洪泽湖区域古代水利工程技术的集大成者

时间:2022-10-09 01:09:37

洪泽湖区域古代水利工程技术的集大成者

洪泽湖区域指江苏省淮安市西南部和宿迁市南部洪泽湖沿湖地区,主要包括淮安市盱眙县、洪泽县、淮阴区,宿迁市宿城区、泗阳县和泗洪县等6个区县。这里在北宋以前曾经是淮扬运河、汴渠与淮河汇合的地方。12世纪黄河改道南徙后,此区域成为黄河、淮河和京杭大运河相交的关键地区。特殊的地理位置和江河水文特性,使洪泽湖区域成为古代水利工程最为密集、工程类型最为丰富的地区。洪泽湖大堤、洪泽湖一清口枢纽、宋代龟山运河遗址及其他各种水利遗产留存至今。

洪泽湖区域在历史时期是国家水利工程兴建和管理的关键所在,在现代水利事业中仍然具有重要地位,未来将在南水北调东线工程中扮演重要角色。

17世纪前最为复杂的

古代水利工程体系

洪泽湖区域位于淮河中下游。公元前486年吴王夫差开邗沟(淮扬运河前身),其北端与淮河交汇于今淮安末口。隋代开山阳渎,淮扬运河线路基本形成。隋唐宋时期,淮扬运河与通济渠(汴河,隋唐大运河的重要组成部分)在今淮安古泗州城相通,成为沟通中原与江南地区的关键水道。由于淮河与淮扬运河间存在较大的水位差,宋代为避开淮河运道的风浪之险,自楚州、淮阴沿淮河右岸向上游开沙河、洪泽运河和龟山运河,经泗州入汴河。同时在沙河上建西河闸,实现了运河与淮河水位的平顺衔接。西河闸是中国水利史上有确切记载的最早复闸,具有引潮、蓄水、节水和输水等多重功能。

南宋建炎二年(1128年)黄河改道南徙夺泗入淮,元代开会通河后,淮扬运河自今淮安过黄河与会通河连接。清代中运河开通后,淮扬运河自洪泽湖区域过黄河与中运河相接。黄河、淮河和京杭大运河相交于淮安清口。

为解决船只过淮穿黄的艰险,以及黄河泥沙频繁淤积运口等问题,16世纪开始在黄淮运交汇的淮安清口地区修筑高家堰,通过抬高淮河水位实现对黄河泥沙的冲刷,称作“蓄清刷黄”。同时采取避开黄水,引淮河清水刷黄济运的办法,在洪泽湖口开挖张福口、张家庄等引河,增强淮水御黄能力。修建束清坝,调节淮水出清口流量。在运口建惠济、通济和福兴等正越闸六座,调节水量和航深,使船只顺利通过;建控制闸坝,抵御黄水入侵;修建挑黄、御黄、避黄等使黄水远离湖口的建筑物。既为淮水寻找出路,又使黄水不致淤运断航。至清代建成长60多公里、最高坝段高15米的洪泽湖大堤,并形成淮河中游末端具有蓄水、冲沙、泄洪等功能的水库――洪泽湖。清咸丰五年(1 855年),黄河自河南铜瓦厢改道北流自大清河人海,洪泽湖区域不再是确保漕运畅通的关键所在,但仍发挥防洪、灌溉等功能,直至今日。

近700年黄河夺淮及自16世纪开始为“蓄清刷黄”而持续兴建水利工程,使洪泽湖一清口枢纽成为当时世界上最为复杂的水利工程体系。清口枢纽在规划设计时充分考虑了黄河、淮河和运河三者之间的制约关系,把治黄、治淮与治运结合起来,有效地保障了漕运的畅通,延缓了黄河泥沙在淮河下游的淤积速度。

拦河坝:洪泽湖大堤

洪泽湖大堤位于淮河右岸洪泽湖东部,主要用来拦蓄淮河,抬高淮河水位出清口冲刷黄河泥沙,是“蓄清刷黄”的关键工程。

明万历六年(1578年)开始修筑洪泽湖大堤。此后大堤不断向南北延伸,至清乾隆四十六年(1781年)形成南北长约60多公里、最大坝高达15米的石工墙。目前,洪泽湖大堤北至武家墩,南至蒋坝,长67.25公里,主要用来防御淮河洪水。

溢洪道:洪泽湖大堤上的减水坝

洪泽湖形成后,承纳淮河巨流。为防止汛期淮河洪水危及大堤安全,于其上建减水闸坝,各宽六七十丈不等,共宽640米。平时不开放,用于蓄水刷黄和济运。汛期洪泽湖水涨,清口宣泄不及,开启减坝东泄,使其“旱不至于阻运,涝不至于伤堤”。

减水坝始建于明嘉靖年间,时为减水闸,作用不大。清康熙年间,河道总督靳辅创建减水坝六座,至乾隆年间演变为滚水坝五座,即“仁义礼智信”五坝。洪泽湖水涨时,根据具体情况次第开启,在保障大堤安全方面发挥了巨大的作用。目前五减水坝已不再发挥效益。

避黄引淮工程:湖口引河

洪泽湖口引河位于洪泽湖出口处,口门宽度在96~320米之间,用于引湖水外出,增强淮河清水对黄河泥沙的冲刷。

湖口引河开挖于清康熙年间,先是开张福口、帅家庄、裴家场、烂泥浅和三岔口引河五道,后增加太平和天然引河二道。清乾隆中叶后,随着黄河下游河道的日渐淤高,湖口引河屡挑屡淤。至道光二十九年(1849年),只存太平、张福二引河。今仅存张福引河一道。

避黄引淮工程:束清御黄坝

束清御黄坝位于洪泽湖口,口门宽度一般在60~280米之间。束清坝在御黄坝南,主要通过人工调节口门宽度进而调控洪泽湖水位以冲刷黄沙;御黄坝主要用来抵御黄河泥沙倒灌入湖。

清口未建束水坝前为一敞口,无所关束。淮水高于黄水时,能够顺利实现“蓄清刷黄”的目的;黄水高于淮水时,则倒灌清口,病湖害运。康熙中叶束清御黄坝修建后,开启清口一带人工刷沙之端绪,并改变了以往任由黄水倒灌人湖的无奈局面,从而使清口一带的工程体系更为完善。

丰厚的科技内涵

洪泽湖区域曾经创造了世界最早节制闸工程体系――复闸;创造了17世纪前世界上最长最高的坝工建筑――高家堰(今洪泽湖大堤),形成了具有水量调度功能的洪泽湖一清口枢纽。这里集中了中国传统水利中主要的水工建筑、结构型式;产生了世界最早的水文测量设施――水志桩,以及完整的长达200年的洪泽湖水位测量记录。这里是古代水利工程科技内涵最为丰厚的地区。

洪泽湖区域水利工程体系将古代水利工程的管理与运用提高到前所未有的水平。洪泽湖区域跨越黄淮运三大流域的水系分布特点,使得治河、导淮、济运三策群萃于此,施工之勤、投资之巨、百姓田庐受灾之频是其他地区所不能比的,尤其清代。因而,在清代,清口一带成为管理最为严格的地区,河道总督府和漕运总督府均驻扎于此;康熙、乾隆每次南巡均至此视察河工,并留下大量御笔碑刻;为求安澜,清人在洪泽湖大堤铸镇水铁牛九尊,这些都衍生出具有显著地区域性和时代性的管理文化。

洪泽湖区域水利工程尤其是洪泽湖――清口枢纽的修建,确保了明清时期漕运的畅通,每年通过京杭运河由江南地区运抵北京的漕粮达400万石,是500年间朝廷命脉所系。洪泽湖大堤还是里下河地区甚至是淮扬地区百姓生命财产的坚实屏障。它所形成的洪泽湖库容为135亿立方米,历史时期具有蓄水、冲沙、泄洪等功能,今日是淮河中游末端的重要控制性工程,至今仍在发挥蓄水、泄洪等作用,随着南水北调工程的进展,还将承担调蓄水库的功能。而隋唐时期成为交通重镇的泗州城在洪泽湖形成后沉沦湖底,成为隋唐大运河沿线繁

华重镇的有力见证。

明清两代为保漕运,始终维持黄河走南道的格局,使淮河于清咸丰元年(1851年)被迫改道入长江,造就了今日淮河水系的格局;而黄河故道则成为淮河与沂沭泗水系的分水岭,从而迫使沂沭泗脱离淮河成为独立的水系。其对自然环境的影响程度,在世界其他地区都是罕见的。

挖掘科技价值,实现有效保护

长期以来,由于诸种原因,人们对洪泽湖区域水利遗产的价值认知相对不足,因而未能予以应有的重视,更谈不上相应的保护。目前,该区域的水利遗产部分保存完好,且仍在发挥效益,如洪泽湖、清江大闸等;部分仍在发挥效益,但原形制已发生变化,如洪泽湖大堤局部;部分已不再发挥效益,但原形制基本保存,如洪泽湖大堤上现存减水坝信坝;部分已不再发挥效益,且原形制发生变化或被改建,如宋代龟山运河;有的甚至已经消失,仅存遗址,如清口束清、御黄坝及运口通济、惠济和福兴正越六闸等。如何有效保护和合理利用这些价值较高的水利遗产,已成为亟待解决的问题。

目前,洪泽湖区域仍在发挥效益的古代水利工程大多由水利部门管理,如洪泽湖和洪泽湖大堤等由洪泽湖工程管理处管理;已不再发挥效益的古代水利工程和水利遗产,根据具体情况,分别由文物、水利、城建等部门管理,如洪泽湖大堤上的部分铁牛、河道总督府衙门主要由水利部门管理,其他大多由文物等部门管理。

洪泽湖区域水利遗产具有文化遗产和在用工程的双重特性。对它们的保护与利用应充分考虑这一特性。

(1)洪泽湖区域在与黄河泥沙抗衡过程中产生了的“束水攻沙”方略至今仍是世界各国治理多泥沙河流的主要措施,实施的“蓄清刷黄”措施则是世界上最早提出并实施的跨流域调水调沙规划。深入研究洪泽湖区域古代水利工程的规划设计、工程布置、工程结构等的特点,及其运行机理;研究洪泽湖区域的自然条件和水资源状况,及其水利工程演变与当地社会、经济和环境的相关关系,从而挖掘其科技价值,是文化遗产保护服务现实社会需要的切入点。

(2)充分利用现有研究和考古成果,通过与相关管理部门的协商,在有条件的地区因地制宜地推出洪泽湖区域古代水利工程原址展示、电子沙盘复原模型、虚拟现实复原模型或多媒体制作等展陈模式,展示洪泽湖区域古代水利工程的工程技术特点与运行机理,使人们更为简捷、直观地了解洪泽湖区域水利遗产的科技价值,从而增强其自觉保护的意识。

(3)文物和水利等部门应尽_陕开展对该区域水利工程的价值评估工作,探讨在用古代水利工程满足水利功能发挥与实现文化遗产保护之间,以及现代技术应用与传统技术保存之间的矛盾冲突与衔接;结合在用古代水利工程历史与未来,充分考虑保护与利用的关系,探讨相应的管理机制建设框架,使之既能得以有效保护,又能得以可持续利用。

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