大運河開鑿史上的水利傑作

不同歷史時期，我國古代勞動人民為克服地形差異對大運河的影響進行過多方探索和嘗試，其中最有效的措施是增大運河彎曲半徑、修閘築壩和設置水櫃。

三灣頂一閘

由於複雜的地勢而産生的水位差，是制約大運河修建和發揮作用的一大難題。大運河的建設者們設計出了一個又一個卓越可行的方案。如“三灣頂一閘”，便是傑作之一。大運河的不少河段都是七拐八折、彎彎曲曲的。許多人也許頗為不解地提出這樣的問題：古人開挖大運河為什麼捨近求遠，不走直線呢？其實，這非但不是令人遺憾的敗筆，而恰恰是獨具匠心的絕妙之作。著名的“人工河曲”——揚州三灣以及德州至臨清的一段彎曲運道就是為了消除地面高差、降低運道坡度、滯緩水流面而採取的工程措施。揚州三灣是古運河流經揚州附近的一段航道，起自揚州市東北郊灣頭鎮，蜿蜒西南流到長江的瓜洲渡而止。儘管直線距離不足23公里，可這段河道卻拐成個“S”形的大彎，把河道延長到30公里。這種彎曲的水道不但增加了航行的難度，而且延長了航行的時間。

那麼，古人為什麼幹這種“費力不討好”的事呢？原來，古運河流經的揚州三灣地區，自從金正隆末年（西元1160年左右）黃河改道南侵泗、淮、渦、潁，奪淮河下游入海後，黃河的多次潰決氾濫造成泥沙淤積，改變了這一帶原來南高北低的地勢，構成了北高南低的三級階梯，致使短短10公里的河段，高低落差竟達l5米。在如此落差懸殊的河段，如果開成直道，很難保證運河水面的平緩。我國古代運河的建設者們為了解決這一難題，經過不懈的探索和努力，終於找到了“截直道使曲”的辦法，即順應地形地勢故意開出一條彎曲的河道，通過增加河道的長度，從而達到降低河床坡度以調整水位落差的目的。這同在高山上修築盤山公路以降低山勢坡度是同樣的道理。看似十分簡單的舉措，卻解決了調整水位落差的一大難題，堪稱是運河水利史上的一大創舉。這一辦法，後來在開鑿德州到臨清一段運河時也被採用。即使當今正在實施的南水北調東線工程，也要採取修閘築壩、分級送水的工程措施，藉以解決地形差異的影響。

築堰擋水

築堰擋水，是運河建設者們為保證運河航行充足的水量和穩定的水流而精心構思的另一傑作。邗溝是溝通江、淮的重要河段。如何解決淮河水位低、邗溝水位高的水位差問題，是影響這一段運河通航的關鍵所在。聰明的古人採取了在邗溝入淮的交匯處築堰的辦法，終於使這一難題得到了圓滿解決。這道名之為北神堰的大堰，位於楚州（今江蘇淮安）城北五里的邗溝入淮口處，它的功能，就在於攔蓄邗溝之水以防止其過多地泄入淮河。這樣，就解決了淮河與邗溝的水位差問題，保證了航道的暢通。除了北神堰以外，較著名的還有位於揚州市北的蜀岡的平津堰。

由於蜀岡一帶地勢較高，為了保證大船的通行，唐元和5年（西元810年）採取了鑿深蜀岡附近運河的辦法，結果造成了“河益庳，水下走淮”的不良局面。為了防止河水下泄，當時的水利專家李吉甫率民伕攔河築堰（稱為平津堰），堰成以後，實現了“以泄有餘，防不足，漕流遂通”（《新唐書》卷五三）的目的。此外，在浙東運河上，也設有數道堰埭，解決了浙東運河沿途地勢高低不平而在不同河段間存在的水位差問題。

鋻於堰埭過多，常常給航運造成不少困難（堰埭的高度一般僅稍高於水面，且呈人字坡面，小船過堰，須用人力牽挽；而大船過堰，則需用牛馬來牽引）的情況，先人在實踐中又創造了一種比堰埭更先進、更有效地解決河道水位差的辦法——“復閘”，即今天廣泛採用的“雙船閘”過船方式。也就是説，在需要建閘的地段，修築前後兩閘，船行至時，閉後閘，開前閘，在兩閘間或放水，或充水，以降低或提高水位，使閘中水位與前方河段趨於一致，然後打開前閘，讓船隻順利通過。對於這種“復閘”，北宋著名科學家沉括曾記述道：“天聖中，監真州排岸司右侍禁陶鑒始議為復閘節水，以省舟船過埭之勞……自後，北神、召伯、龍舟、茱萸諸埭，相次廢革，至今為利。”（《夢溪筆談》卷一二《官政》）由此可見，最遲在北宋天聖（西元1023—1032年）年間，大運河上已出現復閘，從而扭轉了船隻過堰時“糧載煩于剝卸，民力罷（疲）于牽挽”（《宋史•河渠志》）的不利狀況，大大提高了運河的航運效率。設置堰埭以調節水量、控制水位差，是中國水利史上的一項重大創造；而用復閘代替堰塊，則是水利史中一項具有劃時代意義的偉大進步，標誌著我國水利工程技術已達到了一個相當高的水準。西方直到13世紀，才在荷蘭出現了簡單的船閘。

泉水當作水源

在大運河的開鑿過程中，還有一個極大的“攔路虎”——水源不足問題。為了解決這一難題，中國古代水利科學家又一次地顯示出非凡的才智和創造力。通惠河是元代大都（北京）至通州間開挖的一條重要運河，是南糧北運抵達大都的關鍵河段。應該説，以當時的生産力水準開鑿這樣一條不太長的運河是比較容易的，但如何解決通惠河的水源，並選擇一條可以克服自然條件限制而取得豐富水源的路線，從而確保通惠河充分發揮其航運效益，則是一個天大的難題。由於地理和氣候的原因，坐落于華北平原北端的北京，地表水一直比較缺乏。本來，從北京城西奔流而下的永定河應該是理想的水源地，但是由於永定河泥沙含量大，水質渾濁（歷史上曾稱渾河），大量的泥沙淤積極易引起河道淤塞。同時，桀驁不馴的永定河還時常洪水氾濫，是一條殊難控制的河道。因此，必須另覓新的水源。

元朝傑出的水利工程專家郭守敬，經過查勘調研，終於在北京西北山麓的昌平一帶發現有許多泉水可資利用。但是，在大都和昌平之間有沙河和清河兩條河谷低地，對於引水到大都形成了兩道難以逾越的障礙。郭守敬經過實地考察和精心勘測設計，終於選定了一條避開障礙的理想路線——從昌平東南白浮村的神山泉（海拔55米）起，開渠引水西行，然後大體沿50米的等高線轉西南而下，避開了沙河、清河的河谷低地，並在沿途攔截沙河、清河上源及西山山麓諸泉之水南行，再向東南注入甕山泊（今昆明湖）。為了保持充沛的水量，沿渠又修築了著名的白浮堰。水源問題的解決，為通惠河的航運暢通發揮了關鍵作用。這一引水工程的建設，充分顯示了當時高超精密的科學技術水準，直到今天仍令人嘆服。

再如明洪武24年（西元1379年），黃河在原武（今河南原陽境內）決口，夾帶大量泥沙而下的洪水將大運河的重要河段會通河淤塞。為了打通淤塞的河道，明朝廷于永樂九年（西元1411年）下令疏浚會通河。但在疏浚中遇到了水源不足這個極大的難題。正當疏浚工程的官員苦無良策的時候，山東汶上老人白英（當時著名的農民水利專家）雪中送炭，獻上了一個“借水行舟”的計策，即在大汶河上建一大壩（戴村壩），迫使汶水流向西南，注入地勢最高的南旺湖，作為濟運的主要水源，並在分水口南北建閘控制，使其四分南流，經由濟寧注入徐州一帶的運河；六分北流，注入會通河和禦河。同時，在相應的河段修閘以調節水位；在南旺分水口周圍的湖泊洼地設置水櫃，以蓄潴來水作為調節水源。工程實施後，順利地解決了會通河的水源不足和穿越黃河的水位差問題，使會通河500多年來一直暢通無阻。這一絕妙的設計，堪稱大運河建設史上的又一經典傑作。

閘化運道

“閘化運道”，是解決地勢起伏坡度較大地段運河通航的又一創舉。京杭運河素有“閘漕”之稱。自唐代在運河過江河處設鬥門以節宣泄始，至元、明兩代在京杭運河上修建了許多閘壩以供調節水量，形成了一套完整的系統。在會通河的設計、施工中，為了使運河順利地通過橫亙在航道上的大清河（為黃河故道，是一條遠遠高於地平面的懸河），著名水利專家韓仲暉等人經過反覆查勘分析，提出了開建新渠、引汶（水）絕清（河）的方案。即在岡城以下，充分利用泰山西麓地勢較高的條件，使汶水保持稍高於大清河的水位，繞道北行，積潴於安山，從安山山腳築閘開溝引入壽張縣境內的大清河，再堵絕大清河，迫使河水向北注入通往臨清的新溝。鋻於這一帶坡降較大的地形特徵，為防止泄水過快致使運道淺澀，採用了建造節水船閘的辦法，使南來北往的船隻逐閘浮升，順利“爬”過大清河。在地形變化較大的地方和重要碼頭，則用兩閘或三閘串聯，組合成一個有機的通道。這就把兩閘之間的河道變成了大閘廂，利用兩端閘門的啟閉控制，保持了運河水位的平衡，實現了梯級通航。據記載，元代從濟寧到臨清100公里的航道上，共設置船閘30余座，起到了與現代船閘大體相同的通航作用。

協調與黃運的關係

在大運河與黃河的關係上，大運河的建設者們也進行了艱難的探索。為了克服黃河河道的變遷和衝決氾濫對運河的影響，明清兩代的水利專家先後採取了引黃濟運、遏黃保運、避黃保運等措施協調黃運關係，其中遏黃保運的措施取得了較好的效果。此外，在黃運交匯處的治理措施上，提出的蓄清刷黃，以使黃、淮、運三者之間暫時平衡的經驗，對我們今天治理開發黃河和京杭大運河仍具有重要的啟迪作用。

大運河開鑿史上的水利傑作比比皆是，除了以上所列之外，還有如利用天然河道作為大運河有機的組成部分，既大大減省了開鑿新河的巨大投入，減輕了人民的勞役賦稅之苦。再如利用散佈在大運河兩岸的湖泊作為“水櫃”（如明清時代在山東魯運河和江南運河設置的安山湖、南旺湖、微山湖、練湖等水櫃等，為京杭運河的水源調節起到過重大作用），巧妙地解決了一些河段的水源問題，等等，無不顯示出運河建設者們的非凡智慧和創造力。

總之，就大運河工程本身而言，即使用現代科學技術來衡量，亦非輕而易舉，其線路設計、處理黃運關係、調集水源、天然河湖的利用與改造等方面，至今仍有重要的借鑒意義。