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古代水利工程研究论文 中国古代关中水利工程的发展

2018-12-12 15:34:23来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘 要:五代以前关中作为全国政治经济最中心,历朝历代统治者都十分重视农业生产以及与之密切的水利建设,水利事业不断发展。秦代在关中修建郑国渠,西汉时期修建历史上著名的“关中六渠”——龙首渠、六辅渠、白渠、成国渠、灵轵渠和漕渠,东汉兴修樊惠渠,唐代修建的以“六门堰”为典型的水利工程是对前代工程的恢复改建。唐之后水利事业则不断凋敝,直到近代水利事业的发展才迎来了新格局,代表是民国时期李仪祉主持修建的“关中八惠”。

  关键词:古代;关中;水利工程

  中国是传统农业国家,水利灌溉对农业的发展发挥着重要作用。关中地区降水稀少,又多集中在夏秋两季,容易造成旱涝不均现象,对农业产生不利影响。兴修水利工程能改变这种现状,使关中农田无论旱涝都能保障一定收成。同时河水带来的泥沙对土地进行淤灌,能改良土壤,增加原有农田肥力。

  正因如此,中国历朝历代十分重视对农业的水利建设,不论是太平安定还是战乱频繁,统治者都很重视水利事业的发展和水利工程的修筑,人为修渠改变河道引水灌溉,农田得到充足水源,促进了农业发展。同时,水利工程的修建还可以运送物资,排涝排碱,兴利除害。

  一、关中地理特点

  关中一词最早出现于战国时期,因位于大散关、函谷关、武关、萧关“四关之中”而得名。汉代娄敬言:“因秦之故,资甚美膏腴之地,此所谓天府者也”[1]2716由于气候因素和地理条件特殊,历朝历代特别注意关中水利工程的建设。

  关中位于陕西省中部,地形平原、台原、谷地、山地相连,东部敞开,其余三面被山包围,典型的河谷盆地地形区,渭河自西向东横贯其中

  通常我们说的关中主要指关中平原,地势平坦、地域宽广,总面积接近全省的1/4,约4.7万平方千米,海拔高度在325-800米范围内,气候温和,土地肥沃,河流众多,水资源丰富,最早被誉为“天府之国”。

  “厥土惟黄壤,厥田惟上上”,《尚书•禹贡》的这句话意思是说上古时期大禹治水时将全国划分为九州,关中所属雍州的土质是最好的,汉代张良就曾赞美:“夫关中左崤函,左陇蜀,沃野千里。”更有甚者,进一步表明:“此所谓金城千里,天府之国,天下之脊,中原龙首也。”

  陕西地形受极地气团和热带气团交替控制的影响, 南方和北方存在着显著的气候差异,有着典型的大陆性季风气候特征,明显特征就是夏季受太阳辐射影响大,暖湿气候流入,偏南季风带来大量水汽,高温多雨。冬季受西伯利亚冷高压影响气候寒冷干燥,西北季风强劲。由于秦岭的阻挡,关中受冬季季风影响较大,形成暖温带半湿润性气候,年降水量大约在550~700毫米,降水时空分布不均,西部多于东部,冬春少雨,干旱频现,夏季不是暴雨集中洪涝频发就是无雨高温亢旱,秋季雨水连绵,渍涝灾害严重,极易出现连旱连涝或旱涝交替的现象,早在公元前16—11世纪的殷商时期,就有“天旱七年,洛川竭”的记载,对农业产生很大影响。

  从水文地质角度看,渭河水资源丰富,支流纵横,沿北岸自西向东的河流有汧河、漆水河、泾河等,其中泾河、洛河、汧河是渭河以北三大最长支流,因其上游发源流经黄土高原地区,水土流失严重,夏秋多洪水多汛期,冬春常枯水,季节分配不均,不利于引水灌溉,同时携带大量泥沙,淤塞河道,极易形成水患。

  二、秦代水利事业的发展

  关中地区水利工程的兴建起于上古时期,先秦文献记载的“黄帝凿井”、“尧时凿井而饮”,距今已有四五千年的历史,用于灌溉则稍晚,史传殷商时期伊尹曾在田头教民众凿井抗旱,陕西考古发现西周早期的群井用于浇灌园圃距今已有近3000年历史。

  比起简单的井泉灌溉,修渠筑堰引水灌溉是一大进步,也是古代发展农业规模灌溉的重大进步。

  秦始皇九年(公元前246年)秦国兴建的大型水利灌溉工程郑国渠, 是中国古代秦国三大水利工程之一(另外两个是都江堰和灵渠)。

  郑国渠以泾水为源,东起中山(今仲山),西到瓠口(今谷口),向东注入洛水,总长300余里,它的修建使渭北400余万亩农田得到灌溉。

  关中许多农田属于盐卤地并不适合种植粮食作物,郑国渠因渠水含有大量泥沙,冲刷盐碱地的同时进行淤灌,作用十分显著,改盐碱地为沃野良田,使渭北平原不再单纯依赖自然降水,保证了农作物用水,农业生产水平显著提高。历史上郑国渠的修建非常戏剧性,“韩闻秦之好兴事,欲罢之,毋令东伐,乃使水工郑国间说秦”秦国发现了郑国的阴谋,但因水工郑国的劝说坚持修建完成。建成后“关中为沃野,无凶年,秦以富强,卒并诸侯”郑国渠为秦国的强大奠定了雄厚的物质基础。

  郑国渠的主干渠自今泾阳县的王桥起,经过石桥、云阳,向着东北方向流去,中途横穿清峪河以及其支流冶峪河,经过三县城北向东汇入石川河,最后注入洛河,《水经注·沮水》载:“渠首上承泾水于中山西邸瓠口,……渠渎东径宜秋城北,又东径中山南,……又东径舍车宫南绝冶谷水。郑渠故渎又东径巀嶭山南、池阳县故城北,又东绝清水,又东径北原下,浊水注焉,自浊水以上,今无人。……又东历原径曲梁城北,又东径太上陵南原下,北屈径原东,与沮水合。……沮循郑渠,东径当道城南,……又东径莲芍县故城北,……又东径粟邑县故城北,……其水又东北流,注于洛水也。”秦代灌溉范围最广,秦以后渠灌溉面积有所缩小但仍可使用。郑国渠充分利用关中平原“西北高、东南低”这一地形特点巧妙引水,由高向低自流灌溉,直到今日这样巧夺天工的设计也令人交口称赞。现代考古工作者对郑国渠渠首工程进行了实地勘探调查,1985年发现大坝残余,总长度超过2300米,残存部分的底部100多米宽,顶部最大宽度20米,残留高度六米,据此可以推算郑国渠这一水利工程的宏伟壮观。

  郑国渠开历代引泾灌溉之先例,对秦以后各朝代引泾灌溉的举措有着启发作用,给了后人留下不同寻常的“横绝”技术,即通过拦截塞堵沿途的支流引导河水汇入郑国渠,连通泾水、洛河, 实现水的循环利用又保障了农田的灌溉用水,汉代借鉴这种技术解决了饮水资源进入长安都城等问题。宋代以后文献记载有以郑国渠作为参考模板的引泾工程,修建了许多异曲同工的工程如石棚、透糟、暗桥等。

  郑国渠在中国水利史开创了太多先例,拥有太多荣耀,它是历史上唯一一个由间谍主持修建的水利工程,并且以他的名字进行命名;它是第一个跨流域供水,发明创造横绝技术的伟大工程;它是引浑淤灌最成功的案例,成功解决了渭北地区农田的灌溉问题,并且能淤灌盐碱地,改良关中土壤,增加土壤肥力。

  三、汉代水利工程

  两汉时期,关中地区农田水利建设为全国之最。汉武帝重视农业和水利, 曾说农业是天下的根本,河水浇灌农田,才能生长出五谷,更提出对后世影响深远的兴修水利思想。他鼓励人民修渠引水,在统治时期甚至出现了官员争相讨论水利的局面。

  1.引洛灌溉的龙首渠

  关中东部的韩城、大荔、澄城、蒲城、渭南,东有黄河,中有洛水,水源众多,但因地势过高,历史上灌溉不易。汉武帝元狩到元封年间,根据庄熊罴的建议修建的龙首渠,因开渠中发现龙骨而得名,经过10余年时间建成。

  庄熊罴请旨开龙首渠:“临晋民愿穿洛,以溉重泉以东万余顷故卤地,可令亩十石。”于是汉武帝征集1万多名民工,艰苦施工十余年,挖通从征县(今澄城县)到临晋(今大荔县)的渠道,期间穿过东西狭长的商颜山(今铁镰山)。商颜山高达140多米,洞内通风照明困难,黄土面积覆盖大且难以找到施工着力点,容易造成塌方。于是将明渠改为隧洞,在内部多打几个竖井,既能加快施工速度,又提高透风照明条件。《河渠书》记载当时技术要领是:“凿井,深者四十余丈。往往为井,井下相通行水,水颓以绝商颜,东至山岭十余里间。井渠之生自此始。”

  然而在当时的技术条件下,因种种问题龙首渠灌水不久便遭到废弃,史书载:“渠颇通,犹未得其饶”。但其所独有的井渠技术法后来流传至新疆,普遍于吐鲁番地区,这就是后来坎儿井,全长5000千米,共1100多条,与京杭大运河、万里长城同属于中国古代三大工程。传说最早是被中原派到西域戍守边疆的汉族军民带来的。其设计理念便始于龙首渠并未实现的原定设想。而坎儿井的设计比龙首渠更复杂,新疆地区炎热干燥,坎儿井必须在足够深的地下深处才能引出地下水,并在其上打通若干个竖井用以汇集地下水,利用地下暗渠引水灌溉。这种设计的好处在于不会因为新疆的炎热的气候造成水分的大量蒸发,真正做到了因地制宜。保持稳定的水量,保证了自流灌溉。长期以来是吐鲁番各族人民进行农牧业生产和人畜饮水的主要水源之一。

  2.引泾灌溉的六辅渠和白渠

  为了使郑国渠旁边得不到灌溉的农田也能实现自流灌溉,汉武帝元鼎六年(前111年),左内史倪宽奉旨修建了六辅渠。引郑国渠以北的几条与郑国渠相交的渭河支流为水渠,“以益溉郑国傍高仰之田”。倪宽创造性地在管理六辅渠方面制订了一套方案,合理的用水制度扩大了灌溉面积,最后将水源又循环入河流。定水令的颁布是历史上水利管理的一大进步。

  白渠因赵中大夫白公的建议,建于汉武帝太始二年(公元前95年)。白渠之名便出自白公。在郑国渠南面谷口,即今泾阳县西北方向的白渠,人工开通河道将水流引导至东南方向,沿途经过泾阳、三原、高陵地区,最终在距离西安临潼区北面15千米处流入渭河,灌溉面积达300平方千米。“穿渠引泾水,首起谷口,尾入栎阳、注渭中,袤二百里,溉田四千五百余顷”这是郑国渠之后又一条引泾水的重要工程。白渠在郑国渠的南面,与泾河的水流方向基本是一致的,渠流坡度较大,利于水的流动,便于灌溉,而不是像郑国渠那样流速缓慢,主要为了淤灌。郑国渠和白渠形成南北并存的两个灌溉区。就郑国渠、白渠渠口与渠首段结合运用而言,白渠亦是郑国渠的进一步扩灌,唐初又把它们合称郑白渠。白渠的建成大大改善土壤条件,促进关中农业生产发展。而建议兴修白渠的白公也因此得到了大家的广泛爱戴,并为他编歌谣广为传颂:“郑国在前,白渠起后,举臿为云,决渠为雨。泾水一石,其泥数斗。且溉且粪,长我禾黍。衣食京师,亿万之口。”

  3.引渭灌溉的成国渠、灵轵渠和漕渠

  “鸟鼠同穴山,渭水出焉”。渭河从陕西省中部穿过,是关中最为重要的河流,属于黄河支流,在其南北两岸众多支流犬牙交错形成严密的水网,水资源相当丰富。渭河灌溉历史悠久,远在商周时期就有引泉、打井、修井、修池的生产活动。从秦汉到清代,在渭河及其支流兴建水利工程此起彼伏。渭河的灌溉面积占到了黄河灌溉总面积的三分之一,保证了两岸万顷良田的水源充足。

  成国渠建于西汉光元年(前134—129)。它是渭惠渠的前身。《汉书·地理志》载:“眉有成国渠首受渭,东北至上林入蒙笼(茏)渠”成国渠从今眉县杜家村以南引渭水,向东北方向流淌,中途穿过了漆水河,到达兴平县境内,最后流入皇家园林上林苑,成国渠全长150里,流经眉县、武功、秦都等地约50公顷农田。自汉建成以后,经魏、晋、隋、唐诸代,到宋神宗以后逐渐失修淤废,历经沧桑1200余年。

  西汉建元三年,武帝扩修上林苑,因水源不足又开修了灵轵渠流入上林苑的北部。据《汉书地理志》载:“灵轵渠, 武帝穿也” 据专家考察灵轵渠位于今渭河以南,清水河是其当年故道,因西起周至县灵轵原下,故名“灵轵渠”。引渭水支流灌溉今周至、户县一带。

  漕渠的开凿主要是利用其交通运输方面的作用,解决长安因人口众多导致的粮食和其他物资不充足从关东向长安运送又耗时耗力的问题。同时也惠泽沿渠两岸农田,灌溉面积10万多亩。元光年间,武帝采纳大司农郑公建议:“引渭穿渠起长安,并南山下,至河三百余里,径,易漕,度可令三月罢,而渠下民田万余顷,又可得以溉田,此损漕省卒,而益肥关中之地,得谷”下令引渭水从长安向东开渠直通黄河,由齐地水工徐伯主持开凿。渠长300余里,历时3年完成。渠道开凿的成功,一举多得,便利了交通又发展了农业,更是表现出在复杂多样地形中选线测量建设等种种难题下,古代劳动人民的智慧。建成后的漕渠,沿东北方向从长安城昆明池流经今临潼、渭南、华县、华阴等地,沿途又有浐水、灞水、沋河、赤水等水源汇入,最后在潼关流入黄河,水量大航运便利,是当时最繁忙交通运输线。正如《中国水利史稿》说:“在漕渠有长1丈至7丈可装载500斛至700斛的大船行驶,给京都的年运粮量由汉初的数十万石增加到元封年间的600万石。形成以长安为中心的渠道纵横交错的水利网,保证了长安郊区农业生产的发展。”

  4.引泾灌溉的樊惠渠

  到了东汉,由于战争引起的动荡混乱以及国家政治经济中心向东的迁移,致使关中人口逐渐减少,经济不断衰退。在水利事业方面注重对大型水利工程的治理,多集中在东汉前期,数量不多并且大多是由旧有工程改造而来。因此东汉地方官员虽然对水利工程的修建十分重视,但其主要原因在于考绩制度的要求,是为了农作技术的发展。基于以上种种原因,东汉时期所建水利工程仅一小型的引泾工程颇有成就,是位于泾水下游的樊惠渠。

  东汉光和五年(182年),京兆尹樊陵在泾水下游阳陵县主持修建樊惠渠。史料记载该渠堆石结构,打有桩基,堰上培土,坚固耐用。同时修建有坚固的分水堰,在引水渠中开始有沉沙池类设施的存在,灌溉淤地结合,这是一大创新。樊惠渠是东汉时期小型农田灌溉工程的一个典型,在黄河流域首创以桩柱做基建堰的技术,灌溉今高陵、临潼农田约10万亩。后因渭河不断北迁,今已大半不存。

  四、唐代关中水利工程建设

  隋唐时期,关中又成为京畿之地,唐朝人口急剧增加,缺粮问题严重,农业发展迅速,灌溉需求大,急需发展水利事业,唐代社会稳定经济繁荣也为关中水利的复兴和扩建奠定了基础。由于经历了长时间战乱,水利工程遭到破坏,唐代主要水利建设是对原有工程的恢复和改造,“凡京畿之内,渠堰陂池之坏决,则下于所由,而后修之”,并设有专门官员管理与维护。不仅几乎完全恢复西汉时期的水利工程,还开辟了一些新的灌区。

  唐代时期,首先实施的是对汉代的郑白渠、成国渠及龙首渠等进行恢复。唐代在秦汉所发展的郑白渠基础上进行较大规模的更新改造与整修,在原郑白渠总干渠的下方建造被后世称为“三白渠”的太白、中白、南白三条干渠。据《通典》载:“又秦开郑渠,溉田四万顷,汉开白渠,复溉田四千五百余顷,关中沃衍,实在于斯。”862其灌溉区域主要分布在泾阳(今陕西泾阳县)、栎阳(今陕西栎阳镇)、高陵(今陕西高陵县)、云阳、三原(今陕西三原县北)、富平等区域。“三白渠”工程在引泾灌溉的水利史上是一个巨大转折点,首先,它建有的石堰洪门改洪水灌溉为引泾常灌;其次,渠系闸、斗建筑物较多;最后,灌溉管理严格。唐朝很重视三白渠的管理,然而沿渠权贵私设水磨和水碓等用水器械,致使灌溉水源被撷取而不足,灌溉面积不断缩小,到了永徽六年(公元655年),灌溉面积仅剩一万多顷。其后更是屡禁屡设,禁而不止,终使三白渠的灌溉工程全然毁于人心的贪婪,失去其原有的作用。

  唐代对成国渠的恢复是在原来西汉所开的渠口另修了六个水门,此后还多次进行修治,称“六门堰”。太宗贞观年间,不仅继续引用之前成国渠所引渭水、千水,还增加苇川、莫谷、香谷、武安四大水源。灌溉农田2万余顷,所发挥作用可与郑国渠相媲美。除引渭引泾水渠,唐代在关中修建的比较重要的农田水利,先有唐高祖武德七年在韩城境内,引用黄河水灌溉4000公顷农田。《新唐书·地理志》载:“武德七年,治中云得臣自龙门引黄河水灌田六千亩。”[14]4581 之后有唐玄宗开元七年(公元719年),著名水利家姜师度修建的引洛河,黄河水浇灌邑县(今大荔东南)的灌溉工程,灌溉面积达2000余顷。史书记载:“于朝邑、河西二县界,就古通灵陂,择地引洛水及堰黄河灌之,以种稻田,凡两千余顷,内置屯十余所,收获万计”[15]4816 不仅如此,在长安城的西边,还建有贺兰渠,引沣水灌溉渭南地区农田600多平方千米。另外还有广通渠,兼有漕运和灌溉之利。

  唐代水利工程虽是在前代基础上恢复扩建,但青出于蓝而胜于蓝,渠系相比前朝更加紧密。据统计,唐代在关中修建25处较大的水利工程,极大提高了原有水利工程灌溉能力。

  五、唐以后关中水利工程的发展

  唐以后较长时期,由于京都东移等原因,关中水利失去昔日辉煌,呈现逐渐萎缩之势。宋元时期,关中失去首都地位不再是经济政治中心。经济重心开始南移,关中逐渐衰败无法开展大规模水利建设,治水的策略由全面建设变为专注于重点建设。虽然之后关中某些地方水利在有些时刻有所发展,但总体来看,水利工程是随着关中地位的衰败而凋敝,根本不能与前朝相比。

  丰利渠建于北宋末年(1068—1109),先后两次施工,一期由侯可主持,工期九年,后因遭荒年而中止。二期工程两年完工,由赵佺主持。丰利渠渠首规模和艰巨程度比郑、白二渠大得多,是引泾史上第一座建立在岩石河岸上的工程。石渠尚保存97米,为矩形断面。渠口之内,两岸各有闸槽一道,系为控制停水或防淤之设,闸槽左侧刻有水尺。石渠与河道之间砌石堤以保护渠道,防备洪水冲击。

  王御史渠又称王御史新渠。元至大元年(1308),西台御史王琚建议,在丰利渠口上游111米处续开石渠,长51丈(156.7米),宽1丈,深5尺。自延佑元年(1314)动工,五年完成。此渠下段与丰利渠并行十余米后,折向汇入丰利渠。

  到明清曾一度出现过兴修水利的热潮,这一时期小型水利工程大量出现,分布范围明显扩大。明成化元年(1456),陕西巡抚项忠奉命自元代所建的王御史渠口以上凿山洞开石渠一里三分,穿小龙山、大龙山,渠名广惠渠。收众泉,下通故道。工程比之前更有突破性,施工时间最长,并开始凿筑隧洞。据现存渠首《抚院明文》碑载,明天启初年,广惠渠灌溉面积7.5万亩,其中本县6.4万亩。

  清乾隆二年开工修龙洞渠,修坝于龙洞北口,避开泾水淤渠,整修渠道2268丈,以龙洞、筛珠、琼珠、鸣玉等泉水为水源,至乾隆四年(1739)完工,用银5363两,从此中断了郑国渠引泾灌溉的历史,开始了拒泾引泉的阶段。此渠初期灌溉礼泉、泾阳、三原、高陵4县农田74032亩,到清末仅有2万余亩。

  到了近代,关中水利出现新的生机和发展。作为关中第一个现代化大型灌溉工程,1935年泾惠渠由水利专家李仪祉先生建成完工。新中国成立后又修建了“关中八惠”,开创关中现代水利建设的新格局,直至现在仍具有重要借鉴意义。

  纵观关中地区历朝历代水利建设发展的历史,清晰的表现出关中水利进程并不是直线发展一帆风顺,它有高潮有低谷。导致这种现象有自然因素也有人为因素,而人为因素往往起决定性作用。历史时期关中地区水利建设的经验和教训值得我们学习。

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