中国水利科学技术史4.ppt

1、武汉大学水利电力学院梁 利靳辅在治河方略上，反对多支分流，主张束水于一槽为了攻沙，他把堤防从云梯关内伸向关外接近海口的地方他也主张借清刷黄。但是又有一定发展u一方面，他大大增建了洪泽湖大堤上的减水坝，扩大了宣泄淮河洪峰的能力u另一方面他又提出“黄淮相济”，增加冲刷清口泥沙的能力靳辅强调在以水冲沙的同时，要辅以人工挑浚靳辅认为，要以挑浚和筑堤相结合，加强对黄河入海口泥沙的治理在内忧外患的形势下，清后期（嘉庆至咸丰）的水利事业日趋衰落这一时期黄河依旧循南流夺淮旧路入海，但连年决口，泛滥横流终于在咸丰五年（1855年）发生铜瓦厢大改道，黄水夺路北流，结束了自南宋以来黄河南流七百年的历史清后期日益混乱

2、的黄河治理（1）河道日趋阻梗u河道主槽严重淤积，决口决溢更加频繁。决口地点，从乾隆以后有自下而上移动的趋势（2）清口淤塞黄水倒灌u道光以后，淮河清水不再汇入黄河。高家堰洪泽湖清口水利枢纽维系多年的“蓄清刷黄”作用结束了（3）入海尾闾不畅（4）治河惟有堵口u清代后期的堵口工程从堵口次数、堵口规模上都达到空前未有的程度n清史稿河渠志统计，从乾隆三十一年（1766年）到咸丰三年（1853年）的88年中，有重大堵口工程的年份至少是37年n堵口次数计算，88年中重大堵口至少有65次，平均每1.35年堵一次河官更迭频繁：平均每年都有河道总督的人选变化，有时一年之内三易其人u嘉庆一朝仅25年，南河总督换了1

3、2任，东河总督换了18任弄虚作假，贪污成风：堵口工程越大，河官贪污越多，所谓“黄河决口，黄金万斗”治河经费激增：河官弄虚作假，使堤防受到严重损害，而治河经费却迅猛递增u魏源在筹河篇中指出：“乾隆四十七年后之河费既数倍于国初，而嘉庆十一年后之河费又大倍于乾隆。”河防日渐松弛：河防机构不断膨胀、河官役吏增加，而河道形势却日益严重，修守懈怠，险工迭出 铜瓦厢在今兰考县东坝头乡以西，是明清两代河防的险要处所之一u黄河由西而东，在这里折而向东南u这一带东北方向地形低洼，历史上黄河多次在此决口，冲向张秋运道，夺大清河入海清咸丰五年六月（1855年7月）中旬，黄河发生大水，兰阳一带水位猛涨十八日，兰阳铜瓦厢

4、三堡以下无工堤段先是崩塌三四丈二十日即全河夺溜，决水先流向西北，淹及封丘、祥符两县而后折向东北，淹及兰、仪、考城、长垣等县以后漫水分三股，汇到张秋穿运，夺大清河至利津县入渤海，形成了今天的黄河下游河道清廷无力顾及治河，使决口口门到七月初已扩大到一百七八十丈围绕是否堵塞决口，挽河南行故道进行了将近20年的争论口门宽已近二十里，新河槽已逐渐刷成，改道已成定局铜瓦厢改道对新道和故道行经地区的经济发展、生态环境、人民生活以至社会生活都产生了难以估量的影响1855年后的黄河分滞工程分滞工程上拦工程上拦工程下排工程下排工程长江、海河、珠江、辽河水系的治理唐宋以前，其它水系只有局部的治河防洪工程宋代以后，长

5、江流域全面开发，特别是江南一带，长江水系的防洪问题逐步得到重视元代定都北京，比较注意海河水系主要是永定河的治理明清两代，由于沿江城市兴起和长江中下游平原农业经济的进一步发展，沿江工程的规模日渐扩大u珠江水系、辽河水系的治理也加快了步伐长江横贯中国东西，支流湖泊众多，地形气候多样，水灾既具有流域性，又有地流域性，又有地区性区性u长江上游四川境内的干支流和中游的支流汉水、湘江、资水、沅江、澧水等，坡降一般较陡，河流所经多丘陵、山区u水灾损失主要是沿江两岸，所谓“一条带”u宜昌以下的干流，两岸地势平衍，河床开阔，淹没损失一大片u洞庭湖、鄱阳湖、太湖等湖区既受长江干流洪水涨落的影响，又承受湖区周围众多

6、支脉的来水u水害治理与湖区的水利开发联系在一起长江上游干支流河槽深切，河岸较高，河流两岸一般不设堤防，局部地段堤防主要用于城市防洪中下游经过历代修建逐步形成系统堤防u由于南岸多丘陵高岗，江防重点在北岸 长江流域的水灾特点 历代治江工程长江流域的水灾特点长江流域的洪水常常是暴雨所致降雨过程有先东后西，先中游后上游的特点流域性水灾，主要洪水来源一是来自四川盆地u四川盆地西北部、北部及大巴山两侧是流域内的最大暴雨区n 特别是四川的雅安地区，年平均降雨量在3000毫米以上u四川雨量多集中在78月，这一时期成为长江的主要汛期二是来自汉江流域宋以后，上游干支流和下游太湖流域的水灾较多明清时期，由于湖区开发

7、加快，长江中下游的湖区洪涝灾害日益严重u洞庭湖、鄱阳湖、太湖等湖泊面积日益缩小，入湖支流水道紊乱，加速了长江泥沙在湖区的淤积n明代以前，洞庭湖水灾平均83年1次，明代后期至清末平均20年1次，民国时期陡增到5年1次历代治江工程历代治江工程明清两代，长江流域荆江段是长江水灾的集中区雍正年间，明确要求加强对荆州长江堤防的建设在历代治江工程中，荆江段和太湖、洞荆江段和太湖、洞庭湖地区是注意的重点庭湖地区是注意的重点长江中游从湖北枝城到湖南城陵矶，通称荆江u荆江以藕池口为界分为二部分，以上称上荆江，以下为下荆江u荆江全长420公里，河曲发育，是长江中游最为险要的河段u唐宋以前，荆江的河道宽广，河床比较

8、稳定。在荆江的两侧有多达二十几处的分水口u元代以后荆江分水口逐渐减少，长江洪水不能得到及时宣泄荆江河段的堤防建设就愈益重要荆江大堤始建于东晋永和年间（345356年），桓温命陈遵主持修建的金堤北宋中期时荆江北岸堤防已基本形成明代后期，水后都曾有大修。清代中期以后，荆江大堤就日臻完善和坚固明代前期起，长江中下游其它河段也开始筑堤u主要是湖北武汉一带，黄梅、广济一带，安徽的宿松、望江、怀宁一带，无为、和县一带主要有四邑公堤、武汉堤防、黄广大堤、主要有四邑公堤、武汉堤防、黄广大堤、同马大堤、无为大堤同马大堤、无为大堤长江支流汉江下游修建了汉江堤防汉江堤防清代在这些堤工的基础上进一步延伸、接筑、加固中

9、下游湖区治理工程，主要集中在洞庭主要集中在洞庭湖、鄱阳湖、太湖地区湖、鄱阳湖、太湖地区洞庭湖和鄱阳湖的治理工程主要是修筑垸堤u洞庭湖的垸堤始于宋代，明清时代进入极盛时期u修建垸堤的目的是为了与水争地，围垦湖区u结果严重改变了江湖的蓄泄关系n明代以前，湖区水灾平均83年发生1次，明代后期至清末平均20年1次；到解放前夕5年1次u鄱阳湖的圩堤，大部分创建于明清u圩堤除防御洪水外，还设制了节制水流的斗门，通过陂塘、沟洫等水利设施进行灌溉u太湖地区的水系治理，关键是解决洪水出路问题u治理措施主要有浚河、修圩、建闸，以疏浚为主u疏浚工程的重点是吴凇江，疏浚工程的重点是吴凇江，以明初夏原吉主持的工程最为著

10、名n夏原吉采取“掣凇入浏“的方案：n从夏家浦导吴凇江入浏河出长江，导淀泖水经黄浦江入海u最终结果是：浏河常通，吴凇江常淤，黄浦江成为太湖的出水要道历史上的治江主张历史上的治江主张一是“穴口分流”论u第一种意见把长江的自然状态当作了人为的结果二是“筑堤为上”论；三是“不与水争地”论；四是“塞口还江”论u后三种意见重视了人类活动的因素，并想尽可能避免人类活动的消极影响要解决长江的防洪问题，必须用人类的积极活动来克服大自然的消极因素，使长江的变化适应社会经济的发展长江中下游的防洪治理的方略是“蓄泄兼筹，以泄为主”，“江湖两利”和左右岸兼顾，上中下游协调的原则。海河水系共有五大支流，即北运河、永定河、

11、子牙河、大清河、南运河海河流域地处华北平原北部，属半湿润地区，雨量集中，且多以暴雨形式出现宋代黄河东流、北流对海河水系干扰很大，此后水灾增多金代定都中都（今北京），历元、明、清三朝，治河防洪工程迅速发展，但重点是治理靠近京都的永定河永定河的自然特点永定河的自然特点永定河上游分两支，北支名洋河，发源于内蒙兴和县；南支名桑干河，发源于山西宁武县；两河在河北怀来县朱官屯汇合，然后东南流向北京；北京以下河道变迁较多永定河年平均含沙量高达122公斤每立方米，泥沙在平原段迅速沉淀，造成河流主槽左右摆动清康熙三十七年（1698年），两岸大修堤防，河道才相对稳定但造成在固安县境的河段，堤内滩地比堤外地面高出5

12、米左右永定河的洪水灾害永定河的洪水灾害永定河具有含沙量高，洪枯水量相差悬远、上游坡陡流急、中下游摆动不定、尾闾不畅等特点永定河虽有四汛，即凌汛、麦汛、伏汛、秋汛，但危害最重的还是夏秋暴雨所造成的伏汛伏汛造成永定河河道变迁的主要趋势：是由北而南，再由南而北的迁徙摆动永定河的堤防沿革五代以前永定河两岸没有堤防工程辽代升幽州（今北京西南部）为南京，开始有筑堤记载金代北京上下堤防逐步兴建清代是堤防工程大发展的阶段历代治理永定河的主张金元两代，着眼点在于利用河水通漕运元代重视对永定河堤防的建设明代重点转到了防洪，措施主要是在卢沟桥以上坚固设防清代康、雍、乾三朝，治理方略上有几种不同的主张u第一、筑堤束水

13、，以水攻沙u第二、“不治之治”u主张在永定河下游两岸只设遥堤或干脆不设堤防u第三、全面治理珠江水系支脉众多，主要支流有西、北、东三江流域范围主要包括云南、贵州、广西、广东诸省区流域内地势西北高，东南低西江源源流长；北江则较短促，东江上游约束于群山之间西、北、东三江下游缺乏湖泊调蓄，洪水汇聚珠江三角洲宋代及其以后，珠江水系防洪工程兴建渐多清代珠江三角洲防洪问题成为本区重点水利之一珠江流域的防洪主要采取修筑沿江堤防兴修了服务于农田建设的堤围围堤和防洪堤起着控制洪水泛滥的作用辽河上游有东、西辽河西辽河又分两支：北支为沙拉木伦河，南支为老哈河西辽河东经通辽、双辽，折而向南在福德店又汇合东辽河，始称辽河

14、辽河南经铁岭，再折而西南至营口入渤海辽河流域自古就有多水易涝多水易涝的特点u上游，地处黄土山区，水土流失严重，河水中泥沙甚多u中下游干支流沿岸，人烟稠密，洪水为害深重，尤以东辽河最严重u其支流苏台河、清河、柴河及范河等也易泛滥辽河的老哈河辽河水系的治理，是以整治河道为主，修筑堤防为辅主要措施是，疏浚河道，开挖减河明清两代的治河防洪工程主要是疏浚河道和开挖排洪减河堤防兴筑大都始于清代末期运河：人工开挖的通航水道运河的作用：（1）是沟通不同河流、水系和海洋，以缩短运输路程；（2）联接重要城镇或工矿企业，把航道直接延伸至货流据点（3）绕避天然水域中险滩等航行障碍古代运河工程概况中国最早利用天然水道通

15、航，就是 “刳木为舟，剡木为楫。”（易系辞下）西周以后，人工运渠开始出现战国时期，人工运河十分发达秦以后，人工运河朝着跨流域，长距离的方向发展运河工程的大发展，促进了水利科学技术的深入发展u古代开渠技术、闸坝工程技术、水源开发技术都上升到一个新的水平古代运河工程的发展阶段和特点中国由于水系多为东西方向，所以人工运河多为南北方向运河分布区域，经历了由局部地区到形成全国四通八达的水运网的发展过程大致有以下四个时期：一、大江大河下游发展期，这主要是春秋战国时期u人工运河出现在长江、黄河、淮河的下游二、向南向北发展期，这主要是秦汉时期u秦汉王朝完善了江、淮、河、济之间的水运运输u更重要的是把水运网向南

16、北扩展u秦国开凿灵渠，把湘江水系和漓江水系连接起来u东汉末，曹操向北开凿了一系列运河，打通了黄河与海河、滦河水系之间的联系u这一时期可从北边的滦河乘船直通南边的珠江三、东西大动脉形成期，这主要是隋唐时期u隋、唐定都长安，经济取自江南。唐代加强对东北边疆的控制u隋、唐都着力加强东西水运。隋唐王朝形成了由西而东南和东北的大动脉四、南北大动脉发展期，这主要是元、明、清时期u元代定都北京，使水运工程发展的重点转向西北水道的加强u京杭大运河工程开通，在五百年左右的时间里，一直是南北交通的大动脉运河发展规模变化古代运河的规模由当地运河，跨水系运河，发展到横跨东西，纵贯南北的大运河春秋时期的运河工程几十里，

17、百把里秦汉时期，一次工程就开凿几百里隋唐时期开凿总长度上千里京杭大运河，全长达三千余里，成为世界上最长的人工运河运河工程技术变化从平原运渠发展到翻山越岭的闸河从引清水源的运河到利用浑水源的运河从无闸运河到设陡门、置闸、梯级船闸以及设调节水库工程技术从简单到复杂，从原始到较高级发展春秋战国与秦汉时期的人工运河春秋战国时期航运工程的初创秦汉时期人工运河的发展春秋晚期至战国时期，人类对航道的利用开始发展为综合性的开发治理。人工航道应运相继出现春秋战国时期航运工程的初创陈蔡运河：历史记载最早的一条人工运河u沟通陈国的沙水与蔡国的汝水。具体地理位置不可考，运河也并不宽大邗沟：是吴国开凿的沟通长江、淮河的

18、第一条人工运河邗沟的开凿表明，水运发展到沟通流域间水系的阶段史载，吴王夫差为北上中原与齐国争雄，在公元前486年组织人力开挖邗沟这是中国历史上第一次把同一纬度、东西流向的天然河流用南北流向的人工运河连接起来使长江流域和淮河流域两大经济区通过邗沟联为一体从今定陶县东北的古荷泽引水东流，至今鱼台县北注入古泗水荷水：公元前482年，吴国将邗沟向北延伸，连接淮河以北的水系，沟通了济水和泗水这条人工河一直伸到黄河流域的南部，从而使淮河和黄河间也实现了通航夫差两次组织开凿运河，均巧妙地利用了江淮间和黄淮间的天然河道、湖泊沼泽，稍加修整使之串通起来公元前361年，邗沟同魏国在北边开凿的一条沟通黄河与淮河的人

19、工航道鸿沟联通而又一次延伸江、淮、河、济古代四大水系被这条运河沟通在一起，形成了航道交通网鸿沟：战国中期，自公元前361年开始，魏惠王开凿；古代最早沟通黄河和淮河的人工运河。后又称狼荡渠鸿沟经秦、汉、魏、晋、南北朝，一直是黄淮间主要水运通道之一鸿沟在今河南省荥阳北引黄河水；东经中牟北，开封北而折向南；经尉氏东、太康西、淮阳，分为两支：南入颖河，东入岁水，二者皆入淮河中途在开封东分水入汳水（即后来的古汴水），又南分水入睢水，都流入泗水通淮；再南又分水东入涡水直接通淮河，形成了黄淮之间的水运交通网鸿沟向南通淮水北岸各支流，向东通泗水，又可经济水向东通航，形成了一个水运网战国时期的邗沟和鸿沟把黄河和

20、淮河、长江沟通起来，为全国范围的水道交通网的形成，奠定了初步的基础据史记河渠志记载，当时汉水和云梦泽一带，三江五湖之间，山东半岛的淄水和济水之间以及成都平原上都有通航和灌溉两用的水道这个时期的运河都是人工沟通自然河流和湖泊的水道所形成的，开挖的长度并不长秦汉时期人工运河的发展灵渠关中漕渠褒斜道公元前221年，秦始皇为了开发岭南地区，命监御史禄或监禄主持开凿的一条沟通湘江和漓江的人工运河灵渠，又名秦凿渠，或称陡河，已有2200多年历史全长60余里，建于秦始皇三十三年（公元前二一四年）修建灵渠的原因灵渠在水利技术上的成就灵渠的结构两千多年前，始皇发兵五十万，展开了历史上有名的“秦戍五岭”的征服战争

21、但战争召到失败，始皇分析后认为，最大的原因是岭南交通不便，战争所需的军粮无法及时供给始皇派监御史禄，在广西兴安县境内，利用这里特殊的地形，开挖运河公元前214年，灵渠开通连接了湘江和漓江，沟通了长江水系与珠江水系同年秦始皇在岭南地区设下桂林、南海、象郡三郡，一个以咸阳为首都的封建大国形成了大国疆域：东至大海，西至甘青高原，南至岭南，北至河套、阴山、辽东灵渠不仅是征服战争的胜利，还扩大了我国的内河航运网络主要是发现并利用了兴安河谷地带引水方便的地理条件u兴安地处五岭山脉的越城岭与都庞岭之间，是湘、漓二江上源的河谷地带和分水岭，湘江北去，漓水南流u湘江上游海阳河，发源于广西灵川县海阳山（今海洋山），由南向北流u至兴安县城附近，称为湘江，再向东北流经洞庭湖而汇入长江u漓江发源于兴安县帽儿山南六洞河，由北向南流u至司门前与黄柏江、川江汇合称大溶江u至大溶江镇附近与灵河汇合，称漓江u再汇合其他支流经梧州而入西江u兴安：湘江有一条小支流叫双女井溪，漓江支流灵河有一条小支流叫始安水u两河相距仅越二公里，水位差不过数米，中间的小分水岭宽仅三百米至五百米，相对高度只有二、三十米u灵渠先是在兴安县城东南五里龙王庙山下的分水塘，筑坝拦截海阳河，挖通太史庙山u开南渠引始安水入漓江，开北渠通湘江，沟通了湘漓二江灵渠全长约60里，由人工开挖的有10余里，4/5的河道利用了始安水这条天然水道