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中国传统灌溉工程及技术的传承和发展作者：闫鹏伟摘要：兴修灌溉工程的悠久，积累了丰富的工程技术经验。文章认为我国人民因地制宜创造的传统灌溉工程类型，如引水渠道、陂塘堰坝、陂渠串联、圩垸、井灌、御咸蓄淡等在现今皆得到了继承。传统的灌渠工程技术、塘堰和开发地下水工程技术、圩田和海塘工程等许多卓越技术在现今也得到传承和发扬。在阐述以上事实的基础上进一步了传统工程及技术继承的特征、要点，及改造利用的途径与意义。关键词：灌溉技术传统继承中国兴修灌溉工程的历史悠久，早在两千多年前就创造了多种灌溉工程类型，之后不断，积累了许多工程技术经验。宋元明清时期传统工程技术已达成熟的程度。进入20世纪，引入西方的水工技术，到现今水工技术日新月异，了许多高新，在这种状况下，传统灌溉工程技术还有其一席之地吗？回答应该是肯定的。因为任何事物的发展皆有继承性和否定性两个方面，对传统技术我们要加以扬弃，吸收传统技术合理的，还有生命力的东西，用新的技术加以改造出新，这样的技术可能更适合于中国的国情。事实也是如此。在此就传统灌溉工程及技术在现今的传承和发展状况作较系统的论述。一、传统灌溉工程类型在现今的传承中国国土广袤，地形地貌多样，气候变化万千。既有逶迤起伏的丘陵山地，又有一望无际的平原；既有壮阔的高原，又有缓坦的盆地；既有西部内陆干旱半干旱区，又有东部季风湿润区。为适应各地水文、地理等条件的复杂性，古代人民创制了多种多样的灌溉工程类型，如引水渠道、陂塘堰坝、陂渠串联、圩垸、井泉、坎儿井、御咸蓄淡等工程类型，这些工程类型在现今皆得到了继承。可以说，我国当今的灌溉工程类型基本是古代创造而传承下来的。引水渠道主要修建于北方平原地区。北方平原面积广大，因干旱少雨，河流密度不大，古代往往修建长距离的引用河水的灌渠工程。渠首处如河中水位过低不能满足自流入渠流量要求，则建拦河坝抬高水位引水；如河中水位和流量能满足灌区要求，则采用无坝引水型式。有坝引水最早的有战国初在今山西太原晋水上筑坝建的智伯渠，及在今河北临漳建的漳水十二渠。无坝引水有公元前256—251年间在今四川灌县建的都江堰等。又因北方含沙量大的河流多，我国很早就引多沙河流进行淤灌和放淤，做到同时利用水、沙资源，既灌溉作物，又改良盐碱地。漳水十二渠和公元前246年兴建的关中郑国渠皆引浑水灌溉，把大片盐碱地改良成了沃田。建国以后，有坝引水和无坝引水灌渠发展很快，如陕西省，截至2000年底，全省有效灌溉面积达144.93万公顷（主要为渠灌），新疆省干、支、斗、农四级渠道长30多万公里[1]。在利用多泥沙河流的水沙资源方面，建国以后成就很大，还打破了自明清以后不敢引用黄河下游水的“禁区”，进行引黄淤灌和放淤。，黄河下游已建成各类引黄灌区100多处，灌溉面积达到3000万亩，每年引用黄河水量100多亿立方米，利用黄河水沙放淤改土300多万亩，发展水稻田120多万亩，使盐碱沙荒地变成了良田[2]。陂塘堰坝主要建于南方山丘区。南方丘陵山区，雨量充沛，但水流容易流失，干旱是农业生产要解决的主要。为此，古代劳动人民因地制宜，创造了多种类型的陂塘堰坝蓄水工程，起到滞洪蓄水的目的。有在溪流上筑坝拦蓄水流的灌溉工程，称之为“堰”、“坝”、“陂”、“堨”等；有在平地凿池，或在谷口及高地水所汇归处筑堤，就地潴蓄雨水的，称之为“塘”或“荡”。又平原地带筑坝拦蓄水的工程现称为平原水库，利用天然山丘间的沟谷洼地蓄水的工程现称为山谷水库。大型陂塘工程以公元前600年左右楚国在淮南修建的芍陂为最早，两汉时汉中、南阳、汝南地区陂塘工程很是发达，著名的山谷水库有马仁陂，平原水库有六门陂、鸿隙陂等。东汉时进一步向南方发展，浙江绍兴的鉴湖、余杭的南湖工程规模都很大。之后三国孙吴在江苏句容兴修赤山湖，西晋建丹阳练湖和新丰塘等。当时能因地制宜规划布置陂塘，巧妙地利用地形兴建平原水库或山谷水库，布设堤坝、水门和溢流设施，形成完整的蓄水工程体系。还创造了陂渠串联工程类型，以对水资源更充分地加以调节利用，增加灌溉面积，提高灌溉保证率。建国后南方山丘地区大量兴建陂塘堰坝工程。如1952年仅四川内江地区就累计新修和整修堰塘5万多口。因平塘占地多，工程量大，总蓄水量不多，为此当地积极想法改进技术。1953年9月西南水利局组织基点工作组前往长寿县，经查勘，在葛兰场不远名叫“锁口丘”的地方，修建了当地第一口“山湾塘”。该地形肚子大，出口小，上面有较大集雨面积，下面耕地可自流灌溉。于是利用三面高一面低的地形，在低的一面修筑土坝，长40米，高3米，形成堰塘。此土方与蓄水的比例为1：10，比平塘1：1提高10倍效益。此后四川省水利厅将长寿县修筑山湾塘的经验向全省介绍。到1954年底，全省共建成各级“示范塘”1293口。1955年，“示范塘”迅速发展到17796口。到1985年，全省已有山湾塘61.11万口，可蓄水261769万立方米，有效灌溉面积715.48万亩[3]。陂渠串联工程古代多建于淮河、汉水流域，工程布置多样[4]。这种工程类型建国后称之为长藤结瓜式灌溉系统。工程主要在南方丘陵山区修建，规模从小型发展到大型，从小网联成大网，从开发小河流到利用大河流，从一个河系发展到与几个河系相连。如安徽淠史杭灌区，自1958年至1982年，在淮河水系的淠河、史河及长江水系的杭埠河的上游建成佛子岭、响洪甸、磨子潭、梅山、龙河口5座大型水库，这些水库成为多首制渠首，又沿岗峦起伏的分水岭修建总干渠2条，干渠13条，以及分干渠和支渠358条，沟通了数条大河，灌区内修建中型水库23座，小型水库1100多座，连同塘坝21万多口，以控制灌区内的地面径流，灌区内流域之间水资源通过库塘和渠道可得到调配，使安徽的六安、霍丘、寿县、舒城、合肥等11县市和河南的固始、商城等县的广阔丘陵和平原900多万亩农田受益[5]。圩垸水利工程主要分布在南方沿江平原、湖区、下游三角洲及滨海地区。这些地区地势平衍，河湖密布，土地肥沃，水土资源丰裕，但易被水淹，沮洳下湿，极大地农业生产的进行。唐宋后，大力开河筑圩，排水御洪，兴建独具一格的水网圩田工程，把卑湿的“涂泥”之地，建成富饶的鱼米之乡。如太湖平原唐后期至五代时已建成规整的塘浦圩田水利系统。鄱阳湖区唐代已兴修较大规模的防洪堤防工程，至清光绪六年（1880），鄱阳湖滨南昌、新建、星子、九江、都昌、波阳、余干、进贤八县共有圩堤591所。建国以来，太湖平原继续加强浚河筑圩工作，完善水网圩田系统。鄱阳湖区新建和整修了圩堤501座，堤线长2500公里，保障农田500万亩，能抗御21.71米（1983年最高湖水位）的湖泊洪水位；湖区原有易涝面积330万亩，经治理，使200多万亩农田达到五年一遇以上的抗涝标准；还初步形成了一个大中小，蓄引提相结合的水利灌溉系统，使湖区农田的有效灌溉率达到80%以上[6]。凿井提取地下水灌溉，在地表水缺乏的北方地区很是重要。我国新石器时期已开始浚泉凿井，春秋战国时在园圃中凿井灌溉已较普遍，之后不断发展，到明清时期华北平原已形成大范围的井灌区，水井型式多样。20世纪50年代，广大用于灌溉的水井大部分仍为土井，如华北平原建国初期有各种土井200多万眼。20世纪60年代以后，灌溉土井渐被机井所代替。进入80年代以来，个体户承包和联户经营责任制的发展，使得各种土井又发展起来。据1982年调查，仅天津、河北沧州、衡水等地区就有各种土井几十万眼。如沧州青县，1982年有真空井6100眼，人工手压井2000眼，各种大口土砖井5000眼；南皮县有手压真空井4500眼，机带真空井4054眼，砖井358眼[7]。土井主要开发浅层潜水，潜水埋藏浅，雨水易渗入补给。而机井开采的是深层地下水，靠自然补给时间长。目前华北地区的京、津、河北省、河南省北部、山西省中东部已形成联成一片的大范围的地下水漏斗区，这是过量开采深层地下水，补给不易产生的重大问题。而开采浅层潜水一般不会引起地下水漏斗区。又浅井开采潜水后，降低了地下水位，有利于防止土壤返盐，改良盐碱地的效果显著。开采潜水井浅，技术较为简易，所费资金不多，农户可自行管理应用，上支出节省，适于小农经营。此外，古代新疆吐鲁番、哈密等地开凿独特的引取地下潜水的坎儿井，东南沿海防御海潮袭击的海塘工程，及其他御咸蓄淡工程类型在现今也都得到了继承和发展。二、传统灌渠工程技术的继承和发展我国古代灌溉工程技术是我国人民在实践中自行创造的，适应了各地的自然地理条件，因地制宜，类型多样，非常丰富，不少工程技术在现今得到了继承和发展。传统灌渠工程技术的继承和发展主要体现在以下一些方面：如建国后都江堰灌区认真总结了兴建无坝引水灌渠的传统技术和传统施工技术经验，使这些技术更加发扬光大。水利部和水利水电院曾组织人员对溢流过水土坝的传统技术进行研究和推广，取得实质性的突破。又渠道防渗技术各地多利用当地材料发展传统技术。传统淤灌和放淤技术在继承的基础上也得到很大提高。成都平原的都江堰，建于战国后期，是闻名于世的渠首为无坝引水的工程，在长期的岁修管理中，积累了丰富的引水、防洪和排沙技术经验[8]。而防御洪水和清除泥沙是世界水利学界公认的两大技术难题，都江堰却破解了这些难题，创造了世界水利史上的奇迹。其技术经验在多方面得到了继承。一是灌区各分水口广泛利用鱼嘴分水分沙，布置旁侧溢流堰（飞沙堰）泄洪排沙。如1962年修建的锦水河分水工程，在蒲阳河石坝子引水处，先在河中心修筑鱼嘴，将蒲阳河分成左支清白江，右支锦水河，汛期蒲阳河洪水流量为800—1200米3/秒，锦水河可分洪300—400米3/秒，而锦水河分干渠只能进50米3/秒，多余的水量则由设在鱼嘴以下600米的溢流堰泄回清白江，其工程布局与都江堰渠首工程的格局很相似。二是利用弯道环流原理，把进水口设在河道的凹岸，引取清水。都江堰渠首这种布置方式在灌区得到广泛的应用。如1962年所建蟇水河引水工程，引水比很小，采用无坝引水方式，修筑了弧形导水堤，形成较稳定的凹岸，在凹岸顶点稍下游处建进水闸，推移质沿主河槽左侧凸岸排往下游，进水口一直没有被淤。四川省当今修建的无坝引水灌渠是很多的，其工程技术深受都江堰无坝引水工程技术的影响。如果河道的水位和水量不能满足灌区引水要求，则需要建闸坝抬高水位或形成水库取水。传统技术所筑的坝一般为土石坝、堆石坝和砌石坝。1949年建国后，在水利水电事业建设中，坝工建设有很大发展，到1990年已经修建82900多座水坝，在这些大坝中，土石坝占绝大多数。已建的2680多座30米以上的高、中坝（坝的用途包括引水、蓄水、发电等），土石坝约占80%，砌石坝约占14%，混凝土坝约占5%[9]。采用土石坝可以利用当地材料，节省工程量，这是我国最早修建，并得到广泛应用的坝型，目前在中低坝中仍大量采用土石坝，说明传统坝工得到较多的继承和发展，特别是对过水土坝的研究和应用，成绩较大，体现出传统坝工技术持久的生命力。在今湖北省荆门市北部的仙居河上，有一座建于同治十三年（1874）的赵家闸灰土护面过水土坝[10]。该坝由当地乡民修建，建成100多年来，经历无数次洪水过流，1935年坝顶过流水深达3.9米，竟未被冲毁，大坝至今依然完好，能使两岸3000亩农田受益。赵家闸坝高8米，坝顶长47米，基础为板状砂岩，坝身由粘土夯筑，外包1米厚灰土夯筑层。这种由夯实粘土外包灰土保护层作为河道滚水坝的独特建筑方式，国外从未见有报导。除赵家闸外，百余年前兴修的过水土坝还有湖北荆门黄鲍闸，此闸建于1859年，坝高5米，1935年大水堰顶水深达3.9米，未冲毁，至今仍安全运行。此外，山西平遥梅槐头、黎基坝等也是过水土坝，这些坝都较低，只有5—10米高。受古老过水土坝的启示，1958年，清华大学应届毕业生组成过水土坝设计组，对过水土坝进行不透水面板的试验，肯定了这种坝型的优点，还提出修建时要注意的技术要求。1975年8月，河南发生暴雨，使50年代治淮工程建成的两座水库——板桥和石漫滩土坝漫顶。于是土坝过水问题被再度提起。水利水电科学研究院对许多省市进行土坝过水的调查，发现1958年后不少地方按清华大学的办法修建的过水土坝，经多年洪水