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對于人類來說，水像空氣和食物一樣重要。世界四大文明古國一一古埃及、古巴比倫、古印度和中國，無不首先在大河沖積平原發展起來，無不借助于河流的慷慨贈予，這是舉世公認的事實。但是，天然降水以及地表水和地下水的時空分布并不總能滿足人類生存和發展的需要。因此，人類社會的發展史離不開有益生存的水利建設，也離不開治理水害的斗爭。在中國，大規模開展除害興利的治水活動已有四千年之久。第一部中國水利史則始創于公元前100年前后。當時中國著名的歷史學家司馬遷在他的歷史名著《史記》中專門安排了一章，記述從公元前22世紀的大禹治水到他生活的年代的重大水利事件，命名為《河渠書》。在《河渠書》中，司馬遷還詳細記述了公元前109年跟隨漢武帝參加驚心動魄的黃河堵口的施工場面。爾后，他感慨萬分地說：“甚哉!水之為利害也。①”強調指出水利在社會經濟發展中的重要地位，第一次提出了以防洪、灌溉、排水、航運、城鎮供水為主要內容的水利概念。②司馬遷的感慨不無道理，的確，水利事業與人類生存和社會發展的關系太密切了。繼司馬遷之后，編寫水利的歷史，總結歷史治水經驗以為后世借鑒的優良傳統，一直延續至今。一部水利發展史，就是人類不斷認識自然，掌握水的運動規律，除水害興水利的歷史，其中，水利科學技術的產生和發展，是人們利用和改造自然的能力和人類文明發展水平的重要標志。

在本書的緒論中，作為水利科學技術發展的背景與展望，我們將從輪廓上介紹中國水利事業發展的歷史過程及其科學技術的特點與不足；分析水利活動與社會進步和自然演變的相互促進、相互制約的辯證關系；進而從歷史體驗和哲學思考中得出相應的結論，即人們的水利活動的成敗得失，不能只是從其是否符合水本身的規律來考察，而應該把它放在自然與社會共同構成的大系統中來評價；引申出興利除害的水利活動將在新的歷史階段中得到進一步完善的規律性認識；以及水利科學技術史研究今后的主要方向等。

第一節中國傳統水利發展的歷史進程及其特點

古代，中華民族在社會發展和與自然災害搏斗的歷程中建立了符合自身江河特點、水土資源條件的水利工程體系，形成和完善了水利科學和技術，我們稱之為傳統水利。傳統水利在華夏民族的文明史中具有重要的地位，形成相對獨立的學科和領域。

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①《史記·河渠書》，二十五史本，上海古籍出版社，1986年。

②在歐、美等英語國家中，沒有與“水利”一詞恰當的對應詞匯，一般使用hydraulicengineering，或用warerconscrvancy。20世紀60年代以后。由于進一步認識到水是一種寶貴的資源，又稱作waterresources，中國譯為水資源，其含義已引申到水資源的開發與管理。俄、法、德文中的表述也相類似。見婁溥禮，水利，中國水利百科全書，中國水利電力出版社，1991年，第1685頁。

我國的傳統水利按照建設的規模和技術特點，大致可以分作3期：大禹治水至秦漢，這是防洪治河、運河、各種類型的灌排水工程的建立和興盛時期；三國至唐宋，是傳統水利高度發展時期；元明清，水利建設普及和傳統水利的總結時期。①

一水利的起源與第一次建設高潮(公元前22世紀至秦漢時期)

這一時期歷經青銅工具特別是鐵器的廣泛使用，也歷經由奴隸制到封建社會的制度大變革，生產力出現了飛躍的進步。此外，秦漢政權的大一統和強盛的國力，對于需要大規模社會組織的水利建設來說，也具有重要的推動作用。因此，這一時期在防洪、灌溉、航運等方面，都有較大的發展，并有一批傳統水利的大型精品問世，有的至今仍卓然于世。在水利建設的基礎上，這個時期水利科學技術也取得較快的發展，春秋戰國時期的思想解放和活躍的學術爭鳴，也有助于科學技術的繁榮。在西周及其以前的奴隸制國家時期，中國傳統水利技術較之古埃及、古巴比倫，特別是奴隸制高度發達的古希臘略遜一籌，而在春秋戰國以來，中國傳統水利科學技術迅速發展，形成東西方交相輝映的局面。中國傳統水利的這種發展勢頭一直持續達2000年之久，并逐步向世界水利科學技術高峰邁進。以下按防洪、灌溉、航運和科技進步等部分，扼要敘述這一時期水利的發展歷程。

(一)防洪治河工程的起源與發展

臨水而居是人類最初求生存的必然選擇，隨著社會的進步，農耕文明的興起，對水源更加依賴。但是，自然災害特別是洪水災害的威脅，由于居住區域的擴大和農業的發展而日益嚴重。

中國有文字記載的歷史的第一頁是大禹治水的傳說。約公元前22世紀，歷史已經進入了原始公社末期，農業進入了鋤耕階段，人們逐漸由近山丘陵地區，移向土地肥沃、交通便利的黃河等大江大河的下游平原生活和生產；這時首先遇到的是如何防止洪水的危害。相傳當時黃河流域發生了一場空前的大洪水災害，滔天的洪水淹沒了廣大平原，包圍了丘陵和山崗，人畜死亡，房屋被吞沒。這時禹繼其父鯀治水，他一改鯀堙堵治水的方法，疏導分流洪水，將黃河下游入海通道“分播為九”，經過10多年的艱苦努力，終于獲得治水的巨大成功。

大禹治水主要采用疏導的方法，那是適應當時人口不多、居民點稀少的社會實際的。到了春秋戰國時代，社會經濟發展了，不能再任黃河在廣袤的平原上往返大幅度擺動了，筑堤防洪應運而生。堤防自然是防洪的有效手段。此外，當年在黃河上還有護岸和挑水壩等河工建筑物，也曾在游蕩性河段上進行裁彎取直的嘗試。然而大量的泥沙堆積在下游河床里，又不斷抬高河床，惡化防洪條件。自漢武帝開始，黃河下游頻繁決溢。筑堤和堵口是當時經常性的治河工作。這期間，元封二年(前109)由漢武帝主持的瓠子(在今河南濮陽市西南)堵口，采用的是平堵法；建始四年(前29)由王延世主持的堵口采用的是立堵法，都是成功的堵口工程的范例。但由于河床高聳，防洪條件惡化，單純依靠筑堤堵口已經無濟于事，必須尋求新的解決辦法。至西漢末年，由朝廷倡導開展了關于治河理論的辯論，治河方略林林總總，對后世影響較大的主要有疏導、筑堤、改道、水力刷沙、滯洪等方法。值得注意的是賈讓提出的后代屢有爭議的治河三策。他認為完全靠堤防約束洪水的做法是下策；將防洪與灌溉、航運結合起來的綜合治理是中策；治河上策是留足洪水需要的空間，有計劃地避開洪水泛濫

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①周魁一、譚徐明，水利學，國學通覽，群眾出版社，1995年。

區去安置生產和生活。20世紀60年代以來，實行的非工程措施防洪理論，也包含著躲避洪水的措施在內。這種在改造自然的同時努力謀求與自然和諧發展的哲學認識，是有其積極意義的。東漢初年的王景治河，也是這一時期中值得稱道的防洪努力。在王景治河后的800年里，歷史文獻記載中黃河決溢的次數顯著減少，一般都把這一業績歸功于王景。但是由于記載疏略，王景治河的關鍵技術措施比較令人費解，至今仍是人們有興趣探討的歷史懸案。

(二)多種類型的大型灌區興建

農田灌溉在中原地區起源很早，在戰國人所著地理書《周禮·職方氏》中，已對全國主要自然水體的分布有概括的敘述。在當年全國的“九州”中，都分布有適于水生物生長的“澤藪”，適于船只航行的“川”和有灌溉效益的“浸”。而人工灌溉系統，則由有蓄水、輸水、分水、灌水、排水等不同功用的各級渠道所組成，稱作“井田溝洫”制度。春秋戰國時期興建的灌溉工程氣魄宏大，無壩引水的工程如都江堰、鄭國渠，有壩引水的工程如漳水十二渠，蓄水工程芍陂都是這一時期興建的著名大型灌區。

在今成都平原的都江堰、陜西的鄭國渠(今涇惠渠的前身)都是秦統一六國前為了增加統一戰爭的戰略物資儲備而興建的灌溉工程。都江堰是岷江上的引水工程，至今已成功地運行了2250年，灌溉面積也增加到1086萬畝。它是無壩取水樞紐，渠首主要依靠魚嘴分水、飛沙堰溢洪、寶瓶口控制引水，具有灌溉、防洪、放木等多種效益，是古代勞動人民的杰作。在世界上如此規模又有數千年歷史的水利工程，恐無出其右者。晚于都江堰10年，公元前246年秦國又興建了鄭國渠。鄭國渠在涇水上，最初是無壩取水，后因河床不斷下切，引水口逐漸上移，至民國年間，由李儀祉先生主持，改為有壩取水，即今之涇惠渠。西漢司馬遷在《史記·河渠書》中稱：“秦以富強，卒并諸侯。”在此后150年左右，在鄭國渠灌區里又興建了與鄭國渠齊名的白渠。元鼎六年(前111)又興建六輔渠，還同時制定了“水令”，我國第一個灌溉管理制度由此誕生。稍晚一些，在今陜西還興建了引洛水灌溉的龍首渠。龍首渠的干渠以數千米長的隧洞和獨特的施工方式而馳名。可見水利建設在社會發展中有著舉足輕重的地位。這一時期的灌區建設主要是在黃河以及江、淮流域。隨著漢疆域的擴展，灌區建設還遠及今我國新疆、甘肅、寧夏和內蒙古等地。有人認為新疆的坎兒井也創始于西漢。

(三)運河和水運的開創

春秋末年吳王夫差為與中原諸侯爭霸，開通了著名的邗溝。邗溝自揚州北上，借助天然水道，直抵淮陰，首次溝通了長江和淮河。此外還有溝通黃河和淮河的鴻溝和溝通長江支流湘江與珠江水系漓江的靈渠。靈渠建成于秦始皇二十八年(前219)。靈渠巧妙地利用了湘漓上源相接近的地形特點，修建鏵嘴，將湘江一分為二，又劈開分水嶺，將南流的一支導入漓江，再配合修建溢流天平和調節航深的斗門等設施，達到了跨流域引水通航的目的。靈渠在秦始皇統一嶺南大業和促進嶺南經濟文化發展中，發揮了重要作用。

西漢建都長安(在今西安市西北)，為保證首都物資供應和避開渭水多沙迂曲的困難，元光六年(前129)開始在渭水之南修建一條西自長安東至潼關的長達300多里的漕渠。漕渠歷時3年建成，最多時每年運糧600多萬石，對于維護政權穩定發揮了重要作用。這些區域性的運河建設，為日后全國內河航運網的建成奠定了基礎。這一時期近海海運也有相當成績，可以東通日本，南達印度和斯里蘭卡。

(四)水利科學基礎理論形成

春秋戰國時期活躍的學術空氣也表現在水利基礎科學理論的蓬勃興起。秦漢水利建設的高潮，為水利學科的形成創造了條件。西漢司馬遷在《史記·河渠書》中首先賦予“水利”一詞專業含義，水利成為有關治河防洪、灌溉、航運等事業的科學技術學科，而將從事水利工程技術工作的專門人才稱作“水工”，主管官員稱作“水官”。水利學作為與國計民生密切相關的科學技術的應用學科由此誕生。

先秦時期的文獻中，以《周禮》、《尚書·禹貢》、《管子》、《爾雅》涉及水利科學技術的內容較多。基礎性的理論紛紛提出，主要反映在水土資源規劃、水流動力學、河流泥沙理論、水循環理論等方面。

水土資源是自然界最基本的資源。《管子·度地》把河流分為五種。《管子·地員》根據相應地下水的埋藏深度、水質及適宜農作物對土壤進行了分類。《尚書·禹貢》和《周禮·職方氏》對當時九州行政區的土地和河流湖泊有全面的描述，為自然資源分類統計之始。

在水利科學基礎理論方面，《管子·度地》首先提出明渠水流和有壓管流運動規律及水躍現象。兩干多年前就建立起了明渠水流水力坡降量的概念，對有壓管流、水躍等水流現象進行了正確的闡述，在當時世界上處于領先地位。

《管子·地員》記載不同的土質和地下水埋深與水質的關系，這里的息徒、赤壚、黃唐、斥埴、黑埴分別是石灰巖、沖積土、黃壤、鹽堿土和黑黏土，土質不同而水質不同。晉張華的《博物志》載：“凡水源有硫黃，其泉則溫。”記述了人們早期的水化學知識。

秦漢水利建設出現了歷史上的第一次高潮。與之同時有關水利的記載大批出現，水利的科學技術基礎理論進一步深化，對后世影響最大的是《史記·河渠書》，它作為中國第一部水利通史問世，從而確立了傳統水利作為一個學科和工程建設重要門類的地位。

二水利建設蓬勃發展與傳統水利技術的成熟期(三國至唐宋時期)

魏晉南北朝以黃河為主戰場，長達300年的戰亂，促使中原人口大量南遷。南方政權則相對穩定，水利取得進展。此后，唐宋時期的500多年中出現了全國范圍基本穩定的政治局面，為水利發展提供了先決條件。灌溉、航運和防洪工程建設蓬勃發展并取得重大成就。安史之亂后，北方農業經濟一度衰退，而南方繼續穩定發展，全國經濟重心南移遂成定局。同時，唐代社會開放和宋代學術思想的活躍，也為科學技術的進步創造了良好條件。在歷來水利建設經驗積累的基礎上，水利科學技術取得了長足的進步，形成了中國古代傳統水利技術的高峰，并位居中世紀世界水利技術的前列。

(一)農田水利的發展與經濟重心的逐步南移

秦漢以前，我國主要經濟重心在黃河流域，之后，基本經濟區逐漸向南方擴展。三國至南北朝時期(約公元3世紀至6世紀)淮河中下游成為繼黃河流域之后的又一基本經濟區；隋唐宋時期(約公元7世紀至工3世紀)長江流域和珠江流域的經濟地位突出出來，其中長江中下游已成為全國的經濟中心，所謂“蘇湖熟，天下足”，“國家根本，仰給東南”。在基本經濟區的建設中當然離不開水利建設。隨著經濟區的擴展，水利建設也取得了長足進步。從太湖圩田水利的發展叫見一斑。

圩田是太湖以至長江中下游地區農田的主要灌溉排水形式，至唐末已有相當大的規模。據當時人李瀚的記載，蘇州、嘉興屯田最發達。其中，“嘉禾土田二十七屯，廣輪曲折，千有余里”。圩田是在濱湖和濱江低地的一種水利工程形式，四周圍以堤防，與外水隔開。其中建有縱橫交錯的灌排渠道，圩內與圩外水系相通，其間有閘門控制引水和排水，做到“以溝為天”，對天然降水的不均勻起到重要的調節補充作用。北宋范仲淹曾描述當年圩田的規模和技術：“江南舊有圩田，每一圩方數十里，如大城，中有河渠，外有門閘。旱則開閘引江水之利，澇則閉閘拒江水之害。旱澇不及，為農美利。”①類似太湖流域圩田形式的灌排工程，在長江中游的南湖地區稱作垸田，在珠江三角洲地區稱作基圍。垸田和基圍在當地經濟開發中，也開始扮演著重要的角色。

除圩田外，灌溉工程在全國普遍興建。創建于唐代浙江鄞縣的它山堰是當時著名灌區之一。它山堰是在奉化江支流鄞江上攔河筑壩的引水工程。攔河壩隔斷了順鄞江逆上的海潮，積蓄上游淡水，達到“御咸蓄淡”、引水灌田和向城市供水的目的。唐宋時期，江南一帶引水蓄水的灌溉工程相當普遍。公元9世紀初年，韋丹就在今江西北部主持修建598座陂塘，灌溉面積共計120萬畝。這一時期灌溉提水機械和水力加工機械有很大的發展。其中用水力驅動的灌溉筒車和主要用于糧食加工的水碾、水磨等，在黃河、長江、珠江等流域得到了普遍應用。

(二)內河航運網豹建設

內河航運是古代實現政治統一、經濟發展和文化交流的主要交通運輸方式。這一時期在運河建設和管理等方面都有重大發展，科學技術水平達到我國古代運河工程技術的高峰。

這一時期的內河航運建設最值得稱道的是隋代大運河的開鑿。建成的最著名運河有溝通黃河和海河，北抵涿郡(在今北京城區西南隅)的永濟渠，溝通黃河和淮河的通濟渠(唐宋一般稱作汴渠)。內河航運網形成后，“自是天下利于轉輸，運漕商旅，往來不絕”。北宋張擇端所繪“清明上河圖”就形象地反映出當時汴京(今開封)在汴河兩岸的市井風情，商旅貿易、建筑橋梁等之繁盛。因此有人評價隋煬帝開運河的功過時說，“在隋之民不勝其害也，在唐之民不勝其利也”。此外北宋時期運河上的工程建筑已相當完善，特別是溝通長江和淮河的邗溝渠化水平最高。運河上建有許多堰埭、船閘和斗門等建筑物，以保持航道水位和調節航深。又利用通江閘引潮水濟運。到北宋重和元年(1118)在真(今儀征)、揚(今揚州)、楚(今淮安)、泗(今泗洪東南盱眙對岸)和高郵等地運河上共建有79座斗門、水閘，“限則水勢，常得其平”②，可見當年運河設施之完善。其中雙門船閘的布局和運用，已與近代船閘一般無二，比歐洲船閘約早400年。稍后發明了被稱作澳閘的具有節水功用的船閘。

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①引自范仲淹《范文正公集·答手詔條陳十事》，四部叢刊本。

②引自《宋史·河渠志》卷96，二十五史本(以下所征引的二十五史資料，凡未特別注明者，均采用此版本不另加灃版本)，上海古籍出版社，1986年。

(三)傳統防洪工程技術的成熟

五代以前黃河相對安定，很少有決溢記載。五代至北宋，由于黃河河床淤積抬高，黃河決溢日漸嚴重。和朝廷政治斗爭相關連，防洪方略也存在嚴重分歧，突出表現在北宋關于黃河東流與北流的爭論，使防洪斗爭更加復雜。此外，從這一時期開始，長江防洪也逐漸突出。不過，至北宋，傳統防洪技術已趨于成熟，集中表現在宋金元時期纂集的河工技術規范性著作《河防通議》和《宋史·河渠志》中。當時對黃河水文及防汛有形象而準確的命名，并有經驗性的洪水預報方法。對黃河水溜形勢和與河工修防的關系，也有清晰的說明；對于當年河工測量技術的施測方法有詳細記載，對主要工程形制，例如砌石、卷埽、筑堤等方法都有具體規定，對于各種工程所用物料的計算方法都有明確說明。

(四)水利科學理論的進步和技術成就

這一時期基礎理論的進步主要反映在水利測量、河流泥沙運動理論以及洪水特征和規律的認識等方面。北宋年間水位測量已在各地采用，并據以推算流量。在多沙河流的泥沙運動方面，已總結出改變河床斷面將對輸沙率產生影響，以及引入清水將提高多沙河流的輸沙能力等規律性認識并已在實踐中應用。在地形測量中，至遲在唐代已實際應用水準測量儀。此外，宋金時期對汛期水流特征和漲落規律，也有形象的規律性描述。

這一時期防洪、航運和農田水利等工程技術普遍有所創新，并達到傳統水利技術高峰。傳統治河工程中以埽工技術最重要，宋代已經成熟。當時的險工由埽捆構筑。埽捆是用樹枝、薪草等軟性材料分層平鋪并夾以土石，再卷裹捆扎而成。為抵抗水流沖力，一般體積較大，需要幾十人乃至上百人在統一指揮下施工，推放到指定地點，并加以固定。一個險工往往需要幾十個埽捆重疊排列而成，長達數百米，甚至上千米。埽工按其形狀和功用不同而有魚鱗埽、磨盤埽、鳳尾埽以及約、馬頭、鋸牙等名稱。埽工技術是我國特有的，尤其適用于多沙河流上的傳統河工技術。在運河工程中，已普遍使用堰埭升船機和船閘。唐宋兩代出現多種類型船閘，主要有引潮閘、節水澳閘和多級船閘。其中二級船閘的布置和運用已與現代二級船閘一般無二。我國船閘技術已有1000多年歷史，它比12世紀在荷蘭出現的船閘早400多年。農田水利方面，不僅引水、蓄水、提水工程技術有重要發展，而且利用多沙河流的水資源和泥沙資源進行放淤灌溉和改良土壤也卓有成效。北宋熙寧年間(1068—1077)政府大力推行放淤，短短幾年間放淤面積達到5萬頃以上，并有總結性專著出現。此后放淤和淤灌在北方各省民間流傳下來。

這一時期水利的管理也有長足進步。現存最早的全國水利法規，當數唐代制定的《水部式》。內容主要包括農田水利管理，碾磨設置及其用水管理，航運船閘和橋梁的管理維修，漁業及城市水道管理等，這是由中央政府頒布的全國性法規。此外某些行業還有自己的單行規定，例如江南圩田有定型的管理體制，“田有官，官有徒，野有夫，夫有伍，上下相維如郡縣”①。而各個灌區自己又有適合本灌區氣候、種植、水源、習慣的單行灌溉制度，甚至遠至新疆，都不例外。北宋在王安石變法時期對于興修水利特別重視，熙寧二年(1069)曾頒布《農田水利約束》，這是中央政府為促進興修農田水利工程而頒布的政策性法令，對各地興修農田水利的組織審批方式，經費籌集，責任和權利分擔，建議入與執行官吏的獎賞等，都有具體規定。對于推動農田水利高潮的興起，發揮了重要作用。在防洪方面，現存最早的河防法令是金泰和二年(1202)頒布的《河防令》，它是在宋代治河法規基礎上制定的。此外在秦九韶所著《九章算術》的例題中，有測量降雨降雪量的測量器具和計算方法，可惜到明清時代，這種工程數學未能繼續得到重視和發展，致使水利建設和管理在許多方面仍停留在定性或經驗性定量階段。

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①李瀚：《蘇州嘉興屯田紀績頌》，唐文粹卷21，四部叢刊本。

三水利建設的普及和傳統水利技術總結期(元、明、清時期)

本期社會相對安定，少有長時間戰亂，成為水利穩定發展的客觀條件。水利工程以溝通南北的京杭大運河的興建而顯赫史冊。確保漕運使這一時期的黃河防洪工程建設和管理面臨更為嚴峻的困難。濱海(江)沿岸地區防御潮災的工程——海塘在明清時期有大的發展，最著名的是浙東錢塘江的重力結構的魚鱗大石塘，建成迄今300多年一直捍衛著浙江東部瀕海平原。灌溉與排水工程向邊疆和山區繼續發展。兩湖、閩、廣等地灌溉更得到前所未有的開發，促成新的基本經濟區的形成。但封建社會后期政治衰敗，管理混亂，阻礙了水利的進步。總地看來，元明清三代傳統水利及其科學技術發展緩慢，一些方面甚至出現了停滯或倒退，但總結性水利科學著作相當豐富。明清之際和清代末年曾一度引進西方水利技術，但尚未得到普遍應用。

(一)京杭大運河的創建與衰落

元明清三代建都北京。政治中心在北方，而經濟重心在南方，其間的交通聯系是維護政治安定和經濟發展的關鍵問題。重復唐宋汴河的老路則嫌過于迂回曲折，元初曾一度奉行海運，但安全是個困難問題，于是，開鑿北京直達杭州的運河航線成為當務之急。元初即由大科學家郭守敬主持，論證海河水系的衛河、黃河下游和淮河泗水溝通的可能性。為此曾進行大范圍的以海平面為基準的地形測量，證實跨越山東地壘的京杭運河的方案可行。于是從至元十三年(1276)開始開鑿京杭大運河的關鍵河段一一今山東濟寧至東平的一段，以后又向北延伸并與海河水系的衛河貫通。至元二十八年(1291)到三十年(1293)又由郭守敬主持開通今北京至通縣的一段，明清相繼開洳河、中河使運河進一步脫離黃河。至此，大運河南接江淮運河，航船可以跨越海河、黃河、淮河、長江和錢塘江五大水系由杭州直抵北京，并在此后500年的時間里成為我國南北交通的大動脈。這條長達1800千米的運河成為世界上最長的一條人工運河，是世界水利史上的一項杰作。不過，兩大難題始終困擾著運河的暢通。一是水源問題，特別是山東段運河水源尤其缺乏。當年主要依靠引汶水和泗水濟運，并為此修建了一批閘壩工程，以節制水量。此外，又在南旺分水嶺南北的運河上修建了30多座船閘，以調節航深，集中體現了運河建設的工程技術水平；二是運河穿越黃河的技術困難。由于黃河河床的不斷淤高，自18世紀末葉以來黃河漲水時期對運河的倒灌和淤積成為京杭運河的痼疾。歷代為此作了不少改進，修建了一批閘壩進行控制，收到了一些效果，但是隨著黃河河床的進一步抬高，局面又繼續惡化，最后成為運河中斷的主要原因之一。

(二)黃河系統堤防的建設與確保漕運前提下黃河防洪的困境

黃河以其高含沙量位居世界諸大河之冠，含沙量過高造成下游河床的淤積，給防洪帶來許多困難。自漢代起，就有人提出，能否利用黃河自身的水流沖刷下游河床淤積以改善防洪。但后代并未能就此探討出可以實行的工程技術方案。到了明代萬歷年間，才由當時主管防洪的總理河道潘季馴總結前人的認識，系統提出“束水攻沙”、“蓄清刷黃”的理論以及實現這一理論的實施方案。這是一個系統堤防工程，由縷堤、遙堤和格堤、月堤所組成。其中縷堤靠近主流，意在約束水流提高流速，便于沖刷河床積淤。遙堤在縷堤之外二三里的地方，為的是洪水盛漲，越過縷堤時，防止洪水四處泛濫。此外為了防止特大洪水沖壞遙堤，還在某些地段的遙堤上建有溢洪壩段。“束水攻沙”和“蓄清刷黃”在理論上的貢獻是杰出的，但潘季馴的理論還只限于定性的分析，在復雜的黃河防洪中，他所設計的一系列工程措施雖然發揮了有益的作用，但并未達到刷深河床，解決防洪難題的目的。至于近代泥沙運動理論則在20世紀由歐洲科學家陸續提出，而“束水攻沙”的實現還有待來日。

然而，黃河河床的抬高不僅增加黃河本身防洪的困難。當年黃河在淮陰一帶奪淮人海，黃河河床和水位的抬高形成對淮河的頂托，不僅使淮河洪水宣泄困難，并逐漸在淮陰以西造成了一個洪澤湖，最后，還將淮河人海流路淤塞，而壓迫淮河由三河閘改道入江，簡直使淮河成為長江的一個支流，防洪還受到南北大運河的牽制。那時由于向東入海的黃河與南北向的運河交叉，運河一度依賴黃河的水量補助，又懼怕黃河的泛濫和淤積。及至清代道光年間，在今江蘇淮陰黃河和運河交匯處，幾乎成了航運的一個死結。

這一時期，由于南方經濟的發展和人口的增長，本來相對平靜的長江與珠江的洪水與防洪問題也逐漸加劇。明清兩代也是江浙海塘防潮工程發展的重要階段，特別是康熙至乾隆的百十年里。其間興建的魚鱗大石塘，表現出古代壩工的最高水平，有的至今仍巍然屹立。

(三)農田水利的普及與發展

元明清三代政權相對穩定，農田水利形成平穩發展局面。元代統治階級的游牧生活逐漸被內地發達的物質文明所同化。當年曾專設“都水監”、“河渠司”等水利機構，推動水利建設，并一再頒行《農桑輯要》等農業技術書籍，指導農業生產。明太祖朱元璋大力提倡農田水利。洪武二十八年(1395)在全國范圍共興建“塘堰凡四萬九百八十七處，河四千一百六十二處，陂渠堤岸五千四十八處”①。這一時期農田水利工程主要由地方或民眾自辦，以小型為主，大型工程少見。由政府或軍隊主持的農田水利項目則以畿輔營田(今河北省)聲勢最大，為的是促進京畿地區農業發展，以減少每年大量的南糧北運的負擔。但在北方興修水田，因受水資源量的限制，難有大的作為。隨著鞏固邊防的努力，邊疆水利有較大發展，其中清前期的寧夏河套灌區建設，清代中后期的內蒙河套灌區和新疆地區灌溉等成績顯著。沿海的臺灣、福建，尤其是珠江三角洲基圍水利這一時期取得重大發展。

(四)水利科學技術的總結性著作大批涌現

這一時期水利規劃理論有所進步。值得注意的是以明代潘季馴為代表的“束水攻沙”治河思想的完善和系統堤防的實施，使傳統的治河堤防工程技術發展進入高峰。

明清以來大批有關水利工程技術、治河防洪的專著陸續問世。各地的地方志大多設置了水利專業志!漕運志作為新的專業志種在明清的水利專業志中也占了相當的比重．現存的古代水利文獻大多是這一時期編纂的。

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①顧炎武撰、黃汝成集釋，《日知錄集釋》，四部備要本，中華書局，1989年。

在防洪治河工程技術方面，明代隆慶年間總理河道大臣萬恭著《治水筌蹄》，對于運河工程技術和管理有精到見解。在治黃思想上，首先提出“束水攻沙”和“以堤治河”的理論認識。之后，四次出任總理河道的治河名臣潘季馴編著的《河防一覽》，深化了“束水攻沙”思想，提出“蓄清刷黃”和放淤固堤等策略，比較系統地闡述了多沙河流泥沙運動規律和治理方略，他的治河思想對后世影響很大。海塘工程技術和管理經驗的總結在清代也進入高潮，代表作有乾隆年間方觀承的《敕修兩浙海塘通志》和翟均廉的《海塘錄》。

農田水利方面的專著中最著名的有元代王禎的《農書》、明代徐光啟的《農政全書》以及清乾隆年間官修的《授時通考》，對于各種類型的農田水利工程，尤其是對灌溉和水力機械記述尤詳。地方性農田水利專著如清代吳邦慶編《畿輔河道水利叢書》和徐松《西域水道記》，分別是研究海河流域和新疆水利的重要著作。明代姚文灝《浙西水利書》和沈[“啓”的上半部+山]《吳江水考》等是太湖水利的代表性著作。專門記述工程的專書如元代李好文《長安志圖。涇渠圖說》、清王太岳《涇渠志》、王來通《灌江備考》、王全臣《大清渠錄》、程鳴九《三江閘務全書》等。

運河及漕運典籍內容可大致分為三類：以運河河道為主的專業志，內容包括運河工程沿革、水源和工程管理、水政管理規章制度等；以漕糧運輸為主，記載漕運制度、漕運倉儲、漕運管理法規等內容的專業志和資料匯編性質的文集；河漕兼容的綜合性專著，著名的有明代謝肇涮《北河紀》、王瓊《漕河圖志》，清代有陸曜《山東運河備覽》、張伯行《居濟一得》等。運河、漕運還蘊含許多有關文化和經濟方面的內容。

此外，編年體的資料匯編性著作有清代傅澤洪《行水金鑒》、黎世序《續行水金鑒》等，收入了大量的歷史文獻資料。

封建社會后期的水利建設，既沒有戰國秦漢時期那種生機勃勃的宏大氣勢，也沒有唐宋時代的技術先進和管理規范，尤其是與同時期在歐洲崛起的近代科學技術相比，逐漸相形見絀。這種停滯狀態醞釀著新的變革與突破。總之，中國傳統水利科學技術體系的發生、發展和停滯，基本是同封建社會的總進程相聯系的。

四傳統水利科技的特點與不足

在古代4000年治水活動中，我國傳統水利取得了光輝的成就和在世界水利史上長時間的先進地位。在特定的地理環境和以農業為主要生產方式的古代，中國不僅形成了不同于其他文明古國的獨具一格的政治、經濟、思想和文化傳統，也形成了獨具一格的科學技術體系。和以古希臘為代表的歐洲傳統科學技術比較重視理論問題有所不同，我國傳統科學技術的顯著特點首先表現在重視解決實際問題，重視實踐經驗，而疏于理論概括。明末清初著名的歷算學家王錫闡曾指出：“古人立一法必有一理，詳于法而不著其理，理具法中。”①即專講怎樣去做，而不解釋為什么這樣做，理論隱含于方法之中。經學家阮元在編寫古代科學家傳記時也認為，傳統科學“但言其當然，而不言其所以然”②。當然科學技術的進展沒有理論思維是不可想像的，例如在中國封建社會初期，科學技術的理論總結就取得了相當的成績。但從總體看來則仍然顯現出主要是經驗性或描述性的科學形態的特點。

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①明·王錫闡：《曉庵遺書·雜著》。

②清·阮元：《疇人傳》卷46，商務印書館。1955年。

其次，重視整體性和廣泛聯系是我國傳統科學技術的又一顯著特點，即重視從整體上認識研究對象和重視對象與相關事物的聯系。中國古代社會“以農為本”，而當研究農學時，《呂氏春秋·審時》認為：“夫稼，為之者人也，生之者地也，養之者天也。”主張把農學放在氣象、土壤、耕作普遍聯系的環境系統中去研究，從總體把握局部。在水利工作中，“治河之法，當觀其全”①，同樣強調整體性和綜合性。而西方科學則側重分析和分解。長期以來，西方自然科學思維的基本軌跡就是將整體的復雜系統分解成各個部分，把運動的現象作為相對靜止的來處理，復雜的現象從而得到簡化。這種思維方法在歷史上作出了巨大的貢獻，奠定了現代科學的基礎。但這種方法只適用于處理線性問題，當科學進一步發展之后，必將在其統一性方面尋找新的突破。諾貝爾獎獲得者比利時物理學、化學家普里高津指出“中國傳統的學術思想是著重于研究整體性和自發性，研究協調和協和”，并且認為，“我相信我們已經走向一個新的綜合，一個新的歸納，它將把強調實驗及定量表述的西方傳統和以‘自發的自組織世界’這一觀點為中心的中國傳統結合起來②”，高度評價了中國古代哲學的現代意義。

辯證思維是我國傳統科技又一重要特征。特別是對立統一、相反相成和相互轉化的觀點，對科學技術的發展影響最大，凝聚著中華民族的智慧。例如在黃河防洪建設中，為防止堤防決口，宋、元、明三代大都以分流為主導思想，認為只有在上游分流以適應河道容蓄的能力，才能防止洪水決溢。但明代著名治河專家潘季馴則持相反的看法，他認為，黃河善決善淤善徙特性的關鍵是河水含沙量太大。泥沙淤積抬高河床，既減少輸水能力，又增加防洪的困難。于是，他總結前人的合理主張，提出了“束水攻沙”的理論。他反駁上游合流將增加下游防洪困難的論點，認為合流固然會增大下游洪水流量，但流量增加了，河水流速會相應提高，并同時提高了沖刷河床淤積的能力。只要河床加深了，防洪的困難就會迎刃而解。所以說：“蓋筑塞似為阻水，而不知力不專則沙不刷，阻之者乃所以疏之也。合流似為益水，而不知力不宏則沙不滌，益之者乃所以殺之也。……借水攻沙，以水治水。”③闡明了合與分，沖與淤之間的辯證關系，成就了治河理論上劃時代的貢獻。英國著名科學史家李約瑟先生指出：“當希臘人和印度人很早就仔細地考慮形式邏輯的時候，中國人則一直傾向于發展辯證邏輯。”④某些西方科學家還認為，這種辯證思維對現代科學的進一步發展將具有重要的啟迪作用。

傳統水利科學技術的弱點則表現為理論概括不夠，定量分析不多和實驗觀測少。⑤

我國古代的水利著述甚豐，僅水利專著就有500種以上。但這些著作多為建設實錄，缺乏抽象概括，未能上升為具有普遍意義的理論認識，類似戰國時代的《管子·度地》對水流運動規律和土壤特性的歸納，宋元時期的《河防通議》對河流水勢、水汛以及防洪工程規范之類的理論著作屈指可數。

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①明·潘季馴：《留余堂尺牘》卷2，上閣下書，轉引自韓仲文《潘季馴年譜》。

②顏澤賢，耗散結構與系統演化，福建人民出版社，1987年，第107—108頁。

③明·潘季馴：《河防一覽·河工告成疏》卷8，水利珍本叢書本，1936年。

④李約瑟：中國科學技術史(中譯本)第s卷，科學出版社，1978年，第337頁。

⑤郭濤，中國傳統水利的特點及其停滯，中國水利，1989年，第3期。

定量分析較少，即使類似潘季馴《河防一覽》、靳輔《治河方略》這樣的大家著述，對傳統水利的認識也停留在對現象的直接觀察上，也多局限于定性分析和趨勢的描述，未能應用當時已有較高水平的數學進行量化并進而上升到理論公式。明末著名科學家徐光啟對于水利工作中不重視數學和測量的應用曾有中肯的批評。①因此，應用現代水利科學技術知識，探討散見于浩瀚古籍之中的治水實踐的科學內涵，并進行系統歸納，就成為我們責無旁貸的歷史任務。

實驗觀測是科學發展的基本研究方法之一。愛因斯坦認為西方科學發展是以兩個偉大成就為基礎，即希臘哲學家發明的形式邏輯體系和文藝復興以來所提倡的為探尋自然現象發生的因果關系而進行的系統實驗。而在我國古代進行實驗觀測的事例十分罕見。由于沒有科學實驗的鑒定，既不能對工程實踐的結果進行預測和總結，也不能通過實驗歸納上升為理論認識。

由于存在這些弱點，使得我國傳統水利技術雖然在唐宋時期已發展到最高水平，但此后就停滯不前。元明清時期，雖然水利建設進一步普及，但技術水平一般并未超越唐宋；建設規模和速度更難以與秦漢時期相比。明清水利著述雖然豐富，但資料性居多，理論概括較少。

中國水利的起源晚于古巴比倫、古埃及等文明古國，比起奴隸制高度發達的古希臘也略遜一籌。但中國卻較早地完成了向封建社會的過渡，生產關系的變革有力地推動了水利工程的建設，以致從春秋戰國開始，大規模的水利工程建設，如芍陂、漳水十二渠、都江堰、鄭國渠等大型灌溉工程相繼完成，秦漢時期治理黃河和興建跨流域運河的工程，都已顯示出中國水利科學技術在世界的領先地位，這種領先的勢頭一直持續到15世紀。而此后，以歐洲文藝復興為代表的資本主義的興起，極大地推動了科學技術的進步，而18世紀產業革命以來西方水利獲得飛速的發展，其水利科學技術開始領先于世界。