中国古代著名水利工程 Weiwei 温文尔雅 水资源开发利用沿革 1 中国古代水资源开发利用概述 2 古代水资源开发利用工程专述 都江堰工程专述 坎儿井专述 京杭大运河专述 1 中国古代水资源开发利用概述 世界各国都有着开发利用水资源的悠久历 史,创造了辉煌的成就,促进和保障了各个时 期社会的繁荣和发展。 水利在中国也有着重要地位和悠久历史。 历代有为的统治者,都把兴修水利作为治国安 邦的大计,及至春秋战国时期,中国已先后建 成一些相当规模的水利工程。 1 中国古代水资源开发利用概述 古代治水名人或水利专家 孙叔敖、郑国、史禄、王景、 姜师度、苏东坡、范仲淹、 王安石、徐光启、左宗棠、林则徐 1 中国古代水资源开发利用概述 水利设施的逐渐完善 上古:大禹治水 春秋战国:芍陂(安徽淮河)都江堰(四川岷江)郑国渠(陕西关中) 西汉:漕渠、白渠 两汉:治理黄河 特色灌溉工程:坎儿井(西域) 1 中国古代水资源开发利用概述 1.春秋时期 芍陂简介 春秋时期楚庄王十六年至二十三年(公元前598年~公元前591 年)由孙叔敖创建(一说为战国时楚子思所建),与都江堰、漳河 渠、郑国渠并称为我国古代四大水利工程,迄今2500多年一直发挥 不同程度的灌溉效益。 芍陂工程在安丰城(今安 徽省寿县境内)附近,位于大 别山的北麓余脉,东、南、西 三面地势较高,北面地势低洼, 向淮河倾斜。每逢夏秋雨季, 山洪暴发,形成涝灾;雨少时 又常常出现旱灾。 1 中国古代水资源开发利用概述 孙叔敖根据当地的地形特点, 组织当地人民修建工程,将东面的 积石山、东南面龙池山和西面六安 龙穴山流下来的溪水汇集于低洼的 芍陂之中。修建五个水门,以石质 闸门控制水量,“水涨则开门以疏 之,水消则闭门以蓄之”,不仅天 旱有水灌田,又避免水多洪涝成灾。 后来又在西南开了一道子午渠,上 通淠河,扩大芍陂的灌溉水源,使 芍陂达到“灌田万顷”的规模。 1 中国古代水资源开发利用概述 芍陂 1 中国古代水资源开发利用概述 2.战国末期 郑国渠简介 最早在关中建设的 大型水利工程,战国末年 由秦国穿凿,公元前246 年由韩国水工郑国主持兴 建,约十年后完工。位于 今天的泾阳县西北25公里 的泾河北岸。它西引泾水 东注洛水,长达 300 余 里(灌溉面积号称4万 顷)。 郑国渠与白渠示意图 1 中国古代水资源开发利用概述 郑郑国国渠渠 1 中国古代水资源开发利用概述 3.两汉时期 东汉王景治理黄河 王景治理黄河是在新河道上开展大规模治理工程,主要内容有修 筑黄河和汴河堤防、建分水和减水水门、整治河道等,实施改河、筑 堤、疏浚等工程。这次治理黄河施工一年,动员民工数十万,使黄河 新河道与汴渠、济水分流。王景治理黄河以后,一直到唐朝,黄河安 流了800年,没有出现过较大的水患。 王 景 治 王 河, 景 千 载 无 患 1 中国古代水资源开发利用概述 4.隋唐北宋 隋朝投入巨大的人力,建成了沟通长江和黄河流域的 大运河(隋朝大运河一共四段,通济渠,邗沟,永济渠, 江南河),把广大地区的水运联系起来,对政治、经济、 文化的发展产生了深远影响。 唐代除了大力维护运河的畅通,保证粮食的北运外, 还在北方和南方大兴农田水利,包括关中的郑白渠、浙江 的它山堰等较大的工程共250处。 尤为重要的是水利法规、技术规范已经出现,如唐 《水部式》、宋《河防通议》等。 1 中国古代水资源开发利用概述 4.隋唐北宋 永济渠 通济渠 隋朝大运河 邗沟 江南河 1 中国古代水资源开发利用概述 5.元明到清中期 元代建都北京,开通了京杭大运河。 明代大力治黄,采用“束水攻沙”,固定黄 河流域,修建高家堰,形成洪泽湖水库,“蓄清 刷黄”保证漕运。这些措施对明清的社会安定和 经济发展起了很大的作用。 主要是通过堤坝稳定河槽,相对缩 窄河道横断面,增大流速,提高水 流挟沙能力,利用水力刷深河槽, 以解决泥沙淤积问题。 把蓄积的清水用于用 于冲刷黄河泥沙。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 都江堰位于四 川省境内岷江进入成 都平原的始段,是一 座灌溉成都平原的大 型古代水利工程。晋 代称都安大堰、湔堰, 唐代又名楗尾堰,宋 代始称都江堰。都江 堰相沿2200多年,是 现存世界上历史最长 的无坝引水水利工程。 都江堰引水枢纽布置示意图 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 都江堰 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 一、都江堰水利工程构成 都江堰创建于公元前256-公元前251年,由秦蜀守李冰主持兴建。 早期的都江堰记载甚略,《校记·河渠书》只记李冰“穿二江成都之 中”。后人对此有许多推测,归结起来主要有两种: 一为:李冰开凿了进水口及修建引水渠首,将岷江水引入成都平原; 一为:根据现代地质调查,认为岷江原有一条支流,自灌县分出,流经 成都平原,至新津归回岷江,李冰利用这里的地形条件凿宽进口,整 治河道,增加进水量,这个进水口即为都江堰永久性进水口,以形如 瓶状而名“宝瓶口”。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 从不同角度看都江堰 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 鱼嘴: 鱼嘴是都江堰的分水工 程,因其形如鱼嘴而得名, 位于岷江江心,把岷江分成 内外二江。西边叫外江,俗 称“金马河”,是岷江正流, 主要用于排洪;东边沿山脚 的叫内江,是人工引水渠道, 主要用于灌溉 。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 飞沙堰: “泄洪道”具有泄洪排沙的显著功能,故又叫它“飞沙堰”。飞 沙堰是都江堰三大关键点之一,看上去十分平凡,其实它的功用非常 之大,可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。 飞沙堰的主要作用: 一作用是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时,多余的水便从飞沙堰 自行溢出。如遇特大洪水的非常情况,它还会自行溃堤,让大量江水回归 岷江正流。 另一作用是“飞沙”,岷江从万山丛中急驰而来,挟着大量泥沙,石 块,如果让它们顺内江而下,就会淤塞宝瓶口和灌区。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 飞沙堰 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 宝瓶口: 宝瓶口起“节制闸”作用, 能自动控制内江进水量,是前山 (今名灌口山、玉垒山)伸向岷 江的长脊上凿开的一个口子,是 人工凿成控制内江进水的咽喉, 因它形似瓶口而功能奇持,故名 宝瓶口。 由于宝瓶口自然景观瑰丽, 有“离堆锁峡”之称,属历史上 著名的“灌阳十景”之一。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 二、渠首及灌区的管理 都江堰在汉代已设立专门从事管理。晋代蜀郡设有蜀渠都水行事、 蜀渠平水、水部都督等官。明代设水利金事,清朝设水利同知,均是从 事渠首管理的行政官员,在灌县有官署,灌区各县亦有相应官吏。 都江堰的管理以岁修为主,也就是说每年修建一次,每次历时半年, 从阴历十月断流开工到来年三月底完工供水。除了岁修以外还有抢修和 大修。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.1都江堰工程专述 三、世人对都江堰工程的评价 都江堰水利工程不 仅在当时对经济建设发 挥了重要的作用,就是 在现代仍然是兴利除弊 的骨干工程,尤其是: “与自然和谐相处,因 势利导”的治水思想更 是今天应该借鉴的和发 扬的。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.2坎儿井专述 利用其上若干竖井的地下渠道引用地下水、实现自流灌溉的一 种水利设施,简称坎儿井。 关于坎儿井的起源,大致有4种说法: 起源于汉代关中井渠 林则徐遣戍新疆时创 导源于波斯,自中亚传入 由新疆各族人民所创 2 古代水资源开发利用工程专述 2.2坎儿井专述 坎儿井的做法: 先凿竖井探明水脉(含水 层),然后沿水脉上游和下游挖 掘一长排竖井。竖井间距一般在 上 游 为 80 至 100m ; 下 游 每 隔 10 至 20m一个。竖井的深度,向下游逐 渐减小。各个竖井之间的地层挖 通成为高约2m、宽约1m的卵形暗 渠,暗渠长度不一,最长可达 30km。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.2坎儿井专述 2 古代水资源开发利用工程专述 2.2坎儿井专述 坎儿井 2 古代水资源开发利用工程专述 2.2坎儿井专述 新疆吐鲁番盆地各县和哈密一带采用较多。 坎儿井在吐鲁番哈密等地的形成具备了三个基本条件,即: ①有丰富的地下水源 ② 形成一定的坡降 ③ 有防渗透和防坍塌的土质 2 古代水资源开发利用工程专述 2.2坎儿井专述 现状: 近年来,吐鲁番的坎儿井呈衰减之势。全疆坎儿井50年代多达 1700条,随着不断的干涸,80年代末已降至860余条。吐鲁番地区坎 儿井最多时达1273条,目前仅存725条左右。 减少原因: 首推吐鲁番地区绿洲外围生态系统的严重破坏。据最新卫星遥 感监测数据表明,该地区强烈发展荒漠化土地面积已占总面积的 46.87%,而非荒漠化面积仅占总面积的8.8%。水资源日渐短缺, 地下水位不断下降,坎儿井水流量也逐年减少。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 京杭大运河,是世界上 里程最长、工程最大、最古 老的运河之一。北起北京(涿 郡),南到杭州(余杭),经 北京、天津两市及河北、山 东、江苏、浙江四省,贯通 海河、黄河、淮河、长江、 钱塘江五大水系,全长约1794 公里,开凿到现在已有2500 多年的历史。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 京杭大运可是由人工河道和部分河流、湖泊共同组成的,全程可分为七段: (1)通惠河; 北京到通州区称通惠河,长82公里; (2)北运河; 通州区到天津称北运河,长186公里; (3)南运河; (4)鲁运河; (5)中运河; (6)里运河; (7)江南运河。 天津到临清称南运河,长400公里; 临清到台儿庄称鲁运河,长约500公里; 台儿庄到淮安称中运河,长186公里; 淮安到瓜洲称里运河,长约180公里; 镇江到杭州称江南运河,长约330公里。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 历史沿革京杭大运河的开凿与演变大致分为3期: 第1期运河。运河的萌芽时期。春秋吴王夫 差十年(公元前486)在扬州开凿邗沟,以通江淮 至战国时代又先后开凿了大沟(从今河南省原阳 县北引黄河南下,注入今郑州市以东的圃田泽) 和鸿沟,从而把江、淮、河、济四水沟通起来。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 第2期运河。主要指隋代的运河系统。以东 部洛阳为中心,于大业元年(605)开凿通济渠, 直接沟通黄河与淮河的交通。并改造邗沟和江 南运河。三年又开凿永济渠,北通涿郡。涿连 同公元584年开凿的广通渠,形成多枝形运河系 统。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 第3期运河。主要指元、明、清阶段。元代开凿的重 点段一是:山东境内泗水至卫河段,一是:大都至通州段。 公元十八年(1281)开济州河,从任城(济宁市)至须城 (东平县)安山,长75公里;公元二十六年(1289)开会 通河,从安山西南开渠,由寿张西北至临清,长125公里; 公元二十九年(1292)开通惠河,引京西昌平诸水入大都城, 东出至通州入白河,长25公里;至元三十年(1293)元代大 运河全线通航,漕船可由杭州直达大都,成为今京杭运河 的前身。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 京杭大运河的作用 1.是我国仅次于长江的第二条“黄金水道”。价值堪比长城 是世界上开凿最早、最长的一条人工河道 。 2.一向为历代漕运要道,对南北经济和文化交流曾起到重大作用。 3.还要成为南水北调的输水通道。 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 京杭大运河 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 京杭运河 京杭大运河 2 古代水资源开发利用工程专述 2.3京杭大运河 京杭大运河