引泾灌溉工程科技与管理价值初探
时间：2023-01-17 17:15:14 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
赵鸿君
（陕西省泾惠渠灌溉中心,陕西 三原 713800）
引泾灌溉始于公元前246 年秦修建的郑国渠。郑国渠之后,历代各有建树,民国时期建成泾惠渠,持续利用至今。历代泾渠科技之先进,组织之健全,管理之完善,效益之显著,堪为中国灌溉工程之翘楚。郑国渠1996 年被国务院列为全国第四批重点文物保护单位,2016 年入选世界灌溉工程遗产名录。以郑国渠为代表的历代引泾工程,蕴涵的先进水利科技、完善的管理方式和理念至今仍有借鉴意义。
郑国渠从泾阳县王桥镇上然村的泾河瓠口引水,流经今泾阳、三原、高陵、临潼、富平、阎良、渭南,至蒲城入洛河,全长约126 km,灌溉农田115万亩。郑国渠的修建使干旱的关中平原得到灌溉,为秦统一中国奠定了坚实的物质基础。
2.1 因势利导,无坝引水
古代缺乏现代建筑材料,建设坚固的大坝几无可能,落后的提水技术也不能大流量引水,大多只能利用地形、地势,实现自流灌溉。郑国渠与都江堰一样,利用地形条件,从自然河道引水。《史记》载,“凿泾水自中山西邸瓠口为渠”。瓠口又称谷口,位于泾阳县西北,是泾河进入渭北高原的一个峡口。郑国渠引水口首选在瓠口,充分利用了北山山系的地形特点,泾河在此形成一个葫芦状的河曲地貌,并且西岸凸,东岸凹,利用水力学和水流学原理,一部分水进入大渠,一部分进入河道。
为了保证进水的流速和流量,引水渠与河道形成科学的交角。因为在河道的弯道处,除通常的纵向流水外,还存在横向环流问题,即上层水由凸岸流向凹岸,河流的最大流速接近凹岸稍偏下位置,恰好对准引水口,同时大量的细沙进入渠道；
横向环流指的是,下层水由凹岸流向凸岸,从而把较大的沙粒冲向凸岸,最大限度地减少了渠道的淤积。后世的引泾灌溉工程基本都是引水口沿河道不断上移,自流引水。
2.2 横绝小河,扩大水源
郑国渠引泾注洛三百余里,沟通泾水和洛水两大水系,其间流经几条自然河流,这些河流原皆是由北部山原发源向东南汇入渭河的,与自西而东的郑渠不可避免地形成交叉。通过“横绝技术”,郑国渠较好地处理了这种与天然河流的交叉问题。《水经注·沮水》记载,郑渠“绝冶谷水”“绝清水”“与沮水合”,即是将沿途与渠道交叉的小河流“横绝”,吸收而过,导流入渠,增加了水源。郑国渠通过石川河,在石川河的东岸选择一个有利位置,再将水引出石川河,既保证了郑国渠的大部分水量可以东渡,而且可以收集利用部分石川河的水量。这种渠道、小河流有机结合,既引水又补充水,一个完整的水文单元水量有机调配,扩大了灌溉面积。
2.3 淤灌肥田,改良土壤
郑国渠是一个泥水灌溉、淤卤压碱性质的大型水利工程。泾河是一个高含沙河流,泾河年均输沙量2.65 亿t,平均含沙量高达141 kg/m3,最大含沙量立方米1430 kg/m3,素有“一石水,六斗泥”。引泾灌区过去是未垦殖的沼泽盐碱地,不适合农耕地和种植庄稼,而泾水所挟带的泥沙含有丰富的有机质,对卤性土壤,起到了压盐冲碱的作用,进而达到了改良土壤、肥田增产的效果。
《史记·河渠书》记载：“渠就,用注填阏之水,溉泽卤之地”。汉人歌之曰：“泾水一石,其泥数斗”充分印证了郑国渠的淤灌性质。
由于引泾工程基本采用无坝引水,加之泾河是雨式河流,季节分布不均,加之水流冲刷,要保证足够的水量进入渠道,必须通过抬高进水口,保证河水进入渠道。
3.1 无坝引水,少影响河流,生态价值凸显
从郑国渠开始,一直到民国泾惠渠的2000余年间,河床下切20余米,泾惠渠的引水洞已进入泾河峡谷。民国泾惠渠,应用西方先进技术开始筑坝引水,固定了取水口,结束了引水口移动的历史。自流引水,降低了能源消耗,对生态环境的改善作用巨大。
在水位较低无法进水时,采用修“将军翣”、筑石囤堰、立石囷等临时措施,壅水入渠。“将军翣”为分水引水工程,是用块石砌筑,用铁销子锁固,长宽各约百步约合今180m,直插向泾水河床中间,把泾水分成两支,以导水入渠。石堰坝,就地取材,利用泾河里天然巨石,采用立石囷的方法来筑堤壅水,既可以抬高水位,又可以最大限度地控制水量,省工又省料。石囷利用灌木枝条编织成圆形大筐,中间填满石头,借助天然巨石做骨架,构成了一座巨大坚实的拦河堰坝。唐代石堰被冲毁后,宋初即用木梢等制作新堰。
但临时性措施作用有限,而且遇有大水被冲毁重修,人力财力耗费较大,但其也见证着古代治水者的聪明和智慧。
明代为了解决泾河河床不断下切、引水难的矛盾,修建广惠渠。广惠渠的渠首比王御史渠上移990m,开凿大小龙山隧洞长400多米,明渠长400多米。在五百多年前技术手段和建筑材料落后的情况下,完成这样艰巨的工程,决非易事。劳动人民千辛万苦,付出了巨大的代价。
唐代泾渠引水技术达到了较先进的水平。在工程设置上,唐郑白渠渠道工程更加完善,管理更加规范。渠首到三限闸为总干渠,总干渠下设置了太白、中白、南白三条干渠,支渠以下设有斗门,还有若干退水、泄水设施。斗渠“垒石砌筑,安木节水,不能私造”。受水时刻、水量、灌溉田亩均有定数,更为重要的是由过去的引洪淤灌改变为引清水灌溉,开始了现代意义上的灌溉。
丰利渠的进步主要表现在引水口设置有静浪、平流二节制闸,并刻有水则,可以调节水量,控制灌溉面积和进度。在灌溉管理上,更加细化,分水须有各县派人现场监视,确保公平。计量以“徼”（水流一尺见方为“一徼”）,渠首最大引水120徼,日灌地60顷,并实行用水申报、定量用水,规定了不同作物的用水季节。宋元明时代泾渠上的水则既有石龟等标志,还有水尺,除了在渠首测量流量,还可以控制灌溉亩数。
无坝引水,少影响河流,既保证了农田灌溉取水需求,又保证了下游河道生态流量,维护了河道的生态功能,与我们今天倡导的河道基流理念符合,也体现了古人水生态环境意识。
3.2 机构健全,管理科学
历代引泾工程都非常重视管理,建立了专门的管理机构,实行科学用水管理,确保了引泾灌溉工程效益的充分发挥。汉代以来,设置有专管机构。汉武帝元鼎二年设有水衡都尉,白渠在三辅都水管理之下。唐代设有水部、都水监和河渠署,在地方上设有河堤使者,灌区还设置“渠堰使”一职,由中央直接任命管理。干渠和斗渠都有专人管理,管理机构健全。
王御史渠由中央管理,并设泾渠军士屯田府督管理,后改为屯田总管府。明代的渠道管理分为官渠和民渠,官渠维修由官府承担。官渠由四县共管；
民渠由各县分管。清朝专设水利通判,主管龙洞渠水利,以后57年间,有姓名记载的水利通判共23人。民国泾惠渠的管理更加科学,建立了专管与群管相结合的管理制度,开展灌溉气象观测和灌溉试验,加强盐碱治理、高含沙淤灌、渠道防渗研究,取得了重大成果。1934年即成立了专管机构泾惠渠管理局,下设8个管理处,配有专管人员,干支渠分设水老,斗设斗夫启闭斗门,村设渠保,分级管理,另建有报汛站、泾谷管闸所等。
3.3 制度完善,管理先进
完善的灌溉管理制度是引泾灌溉的又一特点。汉代出现了我国最早的灌溉管理制度《水令》。《汉书·兒宽传》：“ 宽表奏开六辅渠 ,定水令以广溉田。”具体内容不可考。汉代把水利作为官员考核的重要指标,促进了西汉水利建设的空前繁荣,《史记河渠书》中说：“自是以后,用事者（当权者）,争言水利”。
唐代中央政府于唐玄宗开元二十五年（前737）颁布《水部式》,其中许多规定针对引泾灌区制定的,诸如管理机构、用水办法等都列入了条文,有每年八月修渠,九月结束,十月灌溉,以及轮灌等都作了规定。
《大唐六典》对渠长、斗长选任的年龄、身份等任用作了规定,灌溉从下游开始,体现了计划用水、科学管理,提高水资源利用效率的理念。
北宋颁布有《农田水利约束》对工程维修、违法灌溉制度作了,渠首每年七八月疏通石渠,用水时间,安排军队守堰,对违犯水法,多浇面积,每亩罚小麦一石。对严重的违反水法行为,要刑事处理。
元代在引泾工程管理上,出发也非常严格。明代各级渠道建立了常年性的养护制度,明确规定渠道管理人员的薪酬。不准在渠中洗衣服,保障灌溉水质；
不准在渠旁开饭馆,囤积粮食,避免老鼠滋生,影响渠道安全等,体现了水源保护、绿化固堤,实现工程持续利用的管理思想。
泾惠渠建立了科学用水和工程管护制度,还制定了《泾惠渠养护维修制度》《泾惠渠管理暂行办法》《泾惠渠暂行组织章程》等制度,制定了轮灌制度和违章处罚制度,保证均衡用水,全面受益。
郑国渠的渠线选择十分科学。由于泾洛之间这块平原西北高东南低,郑国渠大致沿海拔450 m～370 m的高程,应用当时先进的测量技术,沿关中北山之南边,从西向东,把干渠设置在灌区北部较高的位置,退水入洛河,最大限度地控制了灌溉面积。而首尾高差80 m,渠道平均坡降为0.6‰。郑国渠灌溉效益衰减后,又新开汉白渠。汉白渠在郑国渠之南,白渠布线更为科学,而且开有支渠,虽然灌溉面积30余万亩,但灌水保证率稿,灌区更富饶。20世纪30年代泾惠渠,在总结郑国渠和白渠走线的基础上规划建设的。
唐代三白渠的渠首及渠系工程,灌溉方式及管理制度的创新,管理体制及法规的健全,以及灌溉经济效益等而言,均已超过秦汉时期,渠系改善较大,设三限闸健全配水体系,设置了太白、中白、南白三条干渠,故又称三白渠,支渠以下设有斗门,数量达到135个。从唐开始引清水灌溉,并以冬春夏为主的灌溉方式。从三白渠的总体布局现代泾惠灌区大体一致,渠系工程已达到很高水平,以后各代只是沿泾河峡谷不断上移另开新引水口,而下游渠系布局没有多大变化。
广惠渠的灌溉面积达80余万亩,龙洞渠因为利用泉水灌溉面积大幅减少。民国泾惠渠对石渠进行拓宽,新建改善了支渠,灌溉面积又得到恢复,灌溉之初,灌溉面积达59万亩。解放后经过多次续建配套与节水改造,新开支渠,裁弯取直,灌溉渠系更加科学,灌溉面积不断扩大。灌区现有干渠6 条,长93 km；
有支渠23条,长378 km,设施灌溉达到146 万亩,为引泾灌溉面积之最。
引泾灌溉工程是我国北方灌区的典型代表,记录了引泾灌溉两千多年的历史沿革,集中展示了我国水利灌溉的发展演变过程,其蕴含的科技管理价值至今仍有借鉴意义,研究并借鉴历代引泾灌溉工程的科技管理价值,对于推进新时代水利工程建设管理具有十分重要的作用和意义。
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