（揚州市文物局，江蘇 揚州 225009）

大運河是中國古代創(chuàng)造的一項偉大的水利建筑工程，也是世界上開鑿最早、規(guī)模最大的人工運河。它是解決中國南北社會和自然資源不平衡的重要措施，是體現(xiàn)中國勞動人民技術(shù)發(fā)展變遷的重要見證。2014年6月大運河成功入選聯(lián)合國世界文化遺產(chǎn)，UNESCO評價大運河是“代表了水利工程的最大偉大的杰作”[1]。本文從水利工程史的角度，意圖思考其在開挖時是如何決策，又是如何解決技術(shù)難題的。

毋庸置疑，作為世界規(guī)模最大的人工運河，從開鑿、貫通到如何平穩(wěn)維持航運暢通是一項非常大的技術(shù)考驗難題。筆者把技術(shù)難題簡要概括為兩點：①如何對規(guī)模如此浩大的工程有效地進行工程系統(tǒng)管理；②大運河水系繁雜，面對不同交匯河段的高低水位差、不平整河床坡度、水量儲備不一致等諸多現(xiàn)實問題，如何安全貫通全線，使其有機統(tǒng)一。

1 大運河水工遺存體系

大運河創(chuàng)造了人類建造史上的奇觀。工程、管理兩大基本功能構(gòu)成了古代運河的重要水利體系。工程系統(tǒng)可由水運工程系統(tǒng)、引水工程系統(tǒng)、蓄水濟運工程系統(tǒng)、河道整治工程系統(tǒng)、特殊區(qū)段的專門功能工程等系統(tǒng)、防災(zāi)減災(zāi)工程系統(tǒng)組成；管理系統(tǒng)由河道管理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、運河運輸管理的制度系統(tǒng)構(gòu)成。大運河的水工設(shè)施可以由運河沿線的重要水工遺址得以佐證，主要由兩大水工遺址類別組成：①運河的運輸功能系統(tǒng)，包括航道系統(tǒng)、水運系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等；②保證運河功能正常運行的水利保障工程系統(tǒng)，包括堤防系統(tǒng)、堰壩系統(tǒng)、節(jié)宣系統(tǒng)、濟運系統(tǒng)等[2]?，F(xiàn)大部分成為遺址。

大運河在溝通5大流域不同地理條件下，為解決遠距離水源供給和地形高差而實現(xiàn)航運，修建了無數(shù)的壩、堰、堤、閘、水門、水庫、引水渠道、泄水通道等各類水利和水運設(shè)施。清代著名水利學家傅澤洪在《行水金鑒》中稱:“運道有跡可循，而通變則本乎時勢”[3]。元代齊履謙的《知太史院事郭公行狀》中記載，郭守敬“尋黃河故道，縱廣數(shù)百里間，結(jié)尾測量地平，或可以分殺河勢或可以灌溉田土”。中華民族在幾千年治水實踐中積累了豐富經(jīng)驗和智慧，“順勢而為，辨證論治”的思想充分體現(xiàn)在大運河創(chuàng)造性地建設(shè)的宏大水利工程系統(tǒng)和完善的運輸系統(tǒng)之上。

2 “順勢而為”的理水理念

我國先民的治水體現(xiàn)了“堵”與“疏”“束水”與“改道”“開源”與“節(jié)流”等相互對立的兩個方面，而“順勢而為，應(yīng)變則變”的治水理念在大運河水利工程上得到很好的彰顯。從地理角度描述中國的地勢形態(tài)，境內(nèi)江河湖流多呈東西流向，大運河的開鑿便是巧妙地借助了這一地理優(yōu)勢，貫通黃河、淮河、長江等重要河段，疏通、連接、開鑿新渠而成。大運河開鑿和疏浚面對的最大問題是尋找合適的水源和克服地形差異。早在明代，著名思想家魏源便提出了“順水之性，以水治水”的治水思想和理念。近代治水專家周馥，也提出了相似的觀點。

2.1 截直就曲

“截直就曲”這一有效的工程措施旨在減緩交匯河流的水位高低差、運道河床坡度、平整水流面而采取的有效水利工程措施。如起于揚州市東北方向的灣頭鎮(zhèn)三灣故道，蜿蜒流經(jīng)瓜洲渡而進入長江。古時因黃河多次潰決，水流下泄迅疾，水勢直泄無蓄，泥沙淤積，改變了原南高北低的地勢，高低落差達到了15 m。在這短短10 m的河段內(nèi)，竟有如此落差，如此懸殊的河段，若是開鑿成直線河道，必然無法保證水流平緩，無法確保過往船只順暢通行。古人借用于“三灣抵一壩”的原理，順應(yīng)當?shù)氐牡乩淼貏莠F(xiàn)狀，開鑿出如圖1所示的“S”形河道，僅使該河道延長約30 m，且從河道底部著手，通過影響河床坡度，使其坡度降低，進而達到降低水流高低落差的目的。

2.2 筑堰蓄水

“筑堰擋水”和“蓄水水柜”是保證運河順暢通航并維持水流平緩穩(wěn)定的重要水利工程措施。如大運河最早的一段邗溝，其作為連同江、淮的重要河段，卻面臨江、淮因水位差而導致的貫通、航行不順暢的問題。至此，古人運用“筑堰”技術(shù)，筑堰于邗溝入淮河的交匯處，以達到攔蓄邗溝之水防止其過多地泄入淮河的目的。元朝杰出的水利工程專家郭守敬為“引水濟漕”，解決通惠河的水源問題，自昌平東南白浮村的神山泉起，開鑿渠道，引水西行，為避開沙河、清河的河谷低地，渠道沿50 m的等高線轉(zhuǎn)西南而下，巧妙地避開了因水位高低差而產(chǎn)生的諸多問題。與此同時，在渠道間，改變部分河段的水流方向，使沙河、清河上源、西山山麓諸泉水自南向東南注入甕山泊（今昆明湖）[4]。此外，著名的白浮堰，便是為蓄水而建，以保證充沛的水量，確保航運的通暢（圖2）。

2.3 閘化運道

“閘化運道”旨在有效減緩因地理地勢坡度較大而影響平穩(wěn)通航的一項工程措施。大運河為供調(diào)節(jié)水量修建了許多閘、壩，已形成一套完整的系統(tǒng)。如為使運河順利地通過會通河段大清河，著名水利專家韓仲暉等人提出開新渠、引汶水、絕清河的思路。借助于實際的地理條件，依靠較高地勢的泰山西麓，來調(diào)整汶水的水位，使其略高于大清河，改變原有的流經(jīng)路線，向北行至安山，于安山山腳開筑溝閘，匯入大清河，而后攔阻大清河，強行將河水自北引入新溝。同時，為防止泄水過快致使運道淺澀，建節(jié)水船閘，浮升過往船只，匯入大清河。此外，面對地形較為復雜的河道位置以及具有重要功能的運輸碼頭，則建筑兩閘或三閘，使其串聯(lián)，相通相融，成為一個有機整體，確保航運的平穩(wěn)通暢。

2.4 黃運博弈

大運河水工設(shè)施在保證河道正常通航的水流流量、流速、方向及水位的同時，還要制定防洪減災(zāi)措施。在大運河與黃河的博弈關(guān)系中更能體現(xiàn)先人驚人的智慧。為克服黃河河道的變遷和沖決泛濫對運河的影響，明代水利學家潘季馴認為“分則勢緩，勢緩則沙停，沙停則河飽，飽則奪河”，提出 “筑堤束水，以水攻沙”的治理方針?！耙S濟運”“遏黃保運”“避黃保運”，這3個措施是最為明清兩代水利轉(zhuǎn)接所推崇的，用以協(xié)調(diào)黃河與運河之間的關(guān)系。其中，“遏黃保運”這一措施取得了良好效果。如果說，“引黃濟運”“遏黃保運”是以借黃行運為指導思想的治黃保運措施，前者反映的是黃運不分的依賴關(guān)系，后者則是治運治黃的獨立關(guān)系，體現(xiàn)了主動與被動的博弈治理理念。此外，“蓄清刷黃”這一治河理念由明末治河專家潘季馴提出，在短暫平衡黃、淮、運三者之間的博弈經(jīng)驗下對三者的治理、開發(fā)、利用至今仍起到重要的借鑒意義（圖3）。

3 “辨證論治”的工程哲學

大運河水工遺存充分體現(xiàn)人力與自然的辯證關(guān)系，元代王喜在《治河圖略》中說:“天下有自然之利，亦有自然之害，順而導致者易為利，逆而遏之者難為功，譬猶人之一身血脈，流通則無病，血脈奎滯則病生，審而治之，宣其奎滯，使之流通，則病自去，治水之道亦當如此”[5]。運河河道漫長，涵蓋面廣，須經(jīng)歷閘河段、湖區(qū)段、天然河段、河運交匯段等復雜地形和水域，運河航道暢通，船隊翻山越嶺，航道上江河平交等是關(guān)鍵技術(shù)問題。

3.1 解決河道暢通問題的梯級船閘工程

大運河為保證河道暢通，構(gòu)建了梯級船閘系統(tǒng)。借由船閘實現(xiàn)水位升降，船得以上行下行，翻山越嶺。船閘雛形是斗門，相當于單閘，斗門出現(xiàn)之前是靠堰埭助運。堰埭，在這一航運流程中的作用是用以調(diào)配閘內(nèi)水量、控制兩閘之間的水位差，以保證航道的順利通航。后產(chǎn)生“復閘”，即一前一后修筑兩閘。當船行進閘內(nèi)時，關(guān)閉后閘，打開前閘，并在兩閘之間充水或放水，用以確保穩(wěn)定兩閘之間的水位差，保持兩閘間的水面平穩(wěn)。進而，打開前閘，放行船只。堰埭是我國水利工程發(fā)展上的一大進步，而創(chuàng)造性地用復閘代替堰埭，則是水利史上具有跨時代意義的創(chuàng)舉。

公元423年，揚州最先建造了兩個斗門，兩者是運河上的“第一閘門”。復式船閘起于北宋，公元984年，北宋建造了世界上最早的復式船閘——真州閘。據(jù)《夢溪筆談》記載，淮陽運河、江南運河大力普及復式船閘的運用，幾乎已在兩河沿線找不到堰埭的蹤跡。這一現(xiàn)象充分體現(xiàn)了復式船閘在彼時的普及性及認可度。而后的元代，31座船閘建造在會通河上的臨清與濟寧，成為世界上最早的階梯船閘（圖4）。明代，階梯船閘仍活躍在重要河段，數(shù)量增至38座，有序不斷地調(diào)節(jié)水位差，以保障運河航運的平穩(wěn)暢通。

3.2 解決河道交匯問題的水利樞紐工程

大運河溝通5大流域，穿越黃、淮、運交匯的水利樞紐工程是解決運河與大江大河平交問題的創(chuàng)舉。今淮安清口是3大河段的交匯口，即北起的運河，西來的淮河，以及南下的黃河，清口水利樞紐的基本格局就此奠定。明代以前，清口已有高家堰、南運口等一些水利工程，但沒有形成體系。至明萬歷年間，潘季馴任河道總督，對黃、淮、運進行了總體規(guī)劃（圖5）。清口水利樞紐遺產(chǎn)區(qū)包括里運河、考古遺址、雙金閘、清江大閘、洪澤湖大堤。涵蓋水流制導、調(diào)節(jié)、分水、平水、水文觀測、防洪排澇等功能，成為水利樞紐工程組群，宋代的船閘、堰棣技術(shù)，明清時期的堤防、石工、防浪、消能等技術(shù)的運用成為古代世界航運發(fā)展的最高水平[6]。

3.3 解決河道水源穩(wěn)定問題的安全工程

滾水壩和減水閘，是確保大運河汛期運河航道安全的有力措施。其建筑在堤岸的適當位置，當河內(nèi)水位過高、水勢過大，對航運船隊及運道構(gòu)成安全威脅時，兩者可及時將洪水排泄掉。例如：黃河、淮河和運河在清口交匯，導致了復雜的水系格局，在黃淮運交匯口增建減水閘和滾水壩，有效減緩了汛期高水位危及航運安全的問題。再如，會通河的南旺分水工程（圖6），與汶河之上建筑戴村壩，改變汶水的固有流經(jīng)方向，使其流向西南，而后匯入高地勢的南旺湖。這一工程措施建筑完成后，順利解決了會通河內(nèi)的水源欠缺、匯入黃河時的水位差的問題。

3.4 保障安全運行的工程管理系統(tǒng)

為保證大運河浩大工程的建設(shè)目標得以實現(xiàn)和保持運道長久通暢，在多年的實踐經(jīng)驗中，人們總結(jié)出針對性的工程管理體系，可簡要從工程建設(shè)、航運管理這兩方面進行歸類，并在不同時期擁有嚴格的工程管理章程，以確保相關(guān)管理體系的順利實施。例如：南旺樞紐通過疏汶集流、蓄水濟運、泄?jié)q保運、增閘節(jié)流等措施，科學地達到了引汶、分流、蓄水的目的，達到了對水資源進行年際、年內(nèi)調(diào)節(jié)的效果。南旺樞紐還圍繞“濟運保水”建立了一整套嚴格的航運、水利管理制度。明清兩代均設(shè)立嚴格的規(guī)定，嚴格管理會通河水源，有力地阻止了地方生產(chǎn)生活行為對運河水工設(shè)施的影響，維持了水柜的調(diào)蓄作用，使會通河漕運量大大增加，并暢通數(shù)百年。

4 結(jié)束語

我國歷史上治水思想、水利成就、漕運管理、運河設(shè)施等要素在大運河發(fā)展歷史上都曾發(fā)揮著巨大作用。大運河水工遺存，揭示了農(nóng)耕時代先人對水的認知和利用的智慧，更是科學與技術(shù)發(fā)展的重要標志，亦成為文化傳承的載體。當今“南水北調(diào)”工程輸水渠道東線，絕大部分仍沿用京杭大運河的河道?？傊瑫磐ń?，將現(xiàn)代的科學技術(shù)手段與古人的智慧結(jié)晶相融合，用以發(fā)展未來的大運河的相關(guān)附屬工程，如其合理的航道設(shè)計、河段交匯的關(guān)系處理、高效的水資源調(diào)配、再生的水資源保護利用，至今仍給予我們啟發(fā)與反思。