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水利史 | 灌溉的起源与发展

 正循环 2017-04-18


    

灌 · 溉



灌溉工程的起源与发展(公元前22世纪至秦汉时期)

农田灌溉在中原地区起源很早,在战国人所著地理书《周礼·职方氏》中,已对全国主要自然水体的分布有概括的叙述。


在当年全国的“九州”中,都分布有适于水生物生长的“泽薮”;适于船只航行的“川”;有灌溉效益的“浸”。


而人工灌溉系统,则由有蓄水、输水、分水、灌水、排水等不同功用的各级渠道所组成,称作“井田沟洫”制度。


春秋战国的著名大型灌区

蓄水工程——芍陂

有坝引水的工程——引漳十二渠

无坝引水的工程——都江堰、郑国渠


芍·陂

中国古代淮河流域水利工程,又称安丰塘。我国最早的蓄水灌溉工程。位于大别山北麓余脉的今安徽寿县南。


叔敖当上了楚国的令尹(宰相)之后,发动人民“于楚之境内,下膏泽,兴水利”。在楚庄王十七年(公元前597年)左右,主持兴办了芍陂。芍陂因水流经过芍亭而得名。


北魏郦道元在《水经注》中对芍陂有较详的记载,芍陂当时有5个水门:淠水至西南一门入陂,其余四门均供放水之用,其中经芍陂渎与肥水相通的2个水门,可以“更相通注”,起着调节水量的作用。 “水涨则开门以疏之,水消则闭门以蓄之”,不仅天旱有水灌田,又避免水多洪涝成灾。后来又在西南开了一道子午渠,上通淠河,扩大芍陂的灌溉水源,使芍陂达到“灌田万顷”的规模。安丰一带每年都生产出大量的粮食,并很快成为楚国的经济要地。


经过战国秦汉六百多年漫长岁月,芍陂因久不修治而逐渐荒废。


东汉建初八年(83年),水利专家王景任庐江太守,“驱率使民,修起荒废”,对芍陂进行了较大规模的修治。


三国时期,曹魏在淮河流域大规模屯田,建安十四年(209年),曹操亲临合肥,亦“开芍陂屯田”。西晋太康年间(280--289年),刘颂为淮南相,“修芍陂,年用数万人。”说明芍陂已建立了岁修制度。南朝宋元嘉七年(430年),刘义欣为豫州刺史,镇寿阳(今寿县),伐木开榛,修治陂塘堤坝,开沟引水入陂,对芍陂作了一次比较彻底的整治,灌溉面积恢复万顷。


隋开皇年间(581年~600年),寿州总管长史赵轨修治芍陂,将水门改为36个。其后屡废屡建,至清末尚有28个。宋明道年间(1032年~1033年),安丰知县张旨对芍陂又作了较大规模的修治。明清两代对芍陂的修治多达24次,但规模都不大。  


芍陂经过历代的整治,2500多年来,一直发挥着巨大效益。东晋时因灌区连年丰收,遂改名为 “安丰塘”。


如今芍陂已经成为淠史杭灌区的重要组成部分,蓄水量达7300多万立方米,灌溉面积达到60余万亩, 并有防洪、除涝、水产、航运等综合效益。


引·漳·十·二·渠

东汉(公元25年~公元220年)末年曹操以邺为根据地,按原形式整修,十二堰从此改名天井堰。东魏天平二年(公元535年)天井堰改建为天平渠,并成单一渠首,灌区扩大,后也称万金渠。渠首在现在安阳市北40余里,漳河南岸。隋代(公元581~公元618年)、唐代(公元618年~公元907年)以后这一带形成以漳水、洹水(今安阳河)为源的灌区。唐代重修天平渠,并开分支,灌田十万亩以上。清代(公元1644年~公元1911年)、民国还有时修复利用。


1959年动工在漳河上修建岳城水库,两岸分引库水,灌田数百万亩,代替了古灌渠。


都·江·堰

都江堰位于四川省都江堰市城西,是由秦国蜀郡太守李冰及其子率众于秦昭襄王五十一年(前256年)左右修建的,全世界迄今为止,年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。


都江堰的整体规划是将岷江水流分成两条,其中一条水流引入成都平原,这样既可以分洪减灾,又可以引水灌田、变害为利。主体工程包括鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道和宝瓶口进水口。


李冰父子邀集了许多有治水经验的农民,对地形和水情作了实地勘察,决心凿穿玉垒山引水。由于当时还未发明火药,李冰便以火烧石,使岩石爆裂,终于在玉垒山凿出了一个宽20公尺,高40公尺,长80公尺的山口。因其形状酷似瓶口,故取名“宝瓶口”,把开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆” 。宝瓶口使岷江水能够畅通流向东边,才可以减少西边的江水的流量,使西边的江水不再泛滥,同时也能解除东边地区的干旱,使滔滔江水流入旱区,灌溉那里的良田。这是治水患的关键环节,也是都江堰工程的第一步。


鱼嘴的建成将上游奔流的江水一分为二:西边称为外江,它沿岷江河雨顺流而下;东边称为内江,它流入宝瓶口。由于内江窄而深,外江宽而浅,这样枯水季节水位较低,则60%的江水流入河床低的内江,保证了成都平原的生产生活用水;而当洪水来临,由于水位较高,于是大部分江水从江面较宽的外江排走,这种自动分配内外江水量的设计就是所谓的“四六分水” 。


飞沙堰采用竹笼装卵石的办法堆筑,堰顶做到比较合适的高度,起一种调节水量的作用。当内江水位过高的时候,洪水就经由平水槽漫过飞沙堰流入外江,使得进入时瓶口的水量不致太大,保障内江灌溉区免遭水灾;同时,漫过飞沙堰流入外江的水流产生了游涡,由于离心作用,泥砂甚至是巨石都会被抛过飞沙堰,因此还可以有效地减少泥沙在宝瓶口周围的沉积。 


都江堰水利工程的科学奥妙之处,集中反映在正确处理鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口引水口等主体工程的关系,使其相互依赖,功能互补,巧妙配合,浑然一体,形成布局合理的系统工程,联合发挥分流分沙、泄洪排沙、引水疏沙的重要作用,使其枯水不缺,洪水不淹。都江堰的三大部分,科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题,形成无坝限量引水并且在岷江不同水量情况下的分洪除沙、引水灌溉的能力,消除了水患,使成都平原“水旱从人、不知饥馑”,适应了当时社会经济发展的需要。


都江堰是一个科学、完整、极富发展潜力的庞大的水利工程体系,针对岷江与成都平原的悬江特点与矛盾,充分发挥水体自调、避高就下、弯道环流特性,“乘势利导、因时制宜”,正确处理悬江岷江与成都平原的矛盾,使其统一在一大工程体系中,变水害为水利。堪称是一座巧夺天工、造福当代、惠泽未来的水利工程,是区域水利网络化的典范。后来的灵渠、它山堰、渔梁坝、戴村坝一批历史性工程,都有都江堰的印记。


都江堰以不破坏自然资源,充分利用自然资源为人类服务为前提,变害为利,使人、地、水三者高度协合统一,是全世界迄今为止仅存的一项伟大的“生态工程”。




 


治水“三字经”


深淘滩,低作堰。六字旨,千秋鉴。挖河沙,堆堤岸。砌鱼嘴,安羊圈。立湃阙,留漏罐。笼编密,石装健。分四六,平潦旱。水画符,铁桩见。岁勤修,预防患。遵旧制,毋擅变。

 



传统灌溉工程技术的成熟(三国至唐宋时期:约公元3~13世纪)


秦汉以前,我国主要经济重心在黄河流域;


三国至南北朝时期(约公元3世纪至6世纪)淮河中下游成为继黄河流域之后的又一基本经济区;


隋唐宋时期(约公元7世纪至13世纪)长江流域和珠江流域的经济地位突出出来,其中长江中下游已成为全国的经济中心,所谓“苏湖熟,天下足”,“国家根本,仰给东南”。


在基本经济区的建设中当然离不开水利建设。随着经济区的扩展,水利建设也取得了长足进步。


圩田是太湖以至长江中下游地区农田的主要灌溉排水形式,至唐末已有相当大的规模。


长江中游的两湖地区称作垸田,在珠江三角洲地区称作基围。


灌溉提水机械有很大的发展——水力驱动的灌溉筒车等,在黄河、长江、珠江等流域得到了普遍应用


不仅引水、蓄水、提水工程技术有重要发展,而且利用多沙河流的水资源和泥沙资源进行放淤灌溉和改良土壤也卓有成效。


北宋熙宁年间(1068—1077)政府大力推行放淤,短短几年间放淤面积达到5万顷以上,并有总结性专著出现。


此后放淤和淤灌在北方各省民间流传下来。



传统灌溉工程技术的普及与发展(元明清时期:约公元13世纪~20世纪初)


元代统治阶级的游牧生活逐渐被内陆发达的物质文明所同化。当年曾专设“都水监”、“河渠司’’等水利机构,推动水利建设,并一再颁行《农桑辑要》等农业技术书籍,指导农业生产。


明太祖朱元璋大力提倡农田水利。洪武二十八年(1395)在全国范围共兴建塘堰凡四万九百八十七处,河四千一百六十二处,陂渠堤岸五千四十八处。这一时期农田水利工程主要由地方或民众自办,以小型为主,大型工程少见。


由政府或军队主持的农田水利项目则以畿辅营田(今河北省)声势最大,为的是促进京畿地区农业发展,以减少每年大量的南粮北运的负担。但在北方兴修水田,因受水资源量的限制,难有大的作为。


随着巩固边防的努力,边疆水利有较大发展,其中清前期的宁夏河套灌区建设,清代中后期的内蒙河套灌区和新疆地区灌溉等成绩显著。


沿海的台湾、福建,尤其是珠江三角洲基围水利这一时期取得重大发展。




经过历史上的几次大起大落,到1949年全国有灌溉面积1600万公顷(2.4亿亩)。


中华人民共和国成立以来,进行了广泛持久的灌溉排水工程基本建设,取得了举世瞩目的巨大成就,为我国农业和国民经济的持续发展提供了不可替代的基础设施和物质保证。到2003年底,全国灌溉面积达到5580万公顷,使40%的耕地有了灌溉设施。1949年,灌溉用水量不到1000亿立方米,约占当时耕地面积的16.3%。人均占有灌溉面积0.03公顷(0.44亩)。到2003年,达到3300亿立方米。


1980年以来,灌溉水有效利用率和生产效率逐步提高。按实灌面积计算,1980年全国平均每公顷农田灌溉用水8745立方米,1997年降到7800 立方米。同期每立方米灌溉水生产粮食从0.6千克左右提高到约1千克。全国共建设万亩(667公顷)以上灌区5686处,灌溉面积2200多万公顷,占全国农田灌溉面积的43%。全国共有水库84905座,总库容4571亿立方米,其中除少数大型水库主要用于防洪和发电外,绝大部分水库都具有灌溉供水的功能。到2002年底,全国已发展节水灌溉面积1860多万公顷(2.8亿亩),其中喷灌247多万公顷(3700多万亩),微灌30多万万公顷,低压管道输水灌溉614多万公顷(6200多万亩),渠道防渗控制面积756多万公顷(11350多万亩)。非工程节水面积达到1670万公顷,其中800万公顷是采用控制灌水方法的水田。除涝达到2027万公顷,占需要治理的易涝面积的83%。



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