运河文化
水运通途——揭秘中国大运河的水工奥秘
时间:2024-11-15  来源:  字号:[ ]

纵贯南北的水工奇迹

中国地势是西高东低,河流大多发源于山脉,所以自然河流一般都是自西向东,倾泻而下,但京杭大运河不一样,它是南北向,纵贯我国东部平原区,是鬼斧神工的大自然,无论历经多少沧海桑田也造不出的奇迹。

那么这条诞生于工业文明之前,纵贯南北的人工运河,是如何克服水源短缺、地势高差、黄淮运交汇等难题来保障通航,成为国家命脉之河的?

如何解决黄河、淮河、运河交汇问题?

淮安,一座因运河而兴的城市,自隋炀帝开凿隋唐大运河起,便是重要的运河枢纽城市。在过往长达七八百年的时间里,黄河都是夺取淮河入海水道,经过淮安东流入海的,这也就意味着,黄河、淮河、大运河三条河流交汇于淮安清口地区,人工挖凿的大运河根本无力抗衡强大的天然河流,淮安清口一带,水利工程施工之勤,世所罕见。

明朝,黄河夺淮,连年水患,侵扰运河航道,国家依赖的内河漕运体系濒临崩溃,必须全面治理黄淮水系。公元1576年夏天,一位老臣临危受命,他就是年近六旬的潘季驯,潘季驯抵达淮安后,进行大量调查发现,黄河泥沙淤积速度与水流速度相关,当水中夹带的泥沙、砾石超过水流搬运速度,就会沉积,造成河道淤塞。因此,黄河流量不变前提下,想要延缓淤积,就要增强水流速度。于是潘季驯提出“束水攻沙、蓄清刷黄”治水方略。

束水攻沙就是将清口上游,也就是将徐州到淮安清口之间的黄河河床、河堤缩窄,加快水速,减少泥沙沉淀,这的确缓解了清口上游泥沙淤积问题,但下游问题依旧存在。为解决清口以下泥沙淤积问题,潘季驯想到了“蓄清刷黄”,也就是用清澈的淮河水来冲刷泥沙,加高加固高家堰,也就是洪泽湖大堤,将淮河水蓄在洪泽湖,洪泽湖通过清口排水,将清口以下泥沙带入大海,来保障清口航道畅通。

潘季驯的治河方法在一定时间效果显著,然而治标难治本,黄河泥沙不可能冲尽,所以不断淤高的大趋势难以避免,为继续“刷黄”,此后一百多年间,洪泽湖大堤越建越高,水位不断提升,洪泽湖成为蓄水量巨大的悬湖,一旦决口泛滥,后果难以估量。

时间来到公元1676年,清康熙帝在位第15年,危机全面爆发,这年夏天,大量降水让黄河淮河水位并涨,洪水倒灌进入洪泽湖,洪泽湖大堤决口34处,淮扬7个州县被淹,漕运阻塞,百姓流离。康熙帝任命靳辅为河道总督,再次对黄淮运三河进行全面治理。

靳辅继承了潘季驯的治河思想,在此基础上进一步提出把“分流”和“合流”结合起来,汛期时将黄河分流,削弱其对淮河的影响,并开凿一条新河,将运河独立出去,彻底隔离黄河和大运河,这个河道就称为中运河。明清两朝,清口水利枢纽工程建设与维护持续了数百年,从未间断,治淤、御黄、济运、防洪,黄淮运的治理一度集中于清口,水利工程施工之勤,世所罕见,时至今日,清口枢纽一带仍是“天然的水工博物馆”。

沧海桑田、星移斗转,公元1855年,黄河再次改道经山东入海,黄淮运交汇于清口彻底成为历史,而今京杭大运河、淮河依旧在淮安交汇,一座水上立交矗立于此,上面是京杭大运河,下面是淮河入海水道,一眼望去,蔚为壮观,这是大运河的当代传奇。

2022年,在南水北调东线工程供水的基础上,京杭大运河黄河以北段得到补水,断航百余年后,再次全线贯通。源源不断的净水经过这条古老的航道流向北方,也依旧为沿线提供着农业灌溉、航运等功能,古老的大运河,生生不息,从未远去。

大运河如何进京——通惠河的修凿

公元1267年,元朝定都北京,每年数百万石粮食、江南物资均需水路运抵元大都,但过去隋唐大运河的“人”字型路线已不合理,元政府急需一条内河水路,直接联通江南与大都。元世祖忽必烈下令时任都水监的郭守敬负责此事,郭守敬经过勘查水道、反复考量比较后提出,在山东开凿一条水渠,让大运河绕过河南,经山东,尽快进入都城,又被称为“裁弯取直”,这一举措,使运河进京航程和运输成本大为缩减。

但这依旧不能解决运河水进京问题,因为运河北端终点并不在今日京城内,而是城东的通州,货物要抵达大都,还有50里陆路要走,显然无水不行舟,首先要解决水源问题。

白浮泉,位于北京北部燕山山脉边缘,水源充沛,东南方向不远处,有座湖泊叫瓮山泊,即今日昆明湖,正适合作蓄水池。经过多次实地测量,郭守敬提出专门开凿6条短渠,将各泉水引入瓮山泊,然后以白浮村为起点,修一条引水渠,为城内运河供水。这条引水路线和现在的京密引水渠路线基本一致,在那个没有“海拔“概念的年代,郭守敬是如何做到的,至今仍是个谜团。

解决了水源,还有高差问题,北京城与通州海拔落差20多米,货船由低到高进京,无疑逆水行舟,于是郭守敬设计河道时,专门在河段修建了11组、24道闸门,分段控制水流。这些闸门与现代船闸原理基本相同,每处船闸都有双闸门,货船通过时,先打开第一道闸门,等水位上下一致后,货船开进两道闸门之间,此时落下第一道闸门,升起第二道闸门,再等待水位一致,货船开出第二道闸门,就完成了一次逆水行船。这样经过24道船闸,货船就能顺利从通州抵达积水潭。

公元1293年,元世祖忽必烈从上都巡幸归来,恰好赶上新河的竣工仪式,他站在积水潭入口的万宁桥上,看往来船只浩荡,百姓欢呼雀跃,心情大悦,于是将这条让大运河直达都城的人工河道命名为“通惠河”,取通达京师、惠及天下的意思,这个名字,也一直延续至今。

如何跨越大运河的“水脊”?

元末时,战乱四起,大运河疏于维护,一直时断时续,明朝初年定都南京,北方漕运需求降低,导致会通河部分河道逐渐废弃,直到永乐皇帝朱棣将都城从南京再次迁至北京,重开大运河也就成了当务之急。

大运河山东段,也叫会通河,流经大量丘陵地区,地势高低起伏很大,水会向低处迅速流失,降水量少,又缺乏水源补给,自从元朝挖凿后,一直通航困难。

公元1411年,为了重开大运河航道,朱棣派遣工部尚书宋礼前往山东,宋礼抵达济宁后,耗费大量人力物力,重新疏浚河道,但大运河仍不能通水。这是因为会通河脆弱的根源,不仅仅是水源不足河道淤积,还在于地势,山东丘陵一段是整个京杭大运河海拔最高的地段,想要全线通航,就要从运河的最高点,古人称“水脊”的点位注水,水源灌注全河,才能通航。

“水脊”究竟在哪?是能否疏通会通河的关键,遗憾的是,宋礼并没有准确找到真正的“水脊”,而是将济宁作为最高点引入水源,工程完工后,却发现济宁以北的河道依旧浅涩难行。

宋礼一筹莫展之际,一位叫白英的人向他提出,运河的最高点不在济宁而在南旺镇,白英被民间称为白英老人,老人并非形容年纪,而是当时对于管理河道工程的负责人的称呼。正是他,让宋礼准确找到运河“水脊”所在,也就此诞生了一项伟大水利工程。

“水脊”找到了,水从何来?距南旺镇不远,有条东西向天然河流——大汶河,不仅水源充沛,地势也高,于是宋礼和白英在大汶河上修建大坝——戴村坝,拦截大汶河水源引入大运河。为顺利引水源到“水脊”,还挖凿了一条连接大汶河和大运河的人工引河,命名为小汶河,小汶河弯道众多,这样既可以延缓水速,也能沉淀泥沙。

大汶河水源经小汶河一路抵达南旺,在南旺呈现“T”字型分水,并建有“鱼嘴型”分水尖,这样水源在分水口处进行南北分水时,会向缺水北侧流的更多,也就有了运河“七分朝天子,三分下江南”的说法。

河道通了,水源有了,问题还没有彻底解决,地势落差、造成漕船逆水行舟,面对这个困境,宋礼摸清周围河流、水源分布,调整工程方案,在南旺镇南北共建水闸三十八座,这才令大运河顺利跨过“水脊”。

(文章来源:CCTV4《人类的记忆》节目)