宋代的運河工程技術

  來源: 上下五千年

運河，就是爲了運輸而開鑿的人工河流或疏浚自然河流使其達到通航的要求。北宋時期對汴河進行了大規模治理，同時還大力整治、擴建了蔡河、五丈河和金水河，使其與汴河（汴渠）一同在汴京（開封）交匯，構成著名的『汴京四渠』。北宋之所以建都開封，就因爲它瀕臨汴河，可以從東南地區獲得源源不絕的漕糧，因此宋代對汴渠極爲重視。最能體現宋代運河技術成就的就是汴河工程技術及復閘和澳閘的出現。


    （1）汴河工程技術


    汴河主要是引黃濟運。宋代汴河引黃河水口不止一處。北宋沒有設置永久性閘門節制黃河進水量，採用人工控制汴口寬窄以節制流量。汴河水漲時，把汴口塞小，汴河水落時，將汴口拓寬。這種方法技術簡單，就地取材，方便靈活，但每次汴口改動都要勞師動眾，人力財力消耗很大。


    由於黃河水含沙量大，使得汴河淤積相當嚴重，汴河疏浚成爲維持汴河生命的一項關鍵性措施。除直接人工清淘外，還採用狹河工程，將木樁、木板爲岸束狹河身，加大水流速度，使運河有利於行舟，同時泥沙更多地被帶走，減慢淤積速度。


    宋人曾想盡辦法避免黃河對汴河的影響，採用了『導洛通汴』，引洛水入汴河，這是宋代運河技術的一項重大建樹。導洛通汴，又稱清汴，於元豐二年（公元1079年）三月二十一日興工，六月十七日完成，七月改用洛水入汴，並通漕運導洛入汴，使得運河通航期延長，行船也比過去安全，汴渠的維修人員減少，最重要的是洛水含沙量少，汴渠淤積速度大爲減緩。清汴不僅是改變運河水源的問題，而且是測量、開鑿、置閘、防洪、水樞等各項運河技術的綜合運用，是宋代人民人工運河事業的重大成就。


    在運河水源不足的河段，常利用天然或人工湖泊貯蓄水量，以補充運河用水，成爲水樞。
    由於汴河巨大的經濟價值，汴堤修築得十分牢固。宋時設置專閣沿河巡護。爲固護堤岸，沿岸種植榆柳。榆柳生長較快，成材後，干粗根深，深入堤下，將堤岸與土基緊緊連結，使堤岸成爲牢固的整體。


    （2）船閘的發展


    宋代勞動人民在唐代用單閘節制用水的基礎上，創造了復閘和澳閘。船閘最遲在雍熙元年（公元984年）就已出現。船閘由上下兩道閘門和閘室組成，閘室長一般約100米左右，閘門多採用疊梁式。船閘工作是利用『水漲船高，船隨水落』的原理，當上游來船時，上閘門打開，使閘室與上游水位齊平，來船平水進入閘室。隨後關閉上閘，起閘室水位與下游平，來船又平水出閘室，駛向下游。下游來船時，過閘程序相反。此外，宋鹽官縣長安堰還建有二級船閘。二級船閘的作用相當於兩個船閘並用，便於調節，並且更爲節省水量，常在坡度較陡或落差較大的河段上建造。二級船閘的出現，是船閘技術的進一步發展。


    船閘的出現克服了運河地形上的限制，減少了水耗，平水過船，減少了盤駁索挽之勞，從而大大提高了漕運能力。


    所謂澳閘，就是在閘旁建有蓄水池，能同時將閘門放出的水儲入水池，當運道來水不足時，則將蓄水池的水用水車抽回閘室使用。澳閘可以有效地節省用水，蓄水池修建也很簡便，因此，在淮南江南運河中水源不足的河段逐漸得到推廣使用。


    宋代的復閘和澳閘，已同今天的新式船閘基本相似，確實爲中國航運史上的重大技術突破。荷蘭在13世紀才有了簡便的船閘。


    除了在上述水利工程中體現出來的古代水文學成就外，值得一提的還有宋代的吳江水則碑。宋代吳江上立有二座水則碑，一座記載一年內各月、各旬的水位變化，另一座用來記載各年的水位變化。吳江的【吳江考】卷二曾記述，碑有『橫七道，道爲一則。以下一則爲平水之衡。在一則，則高低田俱無恙。過二則，則極低田 （淹）。……過七則，極高田俱』。上石碑上刻有『大宋紹熙五年水到此』，『大元至元二十三年水到此』字樣。這是我國歷史上記載的最早的直接爲農業生產服務的『水位站』。