水利科学技术史概述

武汉大学水利电力学院梁

利中国水利科学技术史概述按防洪治河、农田水利和航运工程三大主要门类的发展，中国水利科学技术史的发展，可分为六期（1）初步发展期（2）以黄河流域为主的发展期(3)向江淮流域发展期（4）黄河流域水利恢复及江淮以南水利持续发展期（5）长江流域及其以南为主的发展期（6）普遍恢复及衰落期夏、商、周三代，自大禹治水至周灭亡（约公元前2000年~前256年）在这之前的两千年，水利事业是原始阶段，在黄土平原上开挖小型的沟渠和陂塘从事农业灌溉，修筑一些原始的堤坝人们只能“以潴蓄水，以防止水”必须备水防旱，止水防淹夏朝开始进入青铜器时代：水利发展到初步的灌溉系统，没有大型的水利工程。商代引水灌田已有记载周代井田制，田地区间是沟渠和道路，形成排灌系统。春秋战国时期，大型水利工程开始出现，水利事业领域的扩展—较大运河开始出现了自秦灭周至东汉初平元年（公元前225~公元190年）秦国：接连兴建了我国古代最著名的都江堰、郑国渠两项大型灌溉工程，灵渠—人工运河，沟通长江与珠江，对秦国完成我国第一次大统一事业起了重要的作用。西汉、东汉：建成了一系列的大型农田灌溉工程。农田水利工程的分布以关中地区为中心，同时，也扩展到了西北、西南等边远地区。许多水力机械，如灌溉水车出现了两汉时期，黄河水灾的记载明显增多，在治黄规划和治黄技术上，都有显著的成就三国两晋南北朝（四百年）：三国（魏、蜀、吴）、两晋（西晋、东晋）、南北朝（南朝（宋、齐、梁、陈）北朝（北魏、东魏、北齐、西魏、北周））江淮之间和长江以南地区的水利事业大大促进了南北方各族人民谋求统一，加速了人工运河的开凿。江、淮、黄、海各水系的航运网逐渐形成隋唐时期：最突出的是隋代兴建大运河及唐代对大运河的进一步改善和扩展唐代农田水利普遍发展，水利机械的推广使用，水准测量、水利管理、城市供水系统技术的提高五代十国：南方水利建设有所前进，尤其在塘浦和海塘建设上北宋、南宋：第一，开凿和组织以开封为中心的人工运河网第二：北方边防的水利建设着眼于防御金人的入侵第三，长江下游地区塘浦圩田的进一步扩展及其技术的提高南宋（金）至明嘉靖末（1127~1566年）水灾持续多年，南宋和金南北分立150余年，北方农业衰落，黄河下游南北摆动元代、明代接着修筑黄河堤防，但效果都不大元、明两代治理发展长江中下游的农田水利，元代还在云南、广东雷州半岛及蒙古大兴水利元代修建京杭大运河，成为南北交通大动脉自明隆庆元年至中华人民共和国建立前（公元1567~1949年）晚明为了保障漕运通畅。对运河进行了一些修治清代水利虽有修筑，多为维持，每况愈下近代虽有西方技术的引进，但是水利建设成就甚微起自先秦、两汉，中历魏晋南北朝，下迄唐宋元明清，都十分注重对黄河的治理黄河多河患，黄河流域多水旱灾害黄河以“善淤、善决、善徙”著称“善徙”，有文字记载以来大的改道就有

26次，平均百年一次北至天津以北，南到淮阳以南，纵横东部中国25万平方公里的沃野“善决”，据不完全统计，自西汉文帝年间至民国27年计2106年间，黄河决口1590次，平均三年两决，清末以后几乎是一年数决善淤，则指黄河含泥沙量大，俗称“斗水泥七升”水少沙多，水沙异源黄河多年平均天然径流量580亿立方米，是长江的

1/17；多年平均输沙量16亿吨，是长江的3倍。输沙量与含沙量均为世界大江大河之最。黄河580黄河16长江5.3长江9600淤积，无时无刻不在抬高着河床，过了桃花峪，在黄河下游的开封、兰考一带，黄河的河道已高出城市地面十余米，成了举世闻名的“悬河”史书中曾记载的开封罹难的情景：崇祯十

五年（公元1642年），河决黄河破开封北门而入，水深数丈浮尸如鱼。城中宫殿、衙门、高楼，略露屋脊，30余万生灵葬身水底，得以逃生者仅数千人黄河悬河黄河河床高于堤新乡市地面20米开封市地面13米济南市地面5米黄河大13米开封铁塔治水的传说与春秋战国时期的治河自远古以来人们就利用黄河水系统供应人畜用水，灌溉农田，开辟水路运输远古人类选择丘陵而处，躲避江河洪水泛滥，以逃避作为防洪手段农业社会后，开始筑堤埂围护，以堤御洪先秦相传共工、崇伯鲧筑堤，又传鲧始作城。这些只是限制洪水淹没地区，不能防止洪水泛滥共工治水的传说鲧禹治水的传说共工治水的传说共工是鲧、大禹以前的治水英雄相传共工是炎帝的后裔，主要是从事农业生产共工所居住的共地，大约是今河南辉县一带，南临黄河，北靠太行山，但是也正处在黄河孟津以下的开阔河段上《国语·周语下》记载：共工治水的方法是“壅防百川，堕高堙卑”由于共工氏族经常治水，《左传》称

“共工氏以水纪，故为水师而水名”鲧禹治水的传说鲧禹治水的传说体现了原始先民在与黄河朝夕相处的过程中，对于洪水习性的认识和体验鲧是北方水神颛顼的儿子。居地在崇，即现在河南嵩山一带鲧以堵治水的方法，违背了自然规律，遭到失败大禹接替在外治水是十分艰难的，也是十分辛苦的山东嘉祥县武梁祠汉画像石刻中禹的画像大禹治水的主要方法是“决九川，距四海，浚畎浍距川。”疏通主干河道，导引漫溢出河床的洪水和渍水入海集中力量把主干河道疏浚通畅，局部裁弯取直，加速洪水的排泄再在两岸加开若干排水渠道，使漫溢出河床的洪水和积涝迅速回归河槽中来大禹采用疏导为主的治河方法，已经部分改变了河流的自然状况。河道排水能力增加，防洪的效果明显改善相传大禹治水时已经出现了原始的测量，即所谓“左准绳，右规距”“行山表木，定高山大川”“准绳”和“规距”就是今天基本的测量工具，如铅垂线、角尺和圆规“行山表木”是原始的水准测量，就是以刻有尺度的木杆作为测量的标桩人类对洪水的认识是逐渐深化的，对付洪水的办法也是逐步发展的起初，人们主要是采取躲避的方式以达到保存自己的目的考古学上的仰韶、龙山文化期，都属“河谷文化”时期人类居住的场所几乎都在近河高地或河谷两侧的阶地上，一则是为便于生活取水，二则是有利于防御洪水的袭击随着生产力的不断发展，人们对洪水的认识和抗御洪水的能力在不断地提高降丘宅土”，从河谷走向平原，开始以农耕为主的新生活本能地积土堙庳使高，或在田间开始沟洫，以免洪水侵害用塞障壅堵的办法对付洪水，洪水量不大时尚可奏效对于大洪水，采用疏导的方法则更为有效疏导，强调顺水之性而治之，而不主张环境势力（主要的也包括人力）的过分干预禹治水是“水之道”，就是顺水之性，能遵循水流的运行规律，疏导洪水归于四海，所以才取得了治水的胜利。大禹治水的结果是加速了中国原始社会向奴隶社会的过渡，建立了传说中的我国第一个奴隶制国家——夏王朝春秋战国、秦时的治河商周时期，很少有治河的记载，大约与干旱少水及商周人迷信河神有一定的关系从春秋时起，黄河下游各诸侯国，竞相沿河筑堤，防备河水泛滥战国时代，齐国与赵国、魏国以黄河为界，三国各自境内都筑有堤防工程经过堤防的修筑，黄河主流在两道相距五十里的堤防之间游荡，这是防洪工程的一个划阶段的进步《韩非子》记载，魏国的白圭能修筑起密实度很高的堤防诸侯国筑堤，“壅防百川，各以自利”。为此，齐恒公在召陵和葵丘两次会盟中一

再提出“毋曲堤”之类的禁令秦始皇时“决通川防”，使本来不统一的黄河河防工程归于统一，为以后的统一治河奠定了基础汉唐时期的治河两汉时期的治河两汉时期，黄河有一个比较好的治理环境。统治者对治河也比较重视两汉时期，黄河决溢很频繁，西汉大决口，在12次以上西汉武帝元封时的瓠子堵口成帝建始时的馆陶王延世堵口东汉王景治河瓠子堵口汉武帝刘彻亲自领导的一次治黄工程，使他成为第一位深入治黄第一线的皇帝治河的经过与背景治河的措施治河的意义治河的经过与背景汉武帝元光三年（公元前132年），黄河在濮阳境内（今河南）瓠子向南决口，直灌巨野泽，又漫流经泗水入淮，泛滥16郡，形成黄河历史上的一次大改道河决口以后，汉武帝曾派人主持堵口，但因水势过大，没有成功先秦至五代的黄河改道示意图馆陶濮阳张甲河直到元封二年（公元前109年），汉武帝才让汲仁、郭昌带领几万士卒和民夫投入施工，并取得成功治河的措施堵口的方法，大约是用竹子作桩，再用长索把竹木连接起来，然后抛石塞草填上决口堵塞后，汉武帝修筑了“宣防宫”，表示对河神的感谢。并为此做了《瓠子歌》二首治河的意义作为帝王，汉武帝关心水利并亲自主持河防工程对当时及后世的影响是巨大的司马迁在《史记》中创设水利专篇，也是受了《瓠子歌》的感染王延世堵口成帝建始四年（公元前29年），黄河又在馆陶和东郡金堤一带决口，东郡、平原、千乘、济南等四郡32县受灾王延世堵口的技术是“以竹笼长四丈，大九围，盛以小石，两船夹载以下之”，是一种创新。治河的背景王景受任治河的过程及措施千古疑问治河的效果河患频繁西汉哀帝时，魏郡以东，黄河决溢，纵横乱流，甚至难以分辨主次河道王莽始建国三年（公元11年），河决魏郡（今河北南部一带），灾区向南扩大。这种自流泛滥的局面维持了几十年东汉以后，河、汴、济三水交败的局面愈演愈烈汴渠东侵，引水水门到黄河中间，漕运停止。百姓苦不堪言，民怨沸腾王景，是治河史上一位功名卓著的水利专家一方面，特别爱好水利工程建设，有很多水利成就另一方面，懂得天文术数汉明帝任命主持治河工程黄河济水汴渠王景与王吴在永平十二年（公元69年）夏组织军士数十万人一起修渠、筑堤，一方面治理黄河，另一方面修治汴渠治理黄河方面，固定黄河改道后的河床筑黄河堤自荥阳（在今郑州西北）到千乘海口（在今利津县境）一千余里黄河岸边设计两重堤防，加大水流挟沙能力，防止水涨出堤工作是勘测地形、开凿山丘、挖除河道中的石滩、裁弯取直、防护险要堤段、疏浚淤塞河段黄河左堤黄河右堤缕堤遥堤缕堤遥堤治理汴渠方面，主要是开凿新引水口，采用多首制的引水方法，于黄河沿岸“十里立一水门，令更相回注”可能的情形是在汴渠引黄修建两处或多处引水口门，相距10里左右，以适应黄河主流上下变动的情况“十里立一水门，令更相回注”不同看法很多，主要有三种看法：清代魏源为代表，认为在黄河岸边的缕堤上每隔十里开一水门将原来淤积河床的泥沙转移淤积到遥堤、缕堤之间既加固堤背，回流的清水又刷深河床黄河水门水门缕堤遥堤水涨时浊水出缕堤水落时清水回河魏源黄河水门运用示意图近代李仪祉为代表，认为在汴堤上每隔十里开一水门将泥沙淤积在黄河和汴渠堤防之间，清水回流汴渠近代武同举为代表，认为汴渠引黄口门有两处，相距十里两引黄口门相互启闭黄河黄河右堤汴渠左堤汴渠右堤黄河左堤水涨时浊水出堤水落时清水回渠李仪祉汴河水门运用示意图黄河水门水门汴渠武同举汴口水门示意图经过近一年的努力，于次年四月完成了全部工程。黄河和汴渠分别得到了控制，数十年的黄河水患灾害得到了平息王景治河的效果，史称“八百年安流”，但至多不过三十几年无决溢，一百来年的小康局面而已东汉大河西汉大河今黄河两汉的治河理论贾让治河三策待诏贾让应召提出治理黄河的系统见解，分为上、中、下三个方案治水的基本思想是不与水争地。立国居民，疆理土地，必须“遗川泽之分，度水势所不及”系统地分析了黄河下游两岸堤防的变迁经过及其造成的危害上策是：开辟滞洪区，“徙冀州之民当水冲者”实行宽堤距，充分考虑河床容蓄洪水的能力滞洪区的移民安置费用，以几年的修堤费用可补偿上策可从根本上消除水患，河定民安中策是：开渠建闸，发展引黄灌溉，分杀水怒，并分洪入漳河。有三个好处:一是发展灌溉，改良土壤二是可改种水稻，将产量提高5~10倍三是可以发展航运只需花费一年的维修费用中策能兴修除害，维持数百年下策是：加固堤防，维持