宋代的运河工程技术

  来源: 上下五千年

运河，就是为了运输而开凿的人工河流或疏浚自然河流使其达到通航的要求。北宋时期对汴河进行了大规模治理，同时还大力整治、扩建了蔡河、五丈河和金水河，使其与汴河（汴渠）一同在汴京（开封）交汇，构成著名的“汴京四渠”。北宋之所以建都开封，就因为它濒临汴河，可以从东南地区获得源源不绝的漕粮，因此宋代对汴渠极为重视。最能体现宋代运河技术成就的就是汴河工程技术及复闸和澳闸的出现。


    （1）汴河工程技术


    汴河主要是引黄济运。宋代汴河引黄河水口不止一处。北宋没有设置永久性闸门节制黄河进水量，采用人工控制汴口宽窄以节制流量。汴河水涨时，把汴口塞小，汴河水落时，将汴口拓宽。这种方法技术简单，就地取材，方便灵活，但每次汴口改动都要劳师动众，人力财力消耗很大。


    由于黄河水含沙量大，使得汴河淤积相当严重，汴河疏浚成为维持汴河生命的一项关键性措施。除直接人工清淘外，还采用狭河工程，将木桩、木板为岸束狭河身，加大水流速度，使运河有利于行舟，同时泥沙更多地被带走，减慢淤积速度。


    宋人曾想尽办法避免黄河对汴河的影响，采用了“导洛通汴”，引洛水入汴河，这是宋代运河技术的一项重大建树。导洛通汴，又称清汴，于元丰二年（公元1079年）三月二十一日兴工，六月十七日完成，七月改用洛水入汴，并通漕运导洛入汴，使得运河通航期延长，行船也比过去安全，汴渠的维修人员减少，最重要的是洛水含沙量少，汴渠淤积速度大为减缓。清汴不仅是改变运河水源的问题，而且是测量、开凿、置闸、防洪、水枢等各项运河技术的综合运用，是宋代人民人工运河事业的重大成就。


    在运河水源不足的河段，常利用天然或人工湖泊贮蓄水量，以补充运河用水，成为水枢。
    由于汴河巨大的经济价值，汴堤修筑得十分牢固。宋时设置专阁沿河巡护。为固护堤岸，沿岸种植榆柳。榆柳生长较快，成材后，干粗根深，深入堤下，将堤岸与土基紧紧连结，使堤岸成为牢固的整体。


    （2）船闸的发展


    宋代劳动人民在唐代用单闸节制用水的基础上，创造了复闸和澳闸。船闸最迟在雍熙元年（公元984年）就已出现。船闸由上下两道闸门和闸室组成，闸室长一般约100米左右，闸门多采用叠梁式。船闸工作是利用“水涨船高，船随水落”的原理，当上游来船时，上闸门打开，使闸室与上游水位齐平，来船平水进入闸室。随后关闭上闸，起闸室水位与下游平，来船又平水出闸室，驶向下游。下游来船时，过闸程序相反。此外，宋盐官县长安堰还建有二级船闸。二级船闸的作用相当于两个船闸并用，便于调节，并且更为节省水量，常在坡度较陡或落差较大的河段上建造。二级船闸的出现，是船闸技术的进一步发展。


    船闸的出现克服了运河地形上的限制，减少了水耗，平水过船，减少了盘驳索挽之劳，从而大大提高了漕运能力。


    所谓澳闸，就是在闸旁建有蓄水池，能同时将闸门放出的水储入水池，当运道来水不足时，则将蓄水池的水用水车抽回闸室使用。澳闸可以有效地节省用水，蓄水池修建也很简便，因此，在淮南江南运河中水源不足的河段逐渐得到推广使用。


    宋代的复闸和澳闸，已同今天的新式船闸基本相似，确实为中国航运史上的重大技术突破。荷兰在13世纪才有了简便的船闸。


    除了在上述水利工程中体现出来的古代水文学成就外，值得一提的还有宋代的吴江水则碑。宋代吴江上立有二座水则碑，一座记载一年内各月、各旬的水位变化，另一座用来记载各年的水位变化。吴江的《吴江考》卷二曾记述，碑有“横七道，道为一则。以下一则为平水之衡。在一则，则高低田俱无恙。过二则，则极低田 （淹）。……过七则，极高田俱”。上石碑上刻有“大宋绍熙五年水到此”，“大元至元二十三年水到此”字样。这是我国历史上记载的最早的直接为农业生产服务的“水位站”。