1、武汉大学水利电力学院梁 利秦汉及其以前的农田水利春秋战国及其以前的农田水利秦汉时期农田水利的继续发展商周的井田沟洫原始社会时期，最初的灌溉是“负水浇稼”，依靠人力提水奴隶社会农业生产方式是井田制。布置在井田上的灌排渠道称为沟洫；u传说沟洫在公元前20世纪前后，大禹治水时已出现，一般规模较小周代，沟洫按功用不同和控制的耕地面积大小，一般分作浍、洫、沟、遂、田 、列各级，形成有灌有排的农田水利系统春秋战国时期农田水利的主要成就出现了人工蓄水陂池，即在天然湖泊沼洼地周围，人工筑堤构成的小型蓄水库；可以调蓄河水和天然降水，提高灌溉保证率期思雩娄灌区期思雩娄灌区：见于记载的最早的渠系灌溉工程，在淮河流域
2、，是楚相孙叔敖在公元前605年修建的芍陂芍陂：位于今安徽省寿县，相传为孙叔敖在公元前598前591年间所建；是有记载的第一个较大型的陂塘蓄水灌溉工程；是在原来天然湖泊的基础上修筑围堤而成；灌溉效益巨大，东汉时灌田一万顷战国开始，大型渠系工程取代了沟洫，水利工程技术得到迅速发展大型水利工程初兴于魏国公元前422年，西门豹奉命来邺都充任令守；邺地（今河北磁县、临漳一带）在魏赵两国交界，是魏国的军事要地；流经邺地注入黄河的古漳河，由山区进入平原，水势迅猛，时常泛滥成灾西门豹查勘地形，率民凿十二处渠，引漳水入渠；既杀住了漳河的水势，又使腹内田亩得渠水灌溉，无干旱之患漳河中富含有机物质的河水，使原来遍布
3、于两岸的盐碱地得到改良从秦汉至隋唐，漳河十二渠一直发挥着巨大的作用二千多年以前修建的兼有防洪、灌溉和航运效益的大型水利工程，现已发展为我国最大的水利灌溉网公元前256年秦灭西周后，在蜀守李冰主持下修建的工程建于岷江冲积扇地形上，为无坝引水渠系都江堰所以历久不废，主要在于堰首工程地点优越，工程养护简便易行、能够分洪减灾，并给灌区提供充分的水源都江堰结构特点都江堰施工特点堰首主要设施，沿江自上而下，有百丈百丈堤、都江鱼嘴、金刚堤、飞沙堰、人字堤堤、都江鱼嘴、金刚堤、飞沙堰、人字堤和宝瓶口和宝瓶口。主要用于分水、溢流，兼有护岸的作用分水工程包括都江鱼嘴、金刚堤、宝瓶口鱼嘴：修筑在岷江干流的分水堰，岷
4、江在鱼嘴处分为内江和外江内金刚堤、外金刚堤：沿鱼嘴和内外二江向下伸延的堤防由于鱼嘴和金刚堤的分水作用，才能引水进入地势较高的宝瓶口宝瓶口：是控制进入灌区水流流量的咽喉宝瓶口对水流产生侧向的约束，在瓶口前产生了一个壅水水头；一方面可起到沉沙的作用；另一方面可调节进入下游的水流流量宝瓶口宝瓶口左岸岩石上刻有水则，观测内江水位；u“尺为之画，凡有十一：水及其九，其民喜；过则忧；没其则则困。”u近代灌溉用水，达到十一、二划才够用，到十三、四划时才开始溢流内外二江的分水原则俗称“四六分”：u春季插秧时节，内江占六成，外江四成；u洪水季节变为“外六内四”；u“四六分”古制是灌区人民分水经验的总结溢流工程包
5、括飞沙堰、人字堤飞沙堰：唐代叫侍郎堰，在内金刚堤的下端，今堰长约二百七十米；堰的高度根据内江用水量决定，低于堤的高度；当宝瓶口水位超过一定高度时，堰顶开始向外江溢流；在分减洪水的同时，还具有排沙的作用人字堤：在宝瓶口的右侧，上接飞沙堰，下接离堆；当宝瓶口出现更高的洪水位时，堤顶向外江溢流都江堰施工方面，有专用于岷江治理的特殊经验，也具有普遍意义的经验和技术根据治水经验，总结的“深淘滩，低作堰”六字诀、“八字格言”和“治水三字经”；简洁生动地概括了堰工的做法和要求所用的建筑材料，主要是竹木、卵石，就近取材，简便易行u竹笼装石，是都江堰的一大发明；u它可以抗御急流，每年虽需修补，但取材方便，费用低
6、廉u“杩槎”，是一种活动式截流堰；u用竹索、木料做成三脚架，根据水面宽的需要，将若干三脚架排列江中；u再加上檐梁、木签、竹笆，在迎水面堆上粘土，就成了不透水的挡水坝秦汉时期农田水利的继续发展关中地区的农田水利长江及淮河流域灌溉水利战国末期，关中地区大型水利工程的兴建逐渐进入成熟阶段郑国渠白渠成国渠龙首渠郑国渠修建的历史背景郑国渠流经线路郑国渠开挖的技术郑国渠修建的意义战国后期，秦国的强大首先威胁到韩国秦庄襄王三年（公元前247年），韩国为了阻止秦国的东向发展，想出了“疲秦之计”u派水工郑国劝说秦兴建长达300余里的水利灌溉工程后来秦在郑国的劝说下，仍继续工程，整个工程历经十数年，渠成以郑国命名
7、郑国渠流经路径大致是从今陕西省泾阳县西北仲山西抵瓠口凿引泾水向东经宜秋城、池阳故城的北面，横绝冶峪水、清峪水再向东汇合浊峪水，又经曲梁城北面会合沮水，经莲勺故城、汉光武故城东注入北洛水 郑国渠东西长约300余里，其中干渠的选线与渠道的“立交”术是当时最先进的技术措施u郑国渠的干渠均设置在渭北平原的二级阶地上，能发挥灌渠的最大效益u郑国渠沿线与几条天然河道相交，当时已采取了原始的“立交”技术u“立交”技术是靠架槽做飞渠而实现的，飞渠的应用成功地解决了水渠横交河道的问题郑国渠所经的关中平原，春旱缺水郑国渠兴建之后，全部灌区面积达4万余顷，富含有机质的泾河河水淤灌了大片农田汉代先后兴建的灌溉工程主要
8、开发利用了渭、泾、北洛三河丰富的水资源；在文献上留有记载可复原的就有白渠、六辅渠、樊惠渠等六辅渠汉武帝太始二年（公元前95年）兴建赵中大夫白公上书汉武帝，建议在郑国渠南面修建一条连结泾渭的水渠白渠西端从郑国渠南侧开口引泾水，东流经过栎阳县，到下圭县注入渭河，全长200里使池阳、栎阳、下圭及高陵几县部分农田得到了灌溉之利渭水北岸出现了以郑国渠、白渠为干渠的灌溉区，后世以郑白渠并称是引渭施灌的最大工程，兴建于汉武帝时期大渠西起眉县，从渭水北岸与渭河平行，引水东流，浇灌眉县、美阳、槐里等县的农田灵轵渠：在渭河沿岸与成国渠相呼应，在今周至县境，引溪水北流入渭，一东一西浇灌着陕西的武功一带的农田汉武帝元
9、狩至元鼎年间（公元前122年前111年），熊罴上书称陕西临晋西部北洛水东岸有一万多顷土地因盐碱化而未能充分耕垦龙首渠是引北洛水的灌溉工程引北洛水修渠，可改善这里的条件，但困难比较大汉武帝看到奏文后，便诏令兴凿引北洛水利工程工程中运用了井渠施工的办法，开始了后代隧洞竖井施工法的先例关中水利除了灌溉农田外，水中泥沙对于改造盐碱地却有绝好的功效u关中平原气候干燥，蒸发量大，泾渭诸河下游地下水埋藏都较浅，于是形成了土壤盐碱化u关中平原的河流富含泥沙，泾水的含沙量尤其高，自古就有“泾水一石，其泥数斗”之称秦修郑国渠，汉修白渠都引泾水改造盐荒瘠地，清流溉田，泥沙淤地水利工程滋润了关中的财富，仅白渠就溉田4
10、500余顷，“衣食京师，亿万人口” 西北地区：坎儿井坎儿井是新疆吐鲁番盆地一带引取渗入地下的雪水进行灌溉的工程型式；主要在新疆塔里木河和罗布泊一带西汉时期广兴屯田，河西走廊、宁夏河套灌溉也多有灌溉工程（一）南阳水利南阳水利（二）鉴湖鉴湖（三）汝南水利汝南水利南阳水利位于今河南省南阳地区的古灌区；东、北、西地势较高，是个扇形盆地；汉水支流唐白河水贯流其中；形成一个独立的水利区西汉时期本区已有陂池水利南阳水利以陂渠相互串联的形式，形成“长藤结瓜式” 的灌溉体系汉元帝时南阳太守召信臣兴办水利，浇灌的农田多至三万顷；并制订了“均水约束”的的灌溉用水制度其中以六门陂、钳庐陂最为著称u六门陂：位于今邓县之
11、西的湍水上，有六座灌溉闸门，灌溉面积五千顷东汉时期，南阳太守杜诗又有重要贡献鉴鉴 湖湖又称镜湖，是长江以南最古老的大型灌溉工程之一；位于今浙江绍兴县，500余年兴灌溉与防洪之利鉴湖在东汉时期，由会稽太守马臻主持修筑工程是在各分散的湖泊下修一道长围堤，形成一个大型的蓄水湖泊（鉴湖）工程利用这里山原海的有利地形；即可减轻河流泛滥和内涝，又可蓄水灌溉若水少则蓄湖灌田，如水多则闭湖泄田中水入海；后增设溢洪设施，避免泄洪对下游田地的影响汝南水利位于淮河支流汝水流域；水利形式是大小陂塘与灌溉渠道相互串联；其中以鸿隙陂最著称魏晋南北朝时期的水利：战乱过多，只有屯田，主要在江淮一带；南方小型引蓄水灌溉工程数量
12、很多，发展迅速唐宋时期的农田水利隋唐时期农田水利的发展及其特点唐代农田水利工程和水力机械北宋熙宁时期的农田水利建设五代和两宋时期的太湖圩田水利唐代兴修的农田水利工程，在数量和质量上，都有很大的前进和突破隋唐时期农田水利的发展及其特点我国农田水利工程，在地理上有一个由点到面、由北到南的逐步扩大和南移的发展过程隋以前，农田水利工程多集中在黄河两岸，特别集中在陕西、河南、河北和山西等地；在长江两岸及其以南地区很少见唐代，黄河两岸农田水利工程仍有续建，但只占全国的35%；农田水利工程建设的重心移向南方，特别是太湖流域，绝大多数是在“安史之乱”后修建从此我国历史上形成了一个新的格局，北方开始落后于南方农
13、田水利工程，几乎扩展到全国所有的地区，从南到北，从东到西，甚至在新疆、西藏农田水利工程重心的转移，成为我国人口重心从北方向南方转移的先导；我国人口重心从北方转移到南方，完成于宋代人口、垦田、水利三者之间的相互作用，推进了江南经济的空前繁荣，使江南成为中、晚唐财政收入的重点地区农田水利工程技术的新进展唐代小型农田水利工程普遍发展太湖的围田垦殖唐代太湖流域的开发，以治理河网湖区为主创造出一种维护垦殖的方法：高筑堤岸，使湖海通流；让低地洪涝排泄既有出路，高地灌溉也有水源，高低分治圩田水利系统初步建立起来，在圩内建有畎、沟、川等渠道网，并与湖水相通与渠道网相配合的有道路系统，渠中有船，路上行人这样一个
14、比较合理的排灌系统，就做到了“以沟为天”江浙海塘这是个绵延数百公里、宏伟壮观的世界上著名的海堤工程；长期捍卫着沿海的江苏和浙江两省唐代大中小型的水利工程都有，其中小型占多数，大量的是百顷以下的小型农田水利工程u以江西南昌为中心的江南西道，在十多年中兴修小型农田水利工程近六百处造成的原因：u第一、人口重心的南移：带来了北方先进的科学文化和生产技术，有一个相对稳定和和平环境u第二、土地所有制的变革：封建中央集权政府，以前实行土地国有的“均田制” ；u“均田制”破坏之后，主要是地主私有的庄园所有制；u地主关心的只是占有土地范围之内的灌溉，甚至不惜破坏已有的大型农田水利工程，化大为小u随着租佃地主所有
15、制的地主庄园的兴起，灌溉几十乃至上百顷的小型农田水利工程就大量的发展u第三、自然因素和提水工具的进步：南方多是湖汊五岭，气候湿润多雨，到处都是湖泊沼泽；u唐代后期出现了高转筒车和龙骨水车唐代农田水利工程和水力机械位于今浙江宁波西南五十余里的鄞江桥镇的西南部；唐代大和七年（公元833年）鄮鄮县（今鄞县）县令王元玮主持修建；其设计和施工都很先进它山堰是一座平板叠石拦河坝，可阻海水倒灌，起阻咸蓄淡和引水灌溉的作用是中国坝史上现存最早的以大块石叠砌而成的拦河滚水坝坝体结构最受人称赞，宋人魏岘记载全长四十二丈，现存堰身大部被淤没于地下，堰身出露部分全长134.4米它山堰堰址地势优越，下游排灌渠系及其溢流
16、建筑物布局合理唐初，杭州一带水如斥卤，后李泌开六井引西湖水入城；后白居易做杭州刺史时，创建了钱塘湖灌溉工程工程由湖堤、涵洞和溢洪道等组成：u湖堤可提高湖水的积水深度，扩大灌溉效益；u涵洞和溢洪道可保证湖堤以及下游的防洪安全，大水时能有效的宣泄多余来水；u工程完工后，还制定了一套具体的管水制度白堤（一）桔槔：我国古代最早的一种提水灌溉工具，创建于商代时期的成汤；它相当于一个普通的杠杆，横杆中间以竖木支撑，一端系以汲器，另一端绑以重物；汲水时借助人体体重下压汲器，汲满后借助重物提升汲器；是我国古代社会的一种主要灌溉机械（二）辘轳、水车、高转筒车、水转筒车与水转翻车：高转筒车和水转筒车是利用水流动力
17、，推动轮毂，带动其转动，从而使轮上的竹筒汲水后随轮而上，倒入高地的水渠或水槽中；水转翻车是利用水流动力带动轮毂，将作用力传动到翻车的转把上（三）水排、水碓、水磨：水排：是利用水力鼓风铸铁，它利用水流冲击水轮，通过传动装置带动鼓风机械工作水碓：利用水力驱动的捣米的机械，由水流冲击水轮，带动竖向凸轮，使碓梢起落、冲捣水碓水磨：用水力驱动的石磨。由水流冲击水轮，带动下磨盘转动，如果上盘较轻，则称为水碾，一般用于去除粮食的外皮壳水碾北宋熙宁时期的农田水利建设从熙宁三年（公元1070年）至九年（公元1076年），农田水利数量大，地区广主要原因是王安石为参知政事开始变法，变法的基本主张是理财，而“理财以农
18、事为先”在王安石执政和颁行农田水利法的推动下，全国很快形成水利建设的高潮u各路兴修的农田水利就达“一万零七百九十三处，灌溉田地三十六万一千一百七十八顷有奇。”南方以修治陂渠为主，北方以淤灌为主历史上淤灌和放淤的技术和经验，到北宋熙宁时期，发展成一次前所未有的高潮放淤和淤灌的规模很大，涉及面很广，收到了明显的效益第一，改良了田地，增加了产量第二，增加了国家收入，调动了农民淤灌的积极性u提高了田亩的售价；u官府根据淤灌的质量把淤田分为“赤淤”（淤积较均匀）和“花淤”（淤积不甚均匀）两类；u赤淤三贯每亩，花淤二贯推动了淤灌技术的提高；第一，利用多沙河流进行半自然状态的放淤，成为当时淤田的主要方法；这
19、种方法被山西一带的农民继承、演变成为拦洪淤地第二，由大面积盲目放水漫淤，发展成有目的有控制的放淤u懂得根据地势分区筑围块块方格，控制流速，逐方放淤；u既可依自然地势引河水淤出土地，又能防止水土流失，避免造成水灾第三，初步认识并运用不同季节黄河水的泥沙成分引水放淤u由于伏汛挟肥最多，把引灌六月中旬的水放在首位放淤和淤灌也遇到了如下难以解决的困难：第一、淤灌和防洪的矛盾：引夏天的水淤灌效益最佳；但又是汛期，扒堤放水，容易引起溃堤，或者使放淤的水形成主溜，难以控制第二，放淤和航运的矛盾：汴水对保证京城开封的物质供给至关重要上游放淤，势必造成下游水浅阻碍河运第三，引水和输水的技术问题第四，测量技术问题
20、：放淤多凭经验目测，误差大，甚至搞错第五，淤和排的矛盾：排水措施没及时跟上，造成澄浑后的清水滞涝排不出去是在东南沿海地区修建的一座溉“民田万顷”的古代著名水利工程；这项工程布局巧妙，因地制宜，是延用至今八百多年未废的少数古代水利工程之一木兰陂位于今福建省莆田县西南五里的木兰溪上。前后经过三次修建，最早是由钱四娘带头的木兰陂的渠首是一座挡潮蓄淡的拦河石坝；建陂施工采用了当时沿海一带建桥工匠常用的“筏形基础”型式；在溪底铺设了一道横跨两岸的石阀，然后在上面布墩长渠和木渠是我国古代两座著名的水利工程，位于湖北省襄阳和宜城两县的交界处；两宋时，已发展成渠网化的河流，渠系与陂塘相连，沟洫密布长渠，又称白
21、起渠，始建于秦国的秦昭王时期；起初用于战争攻城的目的，后逐渐发展为灌溉渠系木渠，又称木里沟，兴建于后汉五代和两宋时期的太湖圩田水利圩田与围田，是在长期的治田治水中，创造的农田水利的一种独特形式圩田：是在浅水沼泽地带或河湖淤滩上围堤筑圩，把田围在中间，把水挡在堤外；围内开沟渠，设涵闸，有排有灌太湖地区的圩田有独特之处，即以大河为骨干，五里七里挖一纵浦，七里十里开一横塘；在塘浦的两旁，将挖出的土就地修筑堤岸，形成棋盘式的塘浦圩田吴越时期太湖塘浦圩田系统的完成主要原因是吴越政权一贯重视太湖塘浦圩田的建设和管理首先，设立专官统一规划、统一指挥其次，始终保持了太湖入海港浦的浚治与畅通第三，实现低田和高田
22、分治u治理低田关键在深阔塘浦，加高堤岸、排涝防洪；u治理高田主要办法是挖深塘浦，潴蓄雨水，车水溉田；u并在高低田之间设立斗门，分级分片予以控制两宋时期太湖圩田及水利宋代的圩田分官圩和私圩两种；江东圩田多属于官圩，规模大，获利厚；以太湖为中心的浙西圩田面积小多了，还多是散布在乡落之间的私圩宋代的圩田有三个主要特点：一是田有围堤，可障御水势，保护田亩；已将堤岸改为二层，有大埂（外层）、小埂（内层），圩堤高阔壮实二是堤有闸门，可相机启闭以调节圩内水量三是圩内水沟纵横相通，利用水车车戽，可排泄田中积水，亦可引水灌溉两宋时期圩田中的若干问题（一）水利与航运的矛盾：北宋水利以漕运为中心，转运使替换了“都水
23、营田使”；治水治田分割，养护撩浅制度弛废，有时为漕运需要，不惜毁坏重要的堤防堰闸（二）治水与治田的矛盾：宋初由于堰闸被毁，以致水行田间，塘浦与圩田不辨；后虽得到治理，但仍限于局部地区，且只求近功而不顾全局后果大兴围垦，使江湖水面日渐缩小，又打乱了原来的太湖水网；破坏了一直起调节水量作用的陂湖，造成水不得停蓄，旱不得流注（三）排涝和挡潮的矛盾：太湖地区地势低洼，深受外洪内涝的威胁沿海一带地势稍高，却常有咸潮倒灌，内水无由外泄的困境（四）禁围与占围的矛盾：宋代实行“不立田制”的政策，豪强势家将官圩占为己有;占围一方面使塘浦圩田系统造成破坏，另一方面影响国库收入两宋时期对太湖的治理北宋时，吴凇江淤垫
24、，导致太湖地区内涝外洪日趋严重，其中范仲淹、郏亶亶、郏侨、单鄂、苏轼等提出治理太湖的方略u范仲淹提出浚河、修圩、置闸三者相结合的办法;u郏亶亶主张治水与治田结合北宋时方略的共同点，即主张“开江浚浦”五代两宋时期海塘工程成就钱塘江口建筑海塘：始于五代十国时期的钱镠镠政权，地点在今杭州六和塔一带，是竹笼石塘工程竹笼石塘，在海塘史上具有承先启后的意义u标志着筑塘技术已超越了土塘阶段；u为元代的木柜石塘和明清鱼鳞石塘的出现提供了前提宋初用竹笼石塘，后改为柴塘；即用一层柴薪一层土，相间夯筑；这种施工既省工节料，又简单易行，特适用于地基软弱，承载力低，而潮流强劲，冲刷力大的地段；但柴塘费柴太多，而且易朽坏
25、，年年需要维修柴塘进一步发展为石塘元明清的农田水利两湖垸田和珠江三角洲堤围边疆地区的灌溉明清时期江浙海塘的大发展两湖垸田和珠江三角洲堤围两湖水利，特别是湖北荆江、湖南洞庭湖一带垸田，在明清时期发展很快u明正统年间（14391449年），华容县有垸田48所，至明末已有100多所；u大垸纵横十多里，小垸在百亩上下珠江三角洲圩垸称作堤围（又称基围）；周围有堤，围内农田分布着灌排沟渠；围内和围外的水通过堤上的涵闸（当地称作窦）进出明代，堤围进一步向滨海发展堤围有四大作用，即防洪、排水、灌溉、航运桑基鱼塘：是指结合围垦，修堤御水的同时，发展养殖业边疆地区的灌溉宁夏引黄灌溉，在元初郭守敬倡导下，灌区各渠道
26、一一恢复，共灌田九百多万亩；清代康熙、雍正年间新建大清渠、惠农渠等道光以后，内蒙古河套灌溉发展迅速；至光绪二十九年（公元1903年）已开大干渠8条，小干渠20多条，共有农田九十多万亩西南边疆地区水利有重要发展；赛典赤瞻思丁于至元十三年（公元1276年）大兴滇池水利；疏浚螳螂川浅滩，增大滇池调蓄能力，涸出耕地万余顷；又修建松花坝，开挖金汁河，灌溉效益延续至今明清时期江浙海塘的大发展 明代浙西石塘，工程技术水平和管理水平都有很大提高u明嘉靖间，浙江水利佥事黄光升创造了“五纵五横鱼鳞石塘”；u施工方法是；首先清理基础，挖去浮沙，在实土上打桩，然后砌石；u石块尺寸为622尺，一律凿磨平整，纵横叠砌，上层石块要压在两石接缝处，以增强整体性u石塘后加筑土塘，以增加抗冲刷能力；u鱼鳞石塘很坚固，但造价很高u清代修筑的海宁鱼鳞大石塘塘身用长五尺、阔二尺、厚一尺的大石砌作1820层；u在石的纵横侧立的两相交接处，上下凿成槽榫，嵌合连贯，使其互相牵制；u又在每石的合缝处用油灰抿缝、铁攀嵌扣，防止渗漏散裂；u石塘塘身背水面培筑土塘，使潮汐大时不致泛滥
