,卒并诸侯。”在此后150
年左右,在郑国渠灌区里又兴建了与郑国渠齐名的白渠。元鼎六年(前
111)又兴建六辅渠, 还同时制定了“水令”,我国第一个灌溉管理制度由
此诞生。稍晚一些,在今陕西还兴建了引洛水灌溉的 龙首渠。龙首渠
的干渠以数千米长的隧洞和独特的施工方式而驰名。可见水利建设在
社会发展中 有着举足轻重的地位。这一时期的灌区建设主要是在黄河
以及江、淮流域。随着汉疆域的扩展,灌区建设 还远及今我国新疆、
甘肃、宁夏和内蒙古等地。有人认为新疆的坎儿井也创始于西汉。
(三)运河和水运的开创
春秋末年吴王夫差为与中原诸侯争霸,开通了著名的邗沟。邗沟自扬
州北上,借助天然水道,直抵淮阴,首次沟通了长江和淮河。此外还
有沟通黄河和淮河的鸿沟和 沟通长江支流湘江与珠江水系漓江的灵渠。


灵渠建成于秦始皇二十八年(前219)。灵 渠巧妙地利用了湘漓上源相接
近的地形特点,修建铧嘴,将湘江一分为二,又劈开分水岭,将南流
的一支导入漓江,再配合修建溢流天平和调节航深的斗门等设施,达
到了跨流域引水通航的目的。灵渠 在秦始皇统一岭南大业和促进岭南
经济文化发展中,发挥了重要作用。
西汉建都长安(在今西 安市西北),为保证首都物资供应和避开渭水多沙
迂曲的困难,元光六年(前129)开始在渭水之南修 建一条西自长安东至
潼关的长达300多里的漕渠。漕渠历时3年建成,最多时每年运粮600
多万石,对于维护政权稳定发挥了重要作用。这些区域性的运河建设,
为日后全国内河航运网的建成奠定 了基础。这一时期近海海运也有相
当成绩,可以东通日本,南达印度和斯里兰卡。
(四)水利科学基础理论形成
春秋战国时期活跃的学术空气也表现在水利基础科学理论的蓬勃 兴起。
秦汉水利建设的高潮,为水利学科的形成创造了条件。西汉司马迁在
《史记·河渠书》中 首先赋予“水利”一词专业含义,水利成为有关治河
防洪、灌溉、航运等事业的科学技术学科,而将从事 水利工程技术工
作的专门人才称作“水工”,主管官员称作“水官”。水利学作为与国计民
生密 切相关的科学技术的应用学科由此诞生。
先秦时期的文献中,以《周礼》、《尚书·禹贡》、《管子》 、《尔雅》涉及
水利科学技术的内容较多。基础性的理论纷纷提出,主要反映在水土
资源规划、 水流动力学、河流泥沙理论、水循环理论等方面。


水土资源是自然界最基本的资源。《 管子·度地》把河流分为五种。《管
子·地员》根据相应地下水的埋藏深度、水质及适宜农作物对土壤进 行
了分类。《尚书·禹贡》和《周礼·职方氏》对当时九州行政区的土地和
河流湖泊有全面的描 述,为自然资源分类统计之始。
在水利科学基础理论方面,《管子·度地》首先提出明渠水流和有压管 流
运动规律及水跃现象。两干多年前就建立起了明渠水流水力坡降量的
概念,对有压管流、水跃 等水流现象进行了正确的阐述,在当时世界
上处于领先地位。
《管子·地员》记载不同的土质 和地下水埋深与水质的关系,这里的息
徒、赤垆、黄唐、斥埴、黑埴分别是石灰岩、冲积土、黄壤、盐碱 土
和黑黏土,土质不同而水质不同。晋张华的《博物志》载:“凡水源有
硫黄,其泉则温。”记 述了人们早期的水化学知识。
秦汉水利建设出现了历史上的第一次高潮。与之同时有关水利的记载大批出现,水利的科学技术基础理论进一步深化,对后世影响最大的
是《史记·河渠书》,它作为中 国第一部水利通史问世,从而确立了传统
水利作为一个学科和工程建设重要门类的地位。
二水利建设蓬勃发展与传统水利技术的成熟期(三国至唐宋时期)
魏晋南北朝以黄河为主战场 ,长达300年的战乱,促使中原人口大量
南迁。南方政权则相对稳定,水利取得进展。此后,唐宋时期 的500
多年中出现了全国范围基本稳定的政治局面,为水利发展提供了先决
条件。灌溉、航运 和防洪工程建设蓬勃发展并取得重大成就。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
南移遂成定局。同时,唐代社会开放和宋代学术思想的活跃,也为科
学技术的进步创造了良好条件。在历来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, 形成了中国古代传统水利技术的高
峰,并位居中世纪世界水利技术的前列。
(一)农田水利的发展与经济重心的逐步南移
秦汉以前,我国主要经济重心在黄河流域,之后 ,基本经济区逐渐向
南方扩展。三国至南北朝时期(约公元3世纪至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世纪至工3
世纪)长江流域和珠江流域的经济地 位突出出来,其中长江中下游已成
为全国的经济中心,所谓“苏湖熟,天下足”,“国家根本,仰给东南 ”。
在基本经济区的建设中当然离不开水利建设。随着经济区的扩展,水
利建设也取得了长足进 步。从太湖圩田水利的发展叫见一斑。
圩田是太湖以至长江中下游地区农田的主要灌溉排水形式,至唐 末已
有相当大的规模。据当时人李瀚的记载,苏州、嘉兴屯田最发达。其
中,“嘉禾土田二十七 屯,广轮曲折,千有余里”。圩田是在滨湖和滨江
低地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,其间有闸门控制引水和排
水,做到“以 沟为天”,对天然降水的不均匀起到重要的调节补充作用。
北宋范仲淹曾描述当年圩田的规模和技术:“ 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

< p>
闭闸拒江水之害。旱涝不及,为农美利。”①类似太湖流域圩田形式的
灌排工程,在长江中 游的南湖地区称作垸田,在珠江三角洲地区称作
基围。垸田和基围在当地经济开发中,也开始扮演着重要 的角色。
除圩田外,灌溉工程在全国普遍兴建。创建于唐代浙江鄞县的它山堰
是当时著名灌区 之一。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上的海潮,积蓄上游淡 水,达到“御咸蓄
淡”、引水灌田和向城市供水的目的。唐宋时期,江南一带引水蓄水的
灌溉工 程相当普遍。公元9世纪初年,韦丹就在今江西北部主持修建
598座陂塘,灌溉面积共计120万亩。 这一时期灌溉提水机械和水力加
工机械有很大的发展。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。
(二)内河航运网豹建设 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运输
方式。这一时期在运河建设和管 理等方面都有重大发展,科学技术水
平达到我国古代运河工程技术的高峰。
这一时期的内河航 运建设最值得称道的是隋代大运河的开凿。建成的
最著名运河有沟通黄河和海河,北抵涿郡(在今北京城 区西南隅)的永济
渠,沟通黄河和淮河的通济渠(唐宋一般称作汴渠)。内河航运网形成后,
“ 自是天下利于转输,运漕商旅,往来不绝”。北宋张择端所绘“清明上
河图”就形象地反映出当时汴京( 今开封)在汴河两岸的市井风情,商旅
贸易、建筑桥梁等之繁盛。因此有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”。此外北宋时期运河上的工
程 建筑已相当完善,特别是沟通长江和淮河的邗沟渠化水平最高。运
河上建有许多堰埭、船闸和斗门等建筑 物,以保持航道水位和调节航
深。又利用通江闸引潮水济运。到北宋重和元年(1118)在真(今仪征 )、
扬(今扬州)、楚(今淮安)、泗(今泗洪东南盱眙对岸)和高邮等地运河上共
建有79座 斗门、水闸,“限则水势,常得其平”②,可见当年运河设施
之完善。其中双门船闸的布局和运用,已与 近代船闸一般无二,比欧
洲船闸约早400年。稍后发明了被称作澳闸的具有节水功用的船闸。
______________________
①引自范仲淹《范文正公集·答手诏条陈十事》,四部丛刊本。
②引自《宋史·河渠志》卷9 6,二十五史本(以下所征引的二十五史资
料,凡未特别注明者,均采用此版本不另加沣版本),上海古 籍出版社,
1986年。
(三)传统防洪工程技术的成熟
五代以前黄河相对安定, 很少有决溢记载。五代至北宋,由于黄河河
床淤积抬高,黄河决溢日渐严重。和朝廷政治斗争相关连,防 洪方略
也存在严重分歧,突出表现在北宋关于黄河东流与北流的争论,使防
洪斗争更加复杂。此 外,从这一时期开始,长江防洪也逐渐突出。不
过,至北宋,传统防洪技术已趋于成熟,集中表现在宋金 元时期纂集
的河工技术规范性著作《河防通议》和《宋史·河渠志》中。当时对黄
河水文及防汛 有形象而准确的命名,并有经验性的洪水预报方法。对


黄河水溜形势和与河工修防的关系 ,也有清晰的说明;对于当年河工
测量技术的施测方法有详细记载,对主要工程形制,例如砌石、卷埽、
筑堤等方法都有具体规定,对于各种工程所用物料的计算方法都有明
确说明。
(四)水利科学理论的进步和技术成就
这一时期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。北宋年间水位测量已在各地采用,
并据以推算流 量。在多沙河流的泥沙运动方面,已总结出改变河床断
面将对输沙率产生影响,以及引入清水将提高多沙 河流的输沙能力等
规律性认识并已在实践中应用。在地形测量中,至迟在唐代已实际应
用水准测 量仪。此外,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、 航运和农田水利等工程技术普遍有所创新,并达到传
统水利技术高峰。传统治河工程中以埽工技术最重要 ,宋代已经成熟。
当时的险工由埽捆构筑。埽捆是用树枝、薪草等软性材料分层平铺并
夹以土石 ,再卷裹捆扎而成。为抵抗水流冲力,一般体积较大,需要
几十人乃至上百人在统一指挥下施工,推放到 指定地点,并加以固定。
一个险工往往需要几十个埽捆重叠排列而成,长达数百米,甚至上千
米 。埽工按其形状和功用不同而有鱼鳞埽、磨盘埽、凤尾埽以及约、
马头、锯牙等名称。埽工技术是我国特 有的,尤其适用于多沙河流上
的传统河工技术。在运河工程中,已普遍使用堰埭升船机和船闸。唐


宋两代出现多种类型船闸,主要有引潮闸、节水澳闸和多级船闸。其
中二级船闸的布置 和运用已与现代二级船闸一般无二。我国船闸技术
已有1000多年历史,它比12世纪在荷兰出现的船 闸早400多年。农
田水利方面,不仅引水、蓄水、提水工程技术有重要发展,而且利用
多沙河 流的水资源和泥沙资源进行放淤灌溉和改良土壤也卓有成效。
北宋熙宁年间(1068—1077)政府 大力推行放淤,短短几年间放淤面积达
到5万顷以上,并有总结性专着出现。此后放淤和淤灌在北方各省 民
间流传下来。
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,当数
唐代制定的《水部式》。内容主要包括农田水利管理,碾磨设置及其用
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,这是
由中央政府颁布的全国性法规。此外某些行业还有自己的单行规定,< br>例如江南圩田有定型的管理体制,“田有官,官有徒,野有夫,夫有伍,
上下相维如郡县”①。而 各个灌区自己又有适合本灌区气候、种植、水
源、习惯的单行灌溉制度,甚至远至新疆,都不例外。北宋 在王安石
变法时期对于兴修水利特别重视,熙宁二年(1069)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
议入与执行官吏的奖赏等,都有具体规定。对于推动农田水利高潮的
兴 起,发挥了重要作用。在防洪方面,现存最早的河防法令是金泰和
二年(1202)颁布的《河防令》, 它是在宋代治河法规基础上制定的。此


外在秦九韶所著《九章算术》的例题中,有测量降 雨降雪量的测量器
具和计算方法,可惜到明清时代,这种工程数学未能继续得到重视和
发展,致 使水利建设和管理在许多方面仍停留在定性或经验性定量阶
段。
__________________________
①李瀚:《苏州嘉兴屯田纪绩颂》,唐文粹卷


21,四部丛刊本。

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