水利質量發展研究

趙文斌

水利質量發展研究

趙文斌

水是生命之源、生產之要、生態之基。我國是傳統的農業大國，水利不僅直接關系到農業生產發展，而且關系到整個社會經濟繁榮。水利工程涉及力學、土木工程學、氣象學等多學科，包含防洪、灌溉、航運和城市供水等多方面，其質量反映了人類利用和改造自然的能力。

一、規劃和施工技術均關系質量

我國人民建造水利的過程，是對自然不斷認識和改造的過程，也是不斷總結實踐經驗的過程。在這個過程中，人們對水利工程質量的把握從宏觀和微觀兩個方面均取得持續發展。

規劃設計的科學性，直接決定著水利工程成敗。水利工程規劃設計體現在眾多方面，涉及眾多因素，非常復雜，而文化無疑對規劃設計具有深遠影響。我國有著深厚的水文化，天人合一、順勢而為、人與自然和諧等成為古代水利建設的主要文化。無壩引水工程是我國古代水利工程最基本的建筑型式，是人與自然和諧的生動范例，秦漢時期的三大工程都江堰、靈渠和鄭國渠，是我國早期無壩引水工程的典范。李冰在主持建造都江堰時，就是嚴格遵循“乘勢利導、因時制宜”的治水指導思想。三國時，無壩引水工程擴展至南方各省，如漢中的三河堰、四川岷江中游的通濟堰。唐宋以后，無壩引水工程普遍分布在黃河和海河流域中下游。正是在和諧文化的深刻影響下，我國古代水利工程建設創造許許多多佳績。

土料是古代水利工程中應用最多的材料。由于土料有孔隙，容易透水和變形，并不是隨處取土和堆土都能達到控制水流的目的。我國古代很早就積累了有關土質的豐富感性認識。在《尚書·禹貢》《管子·地員》《周禮·職方氏》等古代文獻中，都對土的物理性質有所描述。在實踐中，人們對土料的工程性質的認識日益豐富。元代《河防通議》把黃河下游的土分作花淤、牛頭和沫淤等幾十種，其中膠土的工程物理性質較好，而活沙、流沙和走沙三種不能用來筑堤。明清以后，對土料的物理性質認識更加細致。《中國河工辭源》按工程性質將土大致分為淤土、沙土和黃土等三類，并對各種土質的適用性進行了分析。由于單獨一種土往往有某種缺陷，實踐中常以兩種或三種土摻合起來使用，最常使用的是石灰、沙和黃土混合而成的三合土。適宜的土料為修建合乎規范的水利工程提供了基本材料，而對于防洪堤來說，還必須重視土料含水量的控制、基礎處理、邊坡選擇、堤身夯筑等。戰國時期，已明確認識到土料含水量對堤防填筑質量的影響，認識到不同季節土壤含水量的差異及其與施工質量的關系。明代中葉著名河臣劉天和認為，施工土料“必干濕得宜。燥則每層需用水灑潤”。清代河工施工的規范性著作《安瀾紀要》，具體記述調節土料濕度的辦法。對含水量適宜的土料還必須加以夯實，以增加土體的緊密度和干容重，保證土體抗傾覆的穩定性和抗滲透能力。掌握堤防橫斷面的合理形狀和邊坡陡緩度，是保證堤防抗滑穩定和滲透穩定的又一個重要因素。任何土料都有其維持穩定所必須的邊坡，戰國時代對此已有所認識。

水工建筑物在擋水、蓄水、輸水、泄水的關鍵部位往往要經受水流的集中沖刷，要求具有較高的穩定性和抗沖刷性，石工建筑物在這方面較土工有著顯著的優越性。石工建筑物的基礎尤其重要，“石工之堅與不堅，全視底樁之有力無力”。水工建筑物的大型砌石結構最早見于黃河上的引水石門，為了保證砌石穩當持久，每塊砌石必須打鑿合乎規定，砌于建筑物表面的面石必須六面齊整。《河防通議》記載宋朝規定黃河防汛的每塊砌石尺寸。清代砌石的尺寸略有加大，砌石除丁順間砌外，還應注意錯縫勾壓，砌縫務需密致，以竹篾簽試不入為好。膠結材料是保證水工建筑物安全的關鍵之一，也是水工建筑物較非水工建筑物技術更復雜的原因。古代水工砌石砌磚建筑物的膠結技術，大致分為膠結材料和金屬固結兩類。常用的膠結材料是石灰，但一般石灰在水中強度低。古人常從煅燒蠣殼中獲取水硬性石灰，然后加沙成漿后，用以砌石，在水中可以繼續硬化，其抗壓強度可達25kg / cm2。目前所見水工砌石用鐵錠的最早記載是宋代建隆二年（961年）。

二、政府管理從多方面保障質量

在土地制度和大一統的中央集權制度前提下，我國傳統水利是通常由政府規劃決策、撥款投資、主持操辦。水利工程一般規模較大，興建常常匯聚著千百萬人的共同勞動，牽涉眾多地區和部門的利益。要保證工程質量效益，維持工程正常運行，沒有采取科學的管理是難以想象的。

水利決定著農業經濟的成敗，關系到封建王朝的存亡，中國君王常常親自過問、主持水利興役，完善水利制度、管理和禮制。古代水利管理有行政和監察兩大體系。《周禮》記載，西周冬官為水官。春秋戰國時，司空的職權之一是負責水利工程的興建和管理，司空下設立川師、川衡、水虞、澤虞等。先秦以來，在中央和地方官制中一直設置水行政管理機構，機構和職能隨國家官制的不斷健全而逐步完善。漢代以后，在州（郡）縣行政長官之下設官置吏，形成穩定的地方水利行政管理機制。唐朝，中央尚書省下設有水部郎中和員外郎，又設有都水監，掌管京畿地區的河渠修理和灌溉事宜。唐朝以后，水利建設主要由地方政府負責，司農寺負責考核。宋代，由都水監對地方重要水利工程行使督導職能，對工程建造出現質量等問題和稽查不力的官吏，均要給予處分。明清時期，御史對工程質量、效果等考稽，直接關系到官員的升遷和機構的置撤。

古代還重視制定水利管理專門法規。水利法規在春秋時期已經出現，是我國古代重要的法律法規之一。秦代法律已有對施工質量不符合規定的處罰條例。最初的水利法多是某個水利門類的單項法規，或附屬在國家大法當中的有關條款。以后水利法規和行政管理逐步完善，為我國水利持續發展作出重要保障。各種水利法規均對工程的規范和質量以及如何處罰失職行為作出規定。唐代是我國封建法制集大成的時代，《唐律疏議》對維修水利不及時，造成財物損失和人員傷亡，要比照貪污罪和爭斗殺人罪減等處罰。唐代的《水部式》是現存最早的全國性水利法規。《農田水利約束》是宋朝制定的最為著名的水利政策法規，也是王安石變法的主要產物之一。金代泰和二年（1202年），頒布《河防令》，對黃河和海河水系各河的河防修守作出規定。萬歷制定的《護守堤防總考略》共10條，分別規定了各項工作流程，針對堤防潰決的三種情況提出了四種管理措施。順治初年，清政府工部為保障黃河、運河以及海塘堤岸修筑質量，制定河工《考成保固條例》，以保修期作為處罰依據。《大清會典事例》關于水利的規定有31卷之多，規定得相當細致。

水利是一個技術性要求較高的門類，古人很早就注意到專業方面的要求。戰國時管仲就提出，要委派懂水利技術的人主持施工。《周禮》規定，施工前，每一里處先做出一個標準的樣板斷面，以便隨時參照和檢查，保證施工進度和質量。宋代，出現兩本河工技術規范性著作《河防通議》和《宋史·河渠志》，詳細記載了河工測量技術的施測方法，對砌石、卷埽、筑堤等主要工程形制作出了具體規定。明清兩代，水利著作遠多于前代，分類完備，規范更加細密，有《圩田施工章程》、《安瀾紀要》、《修防瑣志》、《五道成規》、《大清會典事例》等。為了保障質量，施工完成后要進行檢驗。《農政全書》記載萬歷年間，疏浚常熟河道，用樣樁和信樁檢驗疏浚的深度，用輪竿檢驗疏浚的寬度，開挖完成后放水再次檢驗施工深淺是否符合要求。《河工器具圖說》記載了一種用鐵錐簽試的方法檢查夯筑質量，試錐時，將鐵錐用木榔頭打入新筑堤內，緩緩地垂直拔起后，立即在錐孔中灌水。根據錐孔中水滲入速度，可知夯實程度。

水利工程長期使用，良好質量不僅在于建造，而且在于長期維修。戰國時期，已重視堤防的管理維護，冬天水官要檢查堤防狀況，將需要維修的地方向上級匯報。我國古代一些著名的水利工程之所以能夠經歷很長時間，無不經過嚴格的維修管理。建于春秋時期的芍陂，西漢設陂官專管灌溉維修。都江堰歷時二千余年，至今受益，沒有一套科學合理的管理辦法是不可想象的。京杭大運河全長約1794公里，是世界上里程最長、工程最大、最古老的運河，在漫長的歲月里，主要經歷三次較大的興修過程。

水利工程涉及社稷民生、國家安全，其維護管理自然受到統治者的高度重視，維護管理通常由政府組織，并以相應的法規予以規范。