传统水利.doc

1、目 录第一章 绪论1第一节 为什么要研究中国水利史1一、重视历史，重视水利1二、中国水利内容丰富4三、现代对水利史研究重视不够6第二节 研究中国水利史的现实意义8一、水利史是中国历史的一个重要组成部分8二、研究水利史是振兴中华，建设精神文明的一部分8三、战略性规划必须以历史为依据9四、技术上的推陈出新是来自历史经验的总结10五、探讨科技发展规律必须研究历史10第三节 值得探讨的某些水利发展规律11一、防洪治河的发展11二、农田水利的发展13三、航运工程的发展14第四节 中国水利史的分期16一、水利史与水利志16二、中国水利史的分期17第二章 水利事业的初步发展夏、商、周三代(约前 2l 世纪前

2、 256 年)22第一节 大洪水及大禹治水的传说23一、大禹治水的过程24二、传说的意义24三、有关水利史实25第二节 夏、商、周的黄河26一、干流河道27二、九河与逆河30三、下游主要分支31第三节 先秦的农田水利32一、古代相传的井田沟洫制度32二、引水灌溉渠道34第四节 先秦的航运工程36一、禹贡所记运道37二、鄂君启节铭文所记江、汉商运水道37三、先秦人工运渠38第五节 先秦水土资源的开发及水工技术的创始43一、水土资源开发利用情况44二、水利科技的发展45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

3、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。 ” 强调指出水利在社会经济发展中的

4、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。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

5、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。_史记河渠书，二十五史本，上海古籍出版社， 1986 年。 在欧、美等英语国家中，没有与

6、“水利”一词恰当的对应词汇，一般使用 hydraulic engineering，或用 warer conscrvancy。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 water resources，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

7、结时期。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

8、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

9、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

10、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

11、；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_ 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。20 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

12、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”。

13、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 ”，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。 _ 引自范仲淹范文正公集答手诏条陈十事，四部丛刊本。 引自宋史河渠志卷 96，二十五史本( 以下所征引的二十五史资料，

14、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

15、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。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

16、 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

17、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，

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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。

23、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，涝则闭闸拒江水之害。旱涝不及，为农美利。”类似太湖流域圩田形式的灌排工程，在长江中游

24、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。

25、(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。因此有来这一时期防洪、航运和农田水利等工程技术普遍有所创新，并达到传统

26、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

27、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(10681077)政府大力推行放淤，短短几年间放淤面积达到 5 万顷以上，并有总结性专著出现。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，例如江南圩田有定

28、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”。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

29、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。_李瀚：苏州嘉兴屯田纪绩颂，唐文粹卷 21，四部丛刊本。 三 水利建设的普及和传统水利技术总结期(元、明、清时期)本期社会相对安定，少有长时间战乱，成为水利稳定发展的客观条件。水利工程以沟通南北的京杭大运河的兴建而显赫史册。确保漕运使这一时期的黄河防洪工程建设和管理面临更为严峻的困难。滨海(江)沿岸地区防御潮灾的工程 海塘在明清时期有大的发展，最著名的是浙东钱塘江的重力结构的鱼鳞大石塘，建成迄今 300 多年一直捍卫着浙江东部濒海平原。灌溉与排水工程向边疆和山区继续发展。两湖

30、、闽、广等地灌溉更得到前所未有的开发，促成新的基本经济区的形成。但封建社会后期政治衰败，管理混乱，阻碍了水利的进步。总地看来，元明清三代传统水利及其科学技术发展缓慢，一些方面甚至出现了停滞或倒退，但总结性水利科学著作相当丰富。明清之际和清代末年曾一度引进西方水利技术，但尚未得到普遍应用。(一)京杭大运河的创建与衰落元明清三代建都北京。政治中心在北方，而经济重心在南方，其间的交通联系是维护政治安定和经济发展的关键问题。重复唐宋汴河的老路则嫌过于迂回曲折，元初曾一度奉行海运，但安全是个困难问题，于是，开凿北京直达杭州的运河航线成为当务之急。元初即由大科学家郭守敬主持，论证海河水系的卫河、黄河下游和淮河泗水沟通的可能性。为此曾进行大范围的以海平面为基准的地形测量，证实跨越山东地垒的京杭运河的方案可行。于