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[古代科技] 明代著名水利工程――黃河大堤

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沙舟 發表於 2010-8-20 09:56 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  來源: 中國網
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黃河下游在華北平源高聳的『懸河』,就像掛在頭上的達摩斯克之劍,始終是中華民族的心腹之患。因此,認真研究治黃方略的歷史發展過程,總結古代的治黃經驗,對於制定正確的治黃方針,探討根治黃河的根本途徑,具有重要參考價值。
黃河大堤包括兩岸的臨黃大堤、北金堤等,是黃河下游防洪工程體系的重要組成部分。
黃河流域在幹流上有甘肅蘭州市區堤防、寧夏和內蒙古河套一帶堤防、下遊河南和兩岸堤防。習慣上把下游堤防稱爲『黃河大堤』。黃河下遊河道是一條地上河,歷史上兩岸堤防多次決口改道,在海河與淮河之間形成一個遊蕩區,威脅著25萬平方公里地區內的人民生命財產安全。
黃河下游的堤防工程,遠在春秋中期就已經逐步形成。當時諸侯各霸一方,所修堤防線路極不合理。到戰國黃河下游堤防已經具有相當規模。【管子・度地篇】中曾指出:修堤的時間以春天的三月最好,因爲這時土料較干,易于堅實。而其它季節,夏季農忙勞力緊;秋季多雨土料濕;冬季土料凍結修堤不實。秦漢時期黃河下游堤防逐漸完備。北宋五代時期則已經有了雙重堤防,並按險要與否分爲『向著』、『退背』兩類,每類又分三等。到明代,堤防工程的施工、管理和防守技術都達到了相當高的水平,把堤防分爲遙堤、縷堤、格堤、月堤四種,按照各堤的作用,因地制宜修建。明劉天和在【問水集】中曾提出築堤必須選擇能堅實的好土,不能用混有泥沙的土,土的乾濕應該恰到好處,如果土太干則築堤時應該在每層都灑適量的水;關於取土的地點則必須在離堤身數十步外平取,不能挖出深坑,否則會影響耕種,更不能在堤附近形成溝。到清代,修堤技術又進一步發展,特別強調『五宜二忌』。五宜分別之:一審勢時,宜選擇高地修堤,以節省土方,且堤線要順直;二取土宜遠,要在臨河距堤二十丈以外取土,土塘之間要留土格,以防止汛期堤根行溜;三『坯頭宜薄』,坯頭薄了易於硪實;四『硪工宜密』,五驗水宜嚴,硪實以後以鐵錐穿孔,依據灌水的多少來確定是否合格。兩忌是:一隆冬施工和盛夏施工。
黃河在歷史上多次改道。現在河南蘭考東壩頭和封丘鵝灣以上大堤是在明清時代的老堤基礎上加修起來的,有500年的歷史;以下是1855年銅瓦廂決口改道後在民埝的基礎上陸續修築的,已經有130多年的歷史。
1949年以來,堤防工程在修、防、管方面都有了很大的發展,在修堤方面,逐漸由人力施工發展爲機械化施工;在管理方面,則採取了專管與群管相結合的制度。
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黃河山東險工壩岸

從明代隆慶到清代乾隆前期的二百年間,是黃河下游堤防建設的一個高潮。這一時期,傳統的河工理論日益完備,傳統河工技術高度成熟和普及。潘季馴和靳輔,就是這一時期黃河治理的典型代表。
其中潘季馴治理黃河的總方略是:『以河治河,以水攻沙。』他試圖利用水沙關係的自然規律,利用水流本身的力量來刷深河槽,減少淤積,增大河床的容蓄能力,從而達到防洪保運的目的。基本辦法是『束水攻沙』,同時還有『蓄清刷渾』和『淤灘固堤』。而實現這一切的主要實踐措施就是堅築堤防,固定河槽。
束水攻沙
首先對束水攻沙的思想進行明確闡述並主張運用於治河實踐的,是隆慶萬曆年間的河臣萬恭。
萬恭是束水攻沙的代表人物之一,隆慶六年(1572年、)至萬曆二年(1574年)間任總理河道,主持治理黃河。萬恭上任後,河南虞城一位秀才向他提出治河建議,著重分析了怎樣利用水沙規律,通過修建適當的水工建築來處理黃河中的泥沙問題。這位秀才說:『以人治河,不若以河治河也。夫河性急,借其性而役其力,則淺可深,治在吾掌耳。』辦法是:『如欲深北,則南其堤而北自深;如欲深南,則北其堤而南自深;如欲深中,則南北堤兩束之,沖中間焉,而中自深。借其性而役其力,功當萬之於人。又其始也,假堤以使河之深;其終也,河深而任堤之毀。』這是深河之法。這位秀才接著分析說,如果要淤灘,則將前述辦法『反用之耳。其法爲之固堤,令漲可得而u也。漲沖之不去,而又逾其頂。漲落,則堤復障急流,使之別出,而堤外水皆緩,固(故)堤之外悉淤爲洲。』①[註:明萬恭【治水筌蹄】卷下]這位無名氏秀才不僅提出了利用水沙內在規律來治理河道的傑出思想,而且還提出了具體的工程措施;不僅可以沖深河槽,而且還可以淤高灘地。這就是『束水攻沙』論的雛形。萬恭採納了這一意見,作爲治理黃河的基本方案向朝廷提出。同時,還進一步闡述說:『欲河不爲暴,莫若令河專而深。欲河專而深,莫若束水急而驟,使由地中,舍堤別無策。』又說:『夫水之爲性也,專則急,分則緩;而河之爲勢也,急則通,緩則淤。若能順其勢之所趨,而堤以束之,河安得敗?』②[註:明萬恭〖治水筌蹄〗卷上]從以上論述中可以看出,實現束水攻沙思想的基本措施就是修堤。從此,堤防被賦予了新的意義:不僅是防洪的手段,而且是治河的工具。
萬恭根據這一思想,在潘季馴二任總河所做工程的基礎上,主持修築了徐州至宿遷小河口兩岸縷堤共三百七十里,整治修理了豐縣、沛縣一帶的大堤。萬恭主持治河時間很短,沒能把『築堤束水,以水攻沙』的思想進一步完善、系統和實踐。這一任務由潘季馴來完成了。他在治河實踐中緊緊把握住黃河『白蘭州而下水少沙多』、洪水暴漲暴落的水文泥沙特徵,推動了治黃方略從單純治水到注重治沙、沙水並治的轉變,系統總結、完善了一整套堤防建設的經驗,使黃河下游兩岸完全堤防化,堤制系統化,堤防修守制度化。
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黃河中牟段護岸丁壩綠化

蓄清刷渾
潘季馴解決泥沙問題的又一措施,便是逼淮入黃,蓄清刷渾。明代後期,治河方略一變,『築堤束水』的結果使河槽相對穩定,全黃之水固定由淮入海,清口成了黃河、淮河、運河必然交會之所。黃河泥沙不斷淤積在淮河入海舊道,抬高淮河下游水位,洪澤湖區水面不斷擴大。由於黃河水位的頂托,清口淮河出水日漸不暢,汛期常決開洪澤湖東西堤防,奪路東去;運河與黃河交會處不斷被泥沙淤塞,黃水倒灌。因此,爲了解決清口及入海段河槽梗阻潰決的矛盾,潘季馴大修高家堰大堤,攔蓄淮水,使其盡出清口,沖刷黃河淤沙。
淤灘固堤
束水攻沙與蓄清刷黃的目的是要把河床中的泥沙沖走。潘季馴後來又總結了一個利用泥沙的措施,這就是淤灘固堤。這個想法,是從總結格堤經驗開始的。格堤最初是用來保護遙堤堤根不受洪水沖刷。後來發現,『水退,本格之水仍復歸槽,淤留地高,最爲便宜』①[註:潘季馴【河防一覽・河防險要】卷3]。因此,潘季馴主持在徐州房付至宿遷峰山的遙、縷二堤之間修了7道格堤,作爲淤灘固堤的措施,並計劃在南岸繼續增築,在北岸也要照此辦理。
後來,這一認識在實踐中又有發展。他指出,在宿遷以南只有遙堤、沒有縷堤和格堤同樣可以達到淤留岸高的目的。他說,『宿遷以南,有遙無縷,水上沙淤,地勢平滿。民有可耕之田,官無歲修之費,此其明效也』②[註:潘季馴【總理河漕奏疏・條議河防未盡事宜書四仕卷5】]。因此,於萬曆十九年(1591年)向朝廷正式建議:『放水淤平內地(遙縷二堤之間灘地),以圖堅久,』把淤灘固堤作爲利用泥沙、治理黃河的一條重要措施。具體辦法是,先z查遙堤是否堅固,做到萬無一失,然後根據地形地勢選擇縷堤的適當位置開口,放水內灌。水進則沙隨而入,沙淤則灘隨之增高。他設想,『二、三年間,地高於河,即有漲漫之水,豈能乘高攻實乎?縷堤有無,不足較矣。』據此,潘季馴得出結論:『與其以人培堤,孰若用河自培之爲易哉!至於人夫樁料,歲省尤爲不貲,誠爲上策』①[註:【總理河漕奏疏・條議河防未盡事宜疏】四任卷五]。這一措施,符合黃河『大水挾大沙』、『大水淤灘』的客觀規律,對減少主槽淤積,鞏固堤防,作用顯著。清代人進一步實踐,一度形成放淤固堤高潮。

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