中國古代的河工智慧

劉朝暉

山東省棗莊市臺兒莊區結合大運河國家文化公園。

在《中國水利史》中撰寫了與京杭運河全部相關內容的中國水利水電科學院水利史研究所前所長譚徐明曾感嘆：“我覺得世界上別的運河遇到的困難，都沒有咱們所遇到的那么多，那么棘手?！?/p>

京杭大運河是迄今為止世界上開鑿最早、規模最大、距離最長、持續發揮效益最久的人工運河，也堪稱世界上工程最復雜、付出人力物力最多的運河。這項世界上最繁浩的工程之一，解決了眾多的世界性工程難題。大運河也因此成為中華民族治水工程集大成者。

河工，既是水利工程，也是治水的人。中國古代的河工智慧，在3200公里的運河上熠熠發光。限于篇幅，本文只能從大運河的幾處代表片段中，去重溫中國水利工程之魅力。

通惠河打通“最后一公里”

元代定都大都城（今北京）后，為保證大都的物資供應，元朝最初采取海運的方式。但以隋唐大運河為基礎，開通山東段運河以縮短航線，對大運河進行裁彎取直提到了議事日程。1262年，“習知水利，且巧思絕人”的郭守敬被薦舉給正被漕運之事煩擾的元世祖忽必烈，被授權規劃并實施這項浩大工程。

郭守敬通過實地考察并繪圖上奏，確定了山東段運河改造的路線。依據郭守敬的圖紙，1283年完成了濟州河的開鑿；1289年會通河完工（濟州河成為會通河的一段）。山東段運河全長約300公里，修建了30余座石閘，實現了節水行舟，使大運河的漕運直達北京通州。郭守敬完成了中國大運河第二次貫通的工作，從南到北有效連接了五大水系，包括錢塘江、長江、淮河、黃河和海河，讓中國北方最主要的河流全部連通起來，形成了我們今天所看到的京杭大運河基本格局。

大都城的糧食主要依賴南方產糧區，但南方的糧食沿著運河到達京城，確切地說是到通州，離大都城還有20多公里的距離，人們只能把通過運河船運而來的糧食搬上各種牲口車，走旱路運到京城，為此“驢畜死者不可勝計”。

在對大都城附近水資源和地勢地貌進行充分的調研考察后，郭守敬提議修建從通州至京城的運河，得到忽必烈支持。忽必烈甚至要求，丞相以下文武百官都要參加挖河建壩的工作。

1292年，在金代閘河（即金代開鑿的從中都到通州的運河）的基礎上，元大都至通州的運河工程順利完工，全長82公里。南方的船只可以通過這條運河直接行至北京什剎海，在積水潭碼頭卸貨。忽必烈看到南來北往的漕船在這條運河上穿梭往來，非常高興，于是賜名為“通惠河”。通惠河開通后，漕運到大都的糧食由每年幾萬石猛增到一百幾十萬石。通惠河打通了京杭大運河的 “最后一公里”，至此，大運河成了縱貫南北的水上交通網。

挖通運河有人力就行，但通州到京城運河的核心問題是水源。由于通州地勢低，郭守敬的難題在于找到保證運河水量的水源。他在北京周邊輾轉調研，勘查水源，最終把昌平白浮泉作為水源之一。

因為白浮泉與大都城之間的高差很小，直線的引水路線上有低谷、溝渠，水流無法抵達大都城。經過水文測量，郭守敬“舍近求遠”地設計水道，即不用沙河和清河的自然水道，而是向西，直到西山腳下修成渠道，既可輸水，又可將西山的水收集起來，注入水渠之中，并匯集到甕山泊（今頤和園昆明湖前身），再向南引入直至通州。

郭守敬從解決漕運問題出發，將灌溉、防洪和航運兼顧，將開發之利做到最大，“上可以致西山之利，下可以廣京畿之漕”。通惠河的開鑿和白浮引水的成功，不僅解決了大都的漕運問題，而且開辟了大都的水源，為元大都城的建設和都城的持續發展奠定了基礎。因為郭守敬，元代成為歷朝歷代封建王朝歷史上，北京解決水源和漕運問題最好的時期。

南北分水解決水源困難

山東省濟寧汶上縣會通河段的南旺鎮，是京杭大運河全程地勢最高處，北高臨清90尺，南高徐州106尺，被人們形象地稱為“水脊”，曾常因水量不足而淤塞斷航。元代會通河的效率十分低下，管理和維護都相當困難。

時間回到明永樂九年（1411年），“讓運河常年有水”這個重擔落到了當時的工部尚書宋禮身上，宋禮調查后認為應疏浚，但25萬人的疏浚隊伍勞作幾個月也未見成效。就在他一籌莫展的時候，汶上一位民間水利專家白英獻上了一個建設性方案，就是“引汶濟運”，通過在南旺建立水利樞紐工程來滿足“讓運河常年有水”的目的。

宋禮在白英的幫助下，圍繞引、蓄、分、排四大環節，開挖了引水渠——小汶河，“遏汶至南旺”，從地勢較高的大汶河筑戴村壩引水，同時在南旺設分水口。南旺水脊，地形復雜，宋禮、白英為調節水量，又相地置閘分流?！睹魇贰に味Y傳》載：“北自臨清置閘十七；南至沽頭置閘二十有一?！彼盟l，值人看守，層層節水，以時蓄泄，“分水龍王廟二閘尤重要，最易斟酌，若淺于南，則當閉北閘，使分北之水亦歸于南；淺于北，則閉南閘，使分南之水，亦歸于北”。這樣一來，就能保證南北過往船只的順利通過。

南旺樞紐被譽為整條大運河上科技含量最高的工程，為千里運河南北分水之咽喉，是17世紀工業革命前世界土木工程的最高技術成就。

南旺分水的設施，和都江堰相似，在肖汶河與運河的交匯處，設一300米長的石壩，石壩的中間是梭形的魚嘴石，這樣不僅能防止洪水沖刷，而且可調節南北分水量，讓其大部分流向北方，小部分流向南方。因此，民間流傳著“七分朝天子，三分下江南”的說法。南旺分水大大改善了會通河的漕運能力，有統計數據說，“10倍于元代”。分水口處還建造了龍王廟，因此被稱為“分水龍王廟”。1504年，南旺分水完全取代了濟寧的天井閘分水，而后成功地運行了近500年。

南旺分水樞紐實現了運河水的南北分流，并利用周邊湖泊，在豐水季蓄水，枯水季排水，加上挖泉集流、建閘節流、科學管理等一系列措施，成功地解決了大運河的水源，天才地解決了大運河最重要的技術難題，為明清大運河500多年的漕運通暢奠定了堅實的基礎。南旺樞紐也因此被譽為整條大運河上科技含量最高的工程，為千里運河南北分水之咽喉，是17世紀工業革命前世界土木工程的最高技術成就。

山東南旺分水樞紐戴村壩的主石壩。

鑒于南旺水利工程的重要性，2008年以來，山東省文物考古研究所、濟寧市文物局、汶上縣文物旅游局對南旺樞紐工程遺址進行了不間斷的考古發掘，還入選“2011年度全國十大考古新發現”。

清口樞紐——淮揚運河淮安段。

隨后，大運河南旺樞紐國家考古遺址公園建成，該公園以汶運交匯口和南旺分水龍王廟為核心，北至十里閘，南至柳林閘，東至徐建口斗門，目前包括大運河南旺樞紐博物館、古建筑群和古河道遺址。如今，人們可以在大運河南旺樞紐博物館中，通過文物藏品、歷史文獻等實物和圖片模型，以及3D演示等多種方式，重溫古代水工的技術成就。

“束水攻沙”化解治理難題

出版過《運河的開發與治理問題》一書的中科院地理所研究員鄒寶山曾說過：“治理運河的關鍵就是治理黃河?！贝筮\河連接了五大水系，與黃河相遇最為尷尬。由于黃河、淮河和運河在清口交匯，導致了復雜的水系格局，黃河河道的變遷和沖決泛濫，一直在影響著大運河的暢通，對運河構成威脅。

明代的治黃、治運和治淮工作更為復雜和困難。明代著名治水專家潘季馴在萬歷六年（1578年）第三次出任河道總督，前往黃河、淮河、大運河三條河流的交匯之處的淮安清口，對黃、淮、運治理進行了總體規劃，提出了“通漕于河，則治河即以治漕；會河于淮，則治淮即以治河；合河淮而通入海，則治河淮即以治?！钡囊巹澦枷耄瑥娬{將黃、淮、運作為一個整體對待：既要看到三者間的區別和矛盾，更要重視三者間的聯系。治理的核心就是“束水攻沙”和“蓄清刷黃”。

潘季馴認為，實現“束水攻沙”的關鍵是筑堤。為此，他設計了一套由遙堤、縷堤、月堤和格堤組成，于遙堤上修建減水閘和滾水壩的堤防體系，并于1579年在黃河兩岸完成徐州至淮安長達600里的遙堤。自此，黃河被固定于徐州至淮安一線。“蓄清刷黃”則被潘季馴生動地比喻為“以湯沃血”，即把蓄積的清水用于沖刷黃河泥沙。

明萬歷年間，清口水利樞紐格局基本形成，并逐漸成為保障大運河順暢完整的關鍵工程，也是中國大運河上最具科技含量的樞紐工程之一。

潘季馴的思想在當時領先世界，特別是被大壩阻截的淮河形成的洪澤湖乃當時世界上最大的水庫，堪稱16世紀中外罕見的偉大水利工程。清口水利樞紐用引黃濟運、遏黃保運、避黃保運等措施協調黃運關系，通過在黃淮運交匯口增建減水閘和滾水壩，確保了河床淤積和洪澤湖在黃、淮汛期高水位的情況下不至于危及航道和下河地區河道的安全，遏黃保運的措施取得了較好的效果。在黃河泥沙和大規模的水利工程的作用下，產生了洪澤湖、微山湖、駱馬湖等，并且改變了淮北平原的面貌。

中國水利文明傳承的載體

整條京杭大運河因河道漫長，涵蓋地域范圍廣泛，須經歷閘河段、湖區段、天然河段、河運交匯段等復雜的地形和水域，如何解決船隊翻山越嶺的問題，如何保持航道暢通，如何解決航道上江河平交現象，眾多的工程中體現了中國古代水工水利科技的創舉。

水利專家徐炳順曾總結，中國古代水工在京杭運河上創造性地建設了宏大工程系統和完善的管理系統，破解了六大世界性難題。除了體現了很高的航運樞紐規劃水平和工程技術水平的南旺分水工程，黃、淮、運交匯的清口水利樞紐工程，還創建了梯級船閘工程系統，發明創造了航運節水工程澳閘和調節水柜，滾水壩和減水閘等一系列的防洪安全工程，創建了航運安全工程系統。此外，還創建了一整套工程建設管理系統。

據悉，中國是世界上最早發明船閘的國家，也是最早建造多級船閘的國家。京杭大運河的梯級船閘系統，借由船閘實現水位升降，船得以上行下行，翻山越嶺。公元423年，揚州附近運河建造的兩座斗門是京杭運河工程上最早出現的閘門。北宋期間公元984年建造的真州閘，是世界上最早的復式船閘，比歐洲荷蘭的船閘早了約400年。元代在會通河上臨清與濟寧之間建造了31座船閘，可謂是全世界最早的梯級船閘，比西方早350年。

雖然如今公路、鐵路、航空等現代運輸方式已經成為主流，可大運河上的水運船只仍然發揮著重要作用，是現代運輸體系的重要補充。那些仍然在運河上忙碌穿梭的船只，為大運河賦予了生命，讓大運河成為為數不多的活態文化遺產。

當年在牽頭進行運河申遺時，時任揚州市市長朱民陽認為，“活態”是大運河區別于其他運河世界遺產的最顯著特征，這一特征仍具有非常重要的現實意義。在朱民陽看來，今天大運河仍是揚州城市發展的動脈，也是中國“北煤南運”的主要通道，僅淮揚運河段就相當于8條京滬高速公路的貨運量。除了主航道承擔著運輸、灌溉、泄洪等功能外，大運河部分航道還擔負著為中國南水北調東線工程輸水的重任。

同濟大學土木工程學院水利工程系教授劉曙光認為，京杭大運河最重要的科技價值之一，在于合理地解決了由于地形的高差不同帶來的水資源空間時空分布不均勻的問題，各種水利工程手段，在沒有現代科技的情況下，用自然的力量來解決自然的問題。如今的南水北調工程，也是對京杭大運河思路和理念的傳承和新發展。

2022年8月，全長135公里的平陸運河工程在廣西開工，建成后將在我國西南地區開辟一條由西江干流向南入海的江海聯運大通道。劉曙光表示，作為中國水利文明傳承的重要載體，京杭大運河傳承下來的很多經驗在如今的工程中都值得借鑒，并通過新的科技賦能去解決，“土木工程水利工程在我們國家今后更長的時期，還要發揮更大的作用，其中依然閃耀著京杭大運河水工智慧的光芒”。