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[古代科技] 古代先進的農田水利工程和農業生產工具

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開元之治 發表於 2007-12-20 15:00 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  來源: 中國國學網
一、農田水利工程建設成就

  水是農業的命脈。在中國,農業生產的發展與水利有着密切的關係,可以說,有些地區農業的盛衰與水利的興廢直接有關。兩者的密切關係具體表現在下列幾方面:一是對中國農業經濟區的形成和轉移有重大影響。如秦、漢時期,一系列大規模灌溉渠系陸續興建,由此而形成了關中、成都平原和冀、魯、豫等幾個重要農業經濟區。東漢至魏、晉,陂塘水利灌溉事業的發展,使江淮之間成為重要農業經濟區。中唐以後,長江下游塘浦圩田水利的發展為農業經濟重心逐漸南移江南地區創造了條件。其次,水利促進了一些地區耕作栽培制度的發展。如長江流域沮洳下濕地區,隨着塘浦圩田水利的發展,排灌技術的進步,耕作栽培制就由一年一熟逐步演進為稻、麥兩熟和兩稻、一麥的制度。第三,水利使一些地區的作物組成發生變化。黃河流域自西周迄至春秋,主要農作物為黍、稷;而到戰國、秦、漢時期,粟、菽(大豆)、麥則成為主要農作物。菽、麥對水分的要求較高,水利灌溉事業的發展是促成這一變化的重要原因之一。再就是農田水利排灌事業的發展,促使一些低產地區變成為農業高產區。
  中國農業,自古以來在水的條件方面一直很不理想。中國大部分地區氣候受季風影響,降雨量年內分配很不均勻,往往不能滿足農業的需要,亟需靠人工灌溉來保證。因此,中國自遠古就開始重視農田水利的興修。從浙江餘姚河姆渡遺址出土的大量稻穀遺存以及骨耜來推測,河姆渡人從事水稻生產,已初步掌握了根據地勢高低開溝引水和做田埂等的排灌技術。黃河流域一直流傳着大禹『疏九河』,(13)『盡力乎溝洫』(14)的傳說。這可算得上是中國農田水利事業的萌芽時期了,真正大規模的農田水利工程的興修,那是到春秋戰國時候的事。中國農田水利事業雖然歷史悠久,成績卓著,但總也達不到理想的地步,結果始終是一個由水利而引起各種災禍所困擾的國家。中國歷代當政者都標榜『重農』和講究水利,二十四史有的就撰有【河渠志】專篇,在【地理志】、【一統志】中也記載有關於農田水利的建設。功績當然都記到了帝王將相的名下。實際上,貢獻更大的是廣大農民。農民不經過官府過問,自己聯合起來修建農田水利的事例各朝各代、各地皆有。如清代中葉,長江流域無地農民紛紛遷往川、鄂、陝邊區山中,開墾山田。他們合力築造堤堰,控渠引水。其結果如道光時【紫陽縣誌】所記載的,『深山邃谷到處有人,寸地皆耕,尺水可灌』。由此而推,歷史上長江流域廣大丘陵地區的開發,情況大體相同。
  中國古代因地制宜地創造了多種型式的農田水利工程,有的工程就其規模之大,設計的巧妙和高超技術,都居於當時世界先進之列。

  1.灌溉渠系工程

  開渠道滿足作物的水分需要,開水溝排除農田多餘的水,是農田水利的主要任務。所以溝渠工程是最普遍的一種型式。商、周時期農田中的溝洫分別起着向農田引水、輸水、配水、灌水以及排水的作用。戰國時期,列國爭霸,為達到富國強兵目的,水利事業倍受重視,大型渠系建設迅速興起。魏國西門豹在今河北臨漳一帶主持興建漳水十二渠,(15)為中國最早的大型渠系。自西漢以下數百年間,本地區一直是重要的政治經濟區域。公元前三世紀,蜀守李冰主持修建了舉世聞名的都江堰工程,至今歷時二千多年而不廢,效益有增無減。都江堰建於岷江沖積扇地形上,為無壩引水渠系。渠道工程主要由魚咀、寶瓶口和飛沙堰三部分組成。整個工程規劃佈局合理,設計構思巧妙,管理運用科學,施工維修經濟,為中國古代灌溉渠系中不可多得的優秀工程。(圖2)建成後,四川平原遂『旱則引水浸潤,雨則杜塞水門……水旱從人,不知饑饉,時無荒年,天下謂之天府也』。(16)關中平原上的鄭國渠是規模最大的一個渠系工程,由水工鄭國主持修建。渠西引涇水,東注洛水,乾渠全長三百餘裏,計劃灌溉面積達四萬頃。司馬遷評價鄭國渠在秦統一事業中所起的作用說:『渠就,用注填淤之水溉澤鹵之地四萬餘頃,收皆畝一鍾。於是關中為沃野,無凶年。秦以富強,卒並諸侯』。(17)西漢時,灌溉渠系工程繼續有發展,關中地區建成了白渠、六輔渠、成國渠、蒙蘢渠、靈軹渠、餷等;在今河套地區和河西走廊『皆引河及川谷(水)以溉田』;(18)新疆古輪台(今輪台縣)、渠犁(今庫勒爾縣)、伊循(今若羌縣一帶)、車師、樓蘭(今羅布泊北岸一帶)和伊吾(今哈密附近)等地也多有灌溉工程。(19)西漢以後,灌溉渠系工程的發展基本上處於停滯狀態,只是在少數地方略有興建而已。

  2.陂塘工程

  陂塘系利用自然地勢,經過人工整理的貯水工程,其功能是蓄水溉田。二千多年前的文獻中已有利用陂池灌溉農田的記載:『池北流,浸彼稻田。』(20)芍陂興建於春秋戰國時期,是最早的一座大型築堤蓄水灌溉工程,『陂有五門,吐納川流』。(21)直徑大約百裏,周圍約三百多裏,灌注今安徽壽縣以南淠水和肥水之間四萬頃田地。今天的安豐塘就是其殘存部分。漢代,陂塘興築已很普遍,東漢以後,陂塘水利加速發展。陂塘水利適建於丘陵地區,起始於淮河流域,汝南、漢中地區也頗發達。從雲南、四川出土的東漢陶陂池模型,可看出當時已在陂池中養魚,進行綜合利用。【淮南子・說林訓】中有關於陂塘灌溉面積數量的計算:『十頃之陂可以灌四十頃。』中小型陂塘適於小農經濟的農戶修築,南方地區雨季蓄水以備乾旱時用,修築尤多。元代王楨【農書・農器圖譜・灌溉門】說:『惟南方熟於水利,官陂官塘處處有之。民間所自為溪臁⑺盪,難以數計』。明代僅江西一地就有陂塘數萬個。(22)總之,古代遍佈各地的陂塘,對農業生產的作用不可低估。

  3.太湖流域的塘浦圩田系統

  隋、唐、宋時期,水利建設遍及大江南北,太湖流域的塘浦圩田大規模興修尤為突出。古代太湖地區勞動人民在淺水沼澤,或河湖灘地取土築堤圍墾闢田,築堤取土之處,必然出現溝洫。為了解決積水問題,又把這類堤岸、溝洫加以擴展,於是逐漸變成了塘浦。當發展到橫塘縱浦緊密相接,設置閘門控制排灌時,就演變成為棋盤式的塘浦圩田系統。宋代范仲淹在【答手詔條陳十事】(1043年)中描述道:『江南舊有圩田,每一圩方數十裏,如大城,中有河渠,外有閘門,旱則開閘引江水之利,潦則閉閘拒江水之害,旱澇不及,為農美利。』太湖地區的塘浦圩田形成於唐代中葉以後。五代時吳越國利用軍隊和強征役夫修浚河堤,加強管理護養制度,設立『都水營田使』官職,把治水與治田結合起來。這些措施對塘浦圩田的發展和鞏固起到了良好作用。北宋初,太湖流域塘浦圩田廢而不治,中期又着手修治。南宋時大盛,作了不少疏浚港浦和圍田置閘之類的工程。

  4.海塘工程

  自漢、唐起,江、浙、福建沿海人民為防禦潮水災害而開始修建江海堤防。海塘在中國東南沿海地區的經濟開發過程中佔有相當重要地位。海塘從局部到連成一線,從土塘演變為石塘,建築技術水平不斷提高。五代吳越國錢H在位時,曾在杭州候潮門和通江門外築塘防潮,所用『石囤木樁法』(23)以木柵為格,格內填進磚石,經漲沙充淤後,就成為遠比土塘堅固的土石塘。可以說這是從土塘到石塘的過渡。北宋時,石塘技術上的一次改革就是採用了『坡坨法』,即海塘為斜坡石級式,塘身穩定性優於壁立式海塘,坡階又起消力作用。明、清時,海塘工程更受重視,投入的人力、物力之多以及技術上的進步都超過其他歷史時期。

  5.井灌

  這是利用地下水的一種工程型式。中國井的起源很早。據考古資料,距今四千多年前的龍山文化遺址中就發掘出了井。北方許多地方地表水不足,故重視發展井灌。戰國以來,北方井灌相當流行,歷代政府也提倡鑿井。明、清時,在今陝西關中,山西汾水下游,河北、河南平原地區形成了井灌區。方承觀【棉花圖】中說:『植棉必鑿井,一井可溉田四十畝。』坎兒井,是新疆地區利用天山、阿爾泰山、崑崙山上積雪融化的雪水經過山麓滲漏入礫石層的伏流或潛水而灌溉的一種獨特形式。坎兒井在西漢時就有了。人們根據當地雨量稀少,氣候炎熱,風沙大的特點,在地下水流相通的地帶開鑿成列的豎井,其下有橫渠(暗渠),然後通過明渠(灌溉渠道)把水送到農田裏。這樣水行地下,可減少蒸發。清代,林則徐曾在吐魯番一帶大力推廣,對炎熱乾旱的吐魯番農業發展起了很大作用

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