傳統(tǒng)水利發(fā)展范文
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對(duì)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(fā)展起來，無不借助于河流的慷慨贈(zèng)予，這是舉世公認(rèn)的事實(shí)。但是，天然降水以及地表水和地下水的時(shí)空分布并不總能滿足人類生存和發(fā)展的需要。因此，人類社會(huì)的發(fā)展史離不開有益生存的水利建設(shè)，也離不開治理水害的斗爭(zhēng)。在中國，大規(guī)模開展除害興利的治水活動(dòng)已有四千年之久。第一部中國水利史則始創(chuàng)于公元前100年前后。當(dāng)時(shí)中國著名的歷史學(xué)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(jì)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(xì)記述了公元前109年跟隨漢武帝參加驚心動(dòng)魄的黃河堵口的施工場(chǎng)面。爾后，他感慨萬分地說：“甚哉!水之為利害也。①”強(qiáng)調(diào)指出水利在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位，第一次提出了以防洪、灌溉、排水、航運(yùn)、城鎮(zhèn)供水為主要內(nèi)容的水利概念。②司馬遷的感慨不無道理，的確，水利事業(yè)與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系太密切了。繼司馬遷之后，編寫水利的歷史，總結(jié)歷史治水經(jīng)驗(yàn)以為后世借鑒的優(yōu)良傳統(tǒng)，一直延續(xù)至今。一部水利發(fā)展史，就是人類不斷認(rèn)識(shí)自然，掌握水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，除水害興水利的歷史，其中，水利科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，是人們利用和改造自然的能力和人類文明發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
在本書的緒論中，作為水利科學(xué)技術(shù)發(fā)展的背景與展望，我們將從輪廓上介紹中國水利事業(yè)發(fā)展的歷史過程及其科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)與不足；分析水利活動(dòng)與社會(huì)進(jìn)步和自然演變的相互促進(jìn)、相互制約的辯證關(guān)系；進(jìn)而從歷史體驗(yàn)和哲學(xué)思考中得出相應(yīng)的結(jié)論，即人們的水利活動(dòng)的成敗得失，不能只是從其是否符合水本身的規(guī)律來考察，而應(yīng)該把它放在自然與社會(huì)共同構(gòu)成的大系統(tǒng)中來評(píng)價(jià)；引申出興利除害的水利活動(dòng)將在新的歷史階段中得到進(jìn)一步完善的規(guī)律性認(rèn)識(shí)；以及水利科學(xué)技術(shù)史研究今后的主要方向等。
第一節(jié)中國傳統(tǒng)水利發(fā)展的歷史進(jìn)程及其特點(diǎn)
古代，中華民族在社會(huì)發(fā)展和與自然災(zāi)害搏斗的歷程中建立了符合自身江河特點(diǎn)、水土資源條件的水利工程體系，形成和完善了水利科學(xué)和技術(shù)，我們稱之為傳統(tǒng)水利。傳統(tǒng)水利在華夏民族的文明史中具有重要的地位，形成相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科和領(lǐng)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(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)詞匯，一般使用hydraulicengineering，或用warerconscrvancy。20世紀(jì)60年代以后。由于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(fā)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(tǒng)水利按照建設(shè)的規(guī)模和技術(shù)特點(diǎn)，大致可以分作3期：大禹治水至秦漢，這是防洪治河、運(yùn)河、各種類型的灌排水工程的建立和興盛時(shí)期；三國至唐宋，是傳統(tǒng)水利高度發(fā)展時(shí)期；元明清，水利建設(shè)普及和傳統(tǒng)水利的總結(jié)時(shí)期。①
一水利的起源與第一次建設(shè)高潮(公元前22世紀(jì)至秦漢時(shí)期)
這一時(shí)期歷經(jīng)青銅工具特別是鐵器的廣泛使用，也歷經(jīng)由奴隸制到封建社會(huì)的制度大變革，生產(chǎn)力出現(xiàn)了飛躍的進(jìn)步。此外，秦漢政權(quán)的大一統(tǒng)和強(qiáng)盛的國力，對(duì)于需要大規(guī)模社會(huì)組織的水利建設(shè)來說，也具有重要的推動(dòng)作用。因此，這一時(shí)期在防洪、灌溉、航運(yùn)等方面，都有較大的發(fā)展，并有一批傳統(tǒng)水利的大型精品問世，有的至今仍卓然于世。在水利建設(shè)的基礎(chǔ)上，這個(gè)時(shí)期水利科學(xué)技術(shù)也取得較快的發(fā)展，春秋戰(zhàn)國時(shí)期的思想解放和活躍的學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴，也有助于科學(xué)技術(shù)的繁榮。在西周及其以前的奴隸制國家時(shí)期，中國傳統(tǒng)水利技術(shù)較之古埃及、古巴比倫，特別是奴隸制高度發(fā)達(dá)的古希臘略遜一籌，而在春秋戰(zhàn)國以來，中國傳統(tǒng)水利科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，形成東西方交相輝映的局面。中國傳統(tǒng)水利的這種發(fā)展勢(shì)頭一直持續(xù)達(dá)2000年之久，并逐步向世界水利科學(xué)技術(shù)高峰邁進(jìn)。以下按防洪、灌溉、航運(yùn)和科技進(jìn)步等部分，扼要敘述這一時(shí)期水利的發(fā)展歷程。
(一)防洪治河工程的起源與發(fā)展
臨水而居是人類最初求生存的必然選擇，隨著社會(huì)的進(jìn)步，農(nóng)耕文明的興起，對(duì)水源更加依賴。但是，自然災(zāi)害特別是洪水災(zāi)害的威脅，由于居住區(qū)域的擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)的發(fā)展而日益嚴(yán)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(jì)，歷史已經(jīng)進(jìn)入了原始公社末期，農(nóng)業(yè)進(jìn)入了鋤耕階段，人們逐漸由近山丘陵地區(qū)，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(chǎn)；這時(shí)首先遇到的是如何防止洪水的危害。相傳當(dāng)時(shí)黃河流域發(fā)生了一場(chǎng)空前的大洪水災(zāi)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(shí)禹繼其父鯀治水，他一改鯀堙堵治水的方法，疏導(dǎo)分流洪水，將黃河下游入海通道“分播為九”，經(jīng)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(dǎo)的方法，那是適應(yīng)當(dāng)時(shí)人口不多、居民點(diǎn)稀少的社會(huì)實(shí)際的。到了春秋戰(zhàn)國時(shí)代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，不能再任黃河在廣袤的平原上往返大幅度擺動(dòng)了，筑堤防洪應(yīng)運(yùn)而生。堤防自然是防洪的有效手段。此外，當(dāng)年在黃河上還有護(hù)岸和挑水壩等河工建筑物，也曾在游蕩性河段上進(jìn)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(dāng)時(shí)經(jīng)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(jīng)無濟(jì)于事，必須尋求新的解決辦法。至西漢末年，由朝廷倡導(dǎo)開展了關(guān)于治河理論的辯論，治河方略林林總總，對(duì)后世影響較大的主要有疏導(dǎo)、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(zhēng)議的治河三策。他認(rèn)為完全靠堤防約束洪水的做法是下策；將防洪與灌溉、航運(yùn)結(jié)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(jì)劃地避開洪水泛濫
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①周魁
一、譚徐明，水利學(xué)，國學(xué)通覽，群眾出版社，1995年。
區(qū)去安置生產(chǎn)和生活。20世紀(jì)60年代以來，實(shí)行的非工程措施防洪理論，也包含著躲避洪水的措施在內(nèi)。這種在改造自然的同時(shí)努力謀求與自然和諧發(fā)展的哲學(xué)認(rèn)識(shí)，是有其積極意義的。東漢初年的王景治河，也是這一時(shí)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(xiàn)記載中黃河決溢的次數(shù)顯著減少，一般都把這一業(yè)績歸功于王景。但是由于記載疏略，王景治河的關(guān)鍵技術(shù)措施比較令人費(fèi)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(qū)興建
農(nóng)田灌溉在中原地區(qū)起源很早，在戰(zhàn)國人所著地理書《周禮·職方氏》中，已對(duì)全國主要自然水體的分布有概括的敘述。在當(dāng)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(tǒng)，則由有蓄水、輸水、分水、灌水、排水等不同功用的各級(jí)渠道所組成，稱作“井田溝洫”制度。春秋戰(zhàn)國時(shí)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(shí)期興建的著名大型灌區(qū)。
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(tǒng)一六國前為了增加統(tǒng)一戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資儲(chǔ)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(yùn)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(dòng)人民的杰作。在世界上如此規(guī)模又有數(shù)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(qiáng)，卒并諸侯。”在此后150年左右，在鄭國渠灌區(qū)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(shí)制定了“水令”，我國第一個(gè)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(shù)千米長的隧洞和獨(dú)特的施工方式而馳名。可見水利建設(shè)在社會(huì)發(fā)展中有著舉足輕重的地位。這一時(shí)期的灌區(qū)建設(shè)主要是在黃河以及江、淮流域。隨著漢疆域的擴(kuò)展，灌區(qū)建設(shè)還遠(yuǎn)及今我國新疆、甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古等地。有人認(rèn)為新疆的坎兒井也創(chuàng)始于西漢。
(三)運(yùn)河和水運(yùn)的開創(chuàng)
春秋末年吳王夫差為與中原諸侯爭(zhēng)霸，開通了著名的邗溝。邗溝自揚(yáng)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(diǎn)，修建鏵嘴，將湘江一分為二，又劈開分水嶺，將南流的一支導(dǎo)入漓江，再配合修建溢流天平和調(diào)節(jié)航深的斗門等設(shè)施，達(dá)到了跨流域引水通航的目的。靈渠在秦始皇統(tǒng)一嶺南大業(yè)和促進(jìn)嶺南經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展中，發(fā)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(yīng)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(guān)的長達(dá)300多里的漕渠。漕渠歷時(shí)3年建成，最多時(shí)每年運(yùn)糧600多萬石，對(duì)于維護(hù)政權(quán)穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用。這些區(qū)域性的運(yùn)河建設(shè)，為日后全國內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)的建成奠定了基礎(chǔ)。這一時(shí)期近海海運(yùn)也有相當(dāng)成績，可以東通日本，南達(dá)印度和斯里蘭卡。
(四)水利科學(xué)基礎(chǔ)理論形成
春秋戰(zhàn)國時(shí)期活躍的學(xué)術(shù)空氣也表現(xiàn)在水利基礎(chǔ)科學(xué)理論的蓬勃興起。秦漢水利建設(shè)的高潮，為水利學(xué)科的形成創(chuàng)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(yè)含義，水利成為有關(guān)治河防洪、灌溉、航運(yùn)等事業(yè)的科學(xué)技術(shù)學(xué)科，而將從事水利工程技術(shù)工作的專門人才稱作“水工”，主管官員稱作“水官”。水利學(xué)作為與國計(jì)民生密切相關(guān)的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用學(xué)科由此誕生。
先秦時(shí)期的文獻(xiàn)中，以《周禮》、《尚書·禹貢》、《管子》、《爾雅》涉及水利科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容較多。基礎(chǔ)性的理論紛紛提出，主要反映在水土資源規(guī)劃、水流動(dòng)力學(xué)、河流泥沙理論、水循環(huán)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(jù)相應(yīng)地下水的埋藏深度、水質(zhì)及適宜農(nóng)作物對(duì)土壤進(jìn)行了分類。《尚書·禹貢》和《周禮·職方氏》對(duì)當(dāng)時(shí)九州行政區(qū)的土地和河流湖泊有全面的描述，為自然資源分類統(tǒng)計(jì)之始。
在水利科學(xué)基礎(chǔ)理論方面，《管子·度地》首先提出明渠水流和有壓管流運(yùn)動(dòng)規(guī)律及水躍現(xiàn)象。兩干多年前就建立起了明渠水流水力坡降量的概念，對(duì)有壓管流、水躍等水流現(xiàn)象進(jìn)行了正確的闡述，在當(dāng)時(shí)世界上處于領(lǐng)先地位。
《管子·地員》記載不同的土質(zhì)和地下水埋深與水質(zhì)的關(guān)系，這里的息徒、赤壚、黃唐、斥埴、黑埴分別是石灰?guī)r、沖積土、黃壤、鹽堿土和黑黏土，土質(zhì)不同而水質(zhì)不同。晉張華的《博物志》載：“凡水源有硫黃，其泉?jiǎng)t溫。”記述了人們?cè)缙诘乃瘜W(xué)知識(shí)。
秦漢水利建設(shè)出現(xiàn)了歷史上的第一次高潮。與之同時(shí)有關(guān)水利的記載大批出現(xiàn)，水利的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)理論進(jìn)一步深化，對(duì)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(tǒng)水利作為一個(gè)學(xué)科和工程建設(shè)重要門類的地位。
二水利建設(shè)蓬勃發(fā)展與傳統(tǒng)水利技術(shù)的成熟期(三國至唐宋時(shí)期)
魏晉南北朝以黃河為主戰(zhàn)場(chǎng)，長達(dá)300年的戰(zhàn)亂，促使中原人口大量南遷。南方政權(quán)則相對(duì)穩(wěn)定，水利取得進(jìn)展。此后，唐宋時(shí)期的500多年中出現(xiàn)了全國范圍基本穩(wěn)定的政治局面，為水利發(fā)展提供了先決條件。灌溉、航運(yùn)和防洪工程建設(shè)蓬勃發(fā)展并取得重大成就。安史之亂后，北方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)一度衰退，而南方繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，全國經(jīng)濟(jì)重心南移遂成定局。同時(shí)，唐代社會(huì)開放和宋代學(xué)術(shù)思想的活躍，也為科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造了良好條件。在歷來水利建設(shè)經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，水利科學(xué)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，形成了中國古代傳統(tǒng)水利技術(shù)的高峰，并位居中世紀(jì)世界水利技術(shù)的前列。
(一)農(nóng)田水利的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)重心的逐步南移
秦漢以前，我國主要經(jīng)濟(jì)重心在黃河流域，之后，基本經(jīng)濟(jì)區(qū)逐漸向南方擴(kuò)展。三國至南北朝時(shí)期(約公元3世紀(jì)至6世紀(jì))淮河中下游成為繼黃河流域之后的又一基本經(jīng)濟(jì)區(qū)；隋唐宋時(shí)期(約公元7世紀(jì)至工3世紀(jì))長江流域和珠江流域的經(jīng)濟(jì)地位突出出來，其中長江中下游已成為全國的經(jīng)濟(jì)中心，所謂“蘇湖熟，天下足”，“國家根本，仰給東南”。在基本經(jīng)濟(jì)區(qū)的建設(shè)中當(dāng)然離不開水利建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)區(qū)的擴(kuò)展，水利建設(shè)也取得了長足進(jìn)步。從太湖圩田水利的發(fā)展叫見一斑。
圩田是太湖以至長江中下游地區(qū)農(nóng)田的主要灌溉排水形式，至唐末已有相當(dāng)大的規(guī)模。據(jù)當(dāng)時(shí)人李瀚的記載，蘇州、嘉興屯田最發(fā)達(dá)。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(cuò)的灌排渠道，圩內(nèi)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(duì)天然降水的不均勻起到重要的調(diào)節(jié)補(bǔ)充作用。北宋范仲淹曾描述當(dāng)年圩田的規(guī)模和技術(shù)：“江南舊有圩田，每一圩方數(shù)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(nóng)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(qū)稱作垸田，在珠江三角洲地區(qū)稱作基圍。垸田和基圍在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)開發(fā)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(chuàng)建于唐代浙江鄞縣的它山堰是當(dāng)時(shí)著名灌區(qū)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(dá)到“御咸蓄淡”、引水灌田和向城市供水的目的。唐宋時(shí)期，江南一帶引水蓄水的灌溉工程相當(dāng)普遍。公元9世紀(jì)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(jì)120萬畝。這一時(shí)期灌溉提水機(jī)械和水力加工機(jī)械有很大的發(fā)展。其中用水力驅(qū)動(dòng)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(yīng)用。
(二)內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)豹建設(shè)
內(nèi)河航運(yùn)是古代實(shí)現(xiàn)政治統(tǒng)
一、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化交流的主要交通運(yùn)輸方式。這一時(shí)期在運(yùn)河建設(shè)和管理等方面都有重大發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平達(dá)到我國古代運(yùn)河工程技術(shù)的高峰。
這一時(shí)期的內(nèi)河航運(yùn)建設(shè)最值得稱道的是隋代大運(yùn)河的開鑿。建成的最著名運(yùn)河有溝通黃河和海河，北抵涿郡(在今北京城區(qū)西南隅)的永濟(jì)渠，溝通黃河和淮河的通濟(jì)渠(唐宋一般稱作汴渠)。內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)形成后，“自是天下利于轉(zhuǎn)輸，運(yùn)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(dāng)時(shí)汴京(今開封)在汴河兩岸的市井風(fēng)情，商旅貿(mào)易、建筑橋梁等之繁盛。因此有人評(píng)價(jià)隋煬帝開運(yùn)河的功過時(shí)說，“在隋之民不勝其害也，在唐之民不勝其利也”。此外北宋時(shí)期運(yùn)河上的工程建筑已相當(dāng)完善，特別是溝通長江和淮河的邗溝
渠化水平最高。運(yùn)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(diào)節(jié)航深。又利用通江閘引潮水濟(jì)運(yùn)。到北宋重和元年(1118)在真(今儀征)、揚(yáng)(今揚(yáng)州)、楚(今淮安)、泗(今泗洪東南盱眙對(duì)岸)和高郵等地運(yùn)河上共建有79座斗門、水閘，“限則水勢(shì)，常得其平”②，可見當(dāng)年運(yùn)河設(shè)施之完善。其中雙門船閘的布局和運(yùn)用，已與近代船閘一般無二，比歐洲船閘約早400年。稍后發(fā)明了被稱作澳閘的具有節(jié)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(tǒng)防洪工程技術(shù)的成熟
五代以前黃河相對(duì)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(yán)重。和朝廷政治斗爭(zhēng)相關(guān)連，防洪方略也存在嚴(yán)重分歧，突出表現(xiàn)在北宋關(guān)于黃河?xùn)|流與北流的爭(zhēng)論，使防洪斗爭(zhēng)更加復(fù)雜。此外，從這一時(shí)期開始，長江防洪也逐漸突出。不過，至北宋，傳統(tǒng)防洪技術(shù)已趨于成熟，集中表現(xiàn)在宋金元時(shí)期纂集的河工技術(shù)規(guī)范性著作《河防通議》和《宋史·河渠志》中。當(dāng)時(shí)對(duì)黃河水文及防汛有形象而準(zhǔn)確的命名，并有經(jīng)驗(yàn)性的洪水預(yù)報(bào)方法。對(duì)黃河水溜形勢(shì)和與河工修防的關(guān)系，也有清晰的說明；對(duì)于當(dāng)年河工測(cè)量技術(shù)的施測(cè)方法有詳細(xì)記載，對(duì)主要工程形制，例如砌石、卷埽、筑堤等方法都有具體規(guī)定，對(duì)于各種工程所用物料的計(jì)算方法都有明確說明。
(四)水利科學(xué)理論的進(jìn)步和技術(shù)成就
這一時(shí)期基礎(chǔ)理論的進(jìn)步主要反映在水利測(cè)量、河流泥沙運(yùn)動(dòng)理論以及洪水特征和規(guī)律的認(rèn)識(shí)等方面。北宋年間水位測(cè)量已在各地采用，并據(jù)以推算流量。在多沙河流的泥沙運(yùn)動(dòng)方面，已總結(jié)出改變河床斷面將對(duì)輸沙率產(chǎn)生影響，以及引入清水將提高多沙河流的輸沙能力等規(guī)律性認(rèn)識(shí)并已在實(shí)踐中應(yīng)用。在地形測(cè)量中，至遲在唐代已實(shí)際應(yīng)用水準(zhǔn)測(cè)量儀。此外，宋金時(shí)期對(duì)汛期水流特征和漲落規(guī)律，也有形象的規(guī)律性描述。
這一時(shí)期防洪、航運(yùn)和農(nóng)田水利等工程技術(shù)普遍有所創(chuàng)新，并達(dá)到傳統(tǒng)水利技術(shù)高峰。傳統(tǒng)治河工程中以埽工技術(shù)最重要，宋代已經(jīng)成熟。當(dāng)時(shí)的險(xiǎn)工由埽捆構(gòu)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(tǒng)一指揮下施工，推放到指定地點(diǎn)，并加以固定。一個(gè)險(xiǎn)工往往需要幾十個(gè)埽捆重疊排列而成，長達(dá)數(shù)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(shù)是我國特有的，尤其適用于多沙河流上的傳統(tǒng)河工技術(shù)。在運(yùn)河工程中，已普遍使用堰埭升船機(jī)和船閘。唐宋兩代出現(xiàn)多種類型船閘，主要有引潮閘、節(jié)水澳閘和多級(jí)船閘。其中二級(jí)船閘的布置和運(yùn)用已與現(xiàn)代二級(jí)船閘一般無二。我國船閘技術(shù)已有1000多年歷史，它比12世紀(jì)在荷蘭出現(xiàn)的船閘早400多年。農(nóng)田水利方面，不僅引水、蓄水、提水工程技術(shù)有重要發(fā)展，而且利用多沙河流的水資源和泥沙資源進(jìn)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(dá)到5萬頃以上，并有總結(jié)性專著出現(xiàn)。此后放淤和淤灌在北方各省民間流傳下來。
這一時(shí)期水利的管理也有長足進(jìn)步。現(xiàn)存最早的全國水利法規(guī)，當(dāng)數(shù)唐代制定的《水部式》。內(nèi)容主要包括農(nóng)田水利管理，碾磨設(shè)置及其用水管理，航運(yùn)船閘和橋梁的管理維修，漁業(yè)及城市水道管理等，這是由中央政府頒布的全國性法規(guī)。此外某些行業(yè)還有自己的單行規(guī)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(gè)灌區(qū)自己又有適合本灌區(qū)氣候、種植、水源、習(xí)慣的單行灌溉制度，甚至遠(yuǎn)至新疆，都不例外。北宋在王安石變法時(shí)期對(duì)于興修水利特別重視，熙寧二年(1069)曾頒布《農(nóng)田水利約束》，這是中央政府為促進(jìn)興修農(nóng)田水利工程而頒布的政策性法令，對(duì)各地興修農(nóng)田水利的組織審批方式，經(jīng)費(fèi)籌集，責(zé)任和權(quán)利分擔(dān)，建議入與執(zhí)行官吏的獎(jiǎng)賞等，都有具體規(guī)定。對(duì)于推動(dòng)農(nóng)田水利高潮的興起，發(fā)揮了重要作用。在防洪方面，現(xiàn)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(guī)基礎(chǔ)上制定的。此外在秦九韶所著《九章算術(shù)》的例題中，有測(cè)量降雨降雪量的測(cè)量器具和計(jì)算方法，可惜到明清時(shí)代，這種工程數(shù)學(xué)未能繼續(xù)得到重視和發(fā)展，致使水利建設(shè)和管理在許多方面仍停留在定性或經(jīng)驗(yàn)性定量階段。
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①李瀚：《蘇州嘉興屯田紀(jì)績頌》，唐文粹卷21，四部叢刊本。
三水利建設(shè)的普及和傳統(tǒng)水利技術(shù)總結(jié)期(元、明、清時(shí)期)
本期社會(huì)相對(duì)安定，少有長時(shí)間戰(zhàn)亂，成為水利穩(wěn)定發(fā)展的客觀條件。水利工程以溝通南北的京杭大運(yùn)河的興建而顯赫史冊(cè)。確保漕運(yùn)使這一時(shí)期的黃河防洪工程建設(shè)和管理面臨更為嚴(yán)峻的困難。濱海(江)沿岸地區(qū)防御潮災(zāi)的工程——海塘在明清時(shí)期有大的發(fā)展，最著名的是浙東錢塘江的重力結(jié)構(gòu)的魚鱗大石塘，建成迄今300多年一直捍衛(wèi)著浙江東部瀕海平原。灌溉與排水工程向邊疆和山區(qū)繼續(xù)發(fā)展。兩湖、閩、廣等地灌溉更得到前所未有的開發(fā)，促成新的基本經(jīng)濟(jì)區(qū)的形成。但封建社會(huì)后期政治衰敗，管理混亂，阻礙了水利的進(jìn)步。總地看來，元明清三代傳統(tǒng)水利及其科學(xué)技術(shù)發(fā)展緩慢，一些方面甚至出現(xiàn)了停滯或倒退，但總結(jié)性水利科學(xué)著作相當(dāng)豐富。明清之際和清代末年曾一度引進(jìn)西方水利技術(shù)，但尚未得到普遍應(yīng)用。
(一)京杭大運(yùn)河的創(chuàng)建與衰落
元明清三代建都北京。政治中心在北方，而經(jīng)濟(jì)重心在南方，其間的交通聯(lián)系是維護(hù)政治安定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵問題。重復(fù)唐宋汴河的老路則嫌過于迂回曲折，元初曾一度奉行海運(yùn)，但安全是個(gè)困難問題，于是，開鑿北京直達(dá)杭州的運(yùn)河航線成為當(dāng)務(wù)之急。元初即由大科學(xué)家郭守敬主持，論證海河水系的衛(wèi)河、黃河下游和淮河泗水溝通的可能性。為此曾進(jìn)行大范圍的以海平面為基準(zhǔn)的地形測(cè)量，證實(shí)跨越山東地壘的京杭運(yùn)河的方案可行。于是從至元十三年(1276)開始開鑿京杭大運(yùn)河的關(guān)鍵河段一一今山東濟(jì)寧至東平的一段，以后又向北延伸并與海河水系的衛(wèi)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(yùn)河進(jìn)一步脫離黃河。至此，大運(yùn)河南接江淮運(yùn)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(shí)間里成為我國南北交通的大動(dòng)脈。這條長達(dá)1800千米的運(yùn)河成為世界上最長的一條人工運(yùn)河，是世界水利史上的一項(xiàng)杰作。不過，兩大難題始終困擾著運(yùn)河的暢通。一是水源問題，特別是山東段運(yùn)河水源尤其缺乏。當(dāng)年主要依靠引汶水和泗水濟(jì)運(yùn)，并為此修建了一批閘壩工程，以節(jié)制水量。此外，又在南旺分水嶺南北的運(yùn)河上修建了30多座船閘，以調(diào)節(jié)航深，集中體現(xiàn)了運(yùn)河建設(shè)的工程技術(shù)水平；二是運(yùn)河穿越黃河的技術(shù)困難。由于黃河河床的不斷淤高，自18世紀(jì)末葉以來黃河漲水時(shí)期對(duì)運(yùn)河的倒灌和淤積成為京杭運(yùn)河的痼疾。歷代為此作了不少改進(jìn)，修建了一批閘壩進(jìn)行控制，收到了一些效果，但是隨著黃河河床的進(jìn)一步抬高，局面又繼續(xù)惡化，最后成為運(yùn)河中斷的主要原因之一。
(二)黃河系統(tǒng)堤防的建設(shè)與確保漕運(yùn)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(shí)行的工程技術(shù)方案。
到了明代萬歷年間，才由當(dāng)時(shí)主管防洪的總理河道潘季馴總結(jié)前人的認(rèn)識(shí)，系統(tǒng)提出“束水攻沙”、“蓄清刷黃”的理論以及實(shí)現(xiàn)這一理論的實(shí)施方案。這是一個(gè)系統(tǒng)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(shí)，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(xiàn)是杰出的，但潘季馴的理論還只限于定性的分析，在復(fù)雜的黃河防洪中，他所設(shè)計(jì)的一系列工程措施雖然發(fā)揮了有益的作用，但并未達(dá)到刷深河床，解決防洪難題的目的。至于近代泥沙運(yùn)動(dòng)理論則在20世紀(jì)由歐洲科學(xué)家陸續(xù)提出，而“束水攻沙”的實(shí)現(xiàn)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(dāng)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(duì)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(gè)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(jiǎn)直使淮河成為長江的一個(gè)支流，防洪還受到南北大運(yùn)河的牽制。那時(shí)由于向東入海的黃河與南北向的運(yùn)河交叉，運(yùn)河一度依賴黃河的水量補(bǔ)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(yùn)河交匯處，幾乎成了航運(yùn)的一個(gè)死結(jié)。
這一時(shí)期，由于南方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，本來相對(duì)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(fā)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(xiàn)出古代壩工的最高水平，有的至今仍巍然屹立。
(三)農(nóng)田水利的普及與發(fā)展
元明清三代政權(quán)相對(duì)穩(wěn)定，農(nóng)田水利形成平穩(wěn)發(fā)展局面。元代統(tǒng)治階級(jí)的游牧生活逐漸被內(nèi)地發(fā)達(dá)的物質(zhì)文明所同化。當(dāng)年曾專設(shè)“都水監(jiān)”、“河渠司”等水利機(jī)構(gòu)，推動(dòng)水利建設(shè)，并一再頒行《農(nóng)桑輯要》等農(nóng)業(yè)技術(shù)書籍，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。明太祖朱元璋大力提倡農(nóng)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(shí)期農(nóng)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(duì)主持的農(nóng)田水利項(xiàng)目則以畿輔營田(今河北省)聲勢(shì)最大，為的是促進(jìn)京畿地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展，以減少每年大量的南糧北運(yùn)的負(fù)擔(dān)。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(fā)展，其中清前期的寧夏河套灌區(qū)建設(shè)，清代中后期的內(nèi)蒙河套灌區(qū)和新疆地區(qū)灌溉等成績顯著。沿海的臺(tái)灣、福建，尤其是珠江三角洲基圍水利這一時(shí)期取得重大發(fā)展。
(四)水利科學(xué)技術(shù)的總結(jié)性著作大批涌現(xiàn)
這一時(shí)期水利規(guī)劃理論有所進(jìn)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(tǒng)堤防的實(shí)施，使傳統(tǒng)的治河堤防工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)入高峰。
明清以來大批有關(guān)水利工程技術(shù)、治河防洪的專著陸續(xù)問世。各地的地方志大多設(shè)置了水利專業(yè)志!漕運(yùn)志作為新的專業(yè)志種在明清的水利專業(yè)志中也占了相當(dāng)?shù)谋戎兀F(xiàn)存的古代水利文獻(xiàn)大多是這一時(shí)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(shù)方面，明代隆慶年間總理河道大臣萬恭著《治水筌蹄》，對(duì)于運(yùn)河工程技術(shù)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(rèn)識(shí)。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(tǒng)地闡述了多沙河流泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和治理方略，他的治河思想對(duì)后世影響很大。海塘工程技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)在清代也進(jìn)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(nóng)田水利方面的專著中最著名的有元代王禎的《農(nóng)書》、明代徐光啟的《農(nóng)政全書》以及清乾隆年間官修的《授時(shí)通考》，對(duì)于各種類型的農(nóng)田水利工程，尤其是對(duì)灌溉和水力機(jī)械記述尤詳。地方性農(nóng)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(wù)全書》等。
運(yùn)河及漕運(yùn)典籍內(nèi)容可大致分為三類：以運(yùn)河河道為主的專業(yè)志，內(nèi)容包括運(yùn)河工程沿革、水源和工程管理、水政管理規(guī)章制度等；以漕糧運(yùn)輸為主，記載漕運(yùn)制度、漕運(yùn)倉儲(chǔ)、漕運(yùn)管理法規(guī)等內(nèi)容的專業(yè)志和資料匯編性質(zhì)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(jì)》、王瓊《漕河圖志》，清代有陸曜《山東運(yùn)河備覽》、張伯行《居濟(jì)一得》等。運(yùn)河、漕運(yùn)還蘊(yùn)含許多有關(guān)文化和經(jīng)濟(jì)方面的內(nèi)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(xù)行水金鑒》等，收入了大量的歷史文獻(xiàn)資料。
封建社會(huì)后期的水利建設(shè)，既沒有戰(zhàn)國秦漢時(shí)期那種生機(jī)勃勃的宏大氣勢(shì)，也沒有唐宋時(shí)代的技術(shù)先進(jìn)和管理規(guī)范，尤其是與同時(shí)期在歐洲崛起的近代科學(xué)技術(shù)相比，逐漸相形見絀。這種停滯狀態(tài)醞釀著新的變革與突破。總之，中國傳統(tǒng)水利科學(xué)技術(shù)體系的發(fā)生、發(fā)展和停滯，基本是同封建社會(huì)的總進(jìn)程相聯(lián)系的。
四傳統(tǒng)水利科技的特點(diǎn)與不足
在古代4000年治水活動(dòng)中，我國傳統(tǒng)水利取得了光輝的成就和在世界水利史上長時(shí)間的先進(jìn)地位。在特定的地理環(huán)境和以農(nóng)業(yè)為主要生產(chǎn)方式的古代，中國不僅形成了不同于其他文明古國的獨(dú)具一格的政治、經(jīng)濟(jì)、思想和文化傳統(tǒng)，也形成了獨(dú)具一格的科學(xué)技術(shù)體系。和以古希臘為代表的歐洲傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)比較重視理論問題有所不同，我國傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)的顯著特點(diǎn)首先表現(xiàn)在重視解決實(shí)際問題，重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而疏于理論概括。明末清初著名的歷算學(xué)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(jīng)學(xué)家阮元在編寫古代科學(xué)家傳記時(shí)也認(rèn)為，傳統(tǒng)科學(xué)“但言其當(dāng)然，而不言其所以然”②。當(dāng)然科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展沒有理論思維是不可想像的，例如在中國封建社會(huì)初期，科學(xué)技術(shù)的理論總結(jié)就取得了相當(dāng)?shù)某煽儭５珡目傮w看來則仍然顯現(xiàn)出主要是經(jīng)驗(yàn)性或描述性的科學(xué)形態(tài)的特點(diǎn)。
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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(wù)印書館。1955年。
其次，重視整體性和廣泛聯(lián)系是我國傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)的又一顯著特點(diǎn)，即重視從整體上認(rèn)識(shí)研究對(duì)象和重視對(duì)象與相關(guān)事物的聯(lián)系。中國古代社會(huì)“以農(nóng)為本”，而當(dāng)研究農(nóng)學(xué)時(shí)，《呂氏春秋·審時(shí)》認(rèn)為：“夫稼，為之者人也，生之者地也，養(yǎng)之者天也。”主張把農(nóng)學(xué)放在氣象、土壤、耕作普遍聯(lián)系的環(huán)境系統(tǒng)中去研究，從總體把握局部。在水利工作中，“治河之法，當(dāng)觀其全”①，同樣強(qiáng)調(diào)整體性和綜合性。而西方科學(xué)則側(cè)重分析和分解。長期以來，西方自然科學(xué)思維的基本軌跡就是將整體的復(fù)雜系統(tǒng)分解成各個(gè)部分，把運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象作為相對(duì)靜止的來處理，復(fù)雜的現(xiàn)象從而得到簡(jiǎn)化。這種思維方法在歷史上作出了巨大的貢獻(xiàn)，奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)。但這種方法只適用于處理線性問題，當(dāng)科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展之后，必將在其統(tǒng)一性方面尋找新的突破。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者比利時(shí)物理學(xué)、化學(xué)家普里高津指出“中國傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)思想是著重于研究整體性
和自發(fā)性，研究協(xié)調(diào)和協(xié)和”，并且認(rèn)為，“我相信我們已經(jīng)走向一個(gè)新的綜合，一個(gè)新的歸納，它將把強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)及定量表述的西方傳統(tǒng)和以‘自發(fā)的自組織世界’這一觀點(diǎn)為中心的中國傳統(tǒng)結(jié)合起來②”，高度評(píng)價(jià)了中國古代哲學(xué)的現(xiàn)代意義。
辯證思維是我國傳統(tǒng)科技又一重要特征。特別是對(duì)立統(tǒng)
一、相反相成和相互轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)，對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展影響最大，凝聚著中華民族的智慧。例如在黃河防洪建設(shè)中，為防止堤防決口，宋、元、明三代大都以分流為主導(dǎo)思想，認(rèn)為只有在上游分流以適應(yīng)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(rèn)為，黃河善決善淤善徙特性的關(guān)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(jié)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(diǎn)，認(rèn)為合流固然會(huì)增大下游洪水流量，但流量增加了，河水流速會(huì)相應(yīng)提高，并同時(shí)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(huì)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(guān)系，成就了治河理論上劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。英國著名科學(xué)史家李約瑟先生指出：“當(dāng)希臘人和印度人很早就仔細(xì)地考慮形式邏輯的時(shí)候，中國人則一直傾向于發(fā)展辯證邏輯。”④某些西方科學(xué)家還認(rèn)為，這種辯證思維對(duì)現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展將具有重要的啟迪作用。
傳統(tǒng)水利科學(xué)技術(shù)的弱點(diǎn)則表現(xiàn)為理論概括不夠，定量分析不多和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)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(shè)實(shí)錄，缺乏抽象概括，未能上升為具有普遍意義的理論認(rèn)識(shí)，類似戰(zhàn)國時(shí)代的《管子·度地》對(duì)水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律和土壤特性的歸納，宋元時(shí)期的《河防通議》對(duì)河流水勢(shì)、水汛以及防洪工程規(guī)范之類的理論著作屈指可數(shù)。
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①明·潘季馴：《留余堂尺牘》卷2，上閣下書，轉(zhuǎn)引自韓仲文《潘季馴年譜》。
②顏澤賢，耗散結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)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(xué)技術(shù)史(中譯本)第s卷，科學(xué)出版社，1978年，第337頁。
⑤郭濤，中國傳統(tǒng)水利的特點(diǎn)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(duì)傳統(tǒng)水利的認(rèn)識(shí)也停留在對(duì)現(xiàn)象的直接觀察上，也多局限于定性分析和趨勢(shì)的描述，未能應(yīng)用當(dāng)時(shí)已有較高水平的數(shù)學(xué)進(jìn)行量化并進(jìn)而上升到理論公式。明末著名科學(xué)家徐光啟對(duì)于水利工作中不重視數(shù)學(xué)和測(cè)量的應(yīng)用曾有中肯的批評(píng)。①因此，應(yīng)用現(xiàn)代水利科學(xué)技術(shù)知識(shí)，探討散見于浩瀚古籍之中的治水實(shí)踐的科學(xué)內(nèi)涵，并進(jìn)行系統(tǒng)歸納，就成為我們責(zé)無旁貸的歷史任務(wù)。
實(shí)驗(yàn)觀測(cè)是科學(xué)發(fā)展的基本研究方法之一。愛因斯坦認(rèn)為西方科學(xué)發(fā)展是以兩個(gè)偉大成就為基礎(chǔ)，即希臘哲學(xué)家發(fā)明的形式邏輯體系和文藝復(fù)興以來所提倡的為探尋自然現(xiàn)象發(fā)生的因果關(guān)系而進(jìn)行的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。而在我國古代進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的事例十分罕見。由于沒有科學(xué)實(shí)驗(yàn)的鑒定，既不能對(duì)工程實(shí)踐的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和總結(jié)，也不能通過實(shí)驗(yàn)歸納上升為理論認(rèn)識(shí)。
由于存在這些弱點(diǎn)，使得我國傳統(tǒng)水利技術(shù)雖然在唐宋時(shí)期已發(fā)展到最高水平，但此后就停滯不前。元明清時(shí)期，雖然水利建設(shè)進(jìn)一步普及，但技術(shù)水平一般并未超越唐宋；建設(shè)規(guī)模和速度更難以與秦漢時(shí)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(fā)達(dá)的古希臘也略遜一籌。但中國卻較早地完成了向封建社會(huì)的過渡，生產(chǎn)關(guān)系的變革有力地推動(dòng)了水利工程的建設(shè)，以致從春秋戰(zhàn)國開始，大規(guī)模的水利工程建設(shè)，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(shí)期治理黃河和興建跨流域運(yùn)河的工程，都已顯示出中國水利科學(xué)技術(shù)在世界的領(lǐng)先地位，這種領(lǐng)先的勢(shì)頭一直持續(xù)到15世紀(jì)。而此后，以歐洲文藝復(fù)興為代表的資本主義的興起，極大地推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，而18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命以來西方水利獲得飛速的發(fā)展，其水利科學(xué)技術(shù)開始領(lǐng)先于世界。
