运河

运河（英語：canal）是指人工开凿的规模较大、可以行船进行一定程度的水上运输的水道。運河通常連接其它天然水体，比如湖泊、河流和海洋，可以橫貫半島、地峽而造。 运河主要可以分為二種：有一種是和現有的河流平行，分擔河流的水流量，在維持河谷及流域的條件下，通過建設水壩和水閘來調整水量，維持夠高的緩流水位；另一種則會越過分水岭的山脊，這種方式多半會需要在海拔最高點上方有水源供應。許多的運河會興建在在山谷及其他水路高很多的地方。城市需要很多的水源，而海拔較高的運河可以提供水源給海拔較低的缺水地區。像羅馬帝國的高架渠就有類似功能。 相傳在西元前四千年美索不達米亞已有開運河，但具體難以考證。西元前兩千多年前，古埃及第十二王朝法老辛努塞爾特三世下令開鑿新河道，東西向連接尼羅河與紅海，為古苏伊士运河，是有明確記載的最古運河。中國的胥河為中國傳統史書記載中最早的运河，开凿于公元前506年。中國的京杭大运河是世界上最長的運河，長1794公里，但今日只有少部份河段可供航運。運河的主要用途是行船運輸貨物。在工業革命之後，由於建造成本和運輸時間的緣故，內陸運河逐漸被鐵路取代。許多運河目前都只剩下觀光用途，如威尼斯的運河。 依可用水源及可用流道的不同，運河的形成有以下三種不同的方式： 可以在沒有水源的地方興建運河，可能是用人工挖掘河道．也可能是用石頭、混凝土等建築材料使運河兩側加高。運河的水源需由其他河流或水庫等外部來源提供，像法國的米迪運河及布里亚尔运河都屬於這類運河。 河流可以透過渠化的方式，使河道更容易預測及調整。河流工程可以利用疏浚、築壩或修改河道的方式，控制河流的水流量，使河道的交通可以更加安全，這類的運河包括法國的埃纳河。可能會需要河岸区恢复（英语：Riparian zone restoration）。 若河流很難用渠化的方式調整，可以在和河道平行處開闢另一個水道，稱為侧向渠道（英语：lateral canal）。河流可以提供渠道水源，而在河流水量過多時，過多的水可以從侧向渠道流出。例如切萨皮克和俄亥俄运河就是這類的運河。 較小的运河可以讓駁船或运河船（英语：narrowboat）通行，海船运河（英语：ship canal）可以讓海上的船舶通行到不靠海的港口（例如曼彻斯特大运河），或是由一個海洋到另一個海洋（例如巴拿馬運河或苏伊士运河）。 運河需要一些工程結構體來調整水流： 利用堰和水庫來提昇運河的水位，使船舶可以在其中航行。 在有急流或是瀑布的區段，製造較長、較平緩的流道。 船閘方便在地形有落差的區域調整運河水位，並且使船舶或是驳船可以往上游或是下游行進。 運河需要穿過分水嶺時，在修築上會更困難，也需要額外的結構體，像是高架橋及高架渠等結構體，提供水流動的路徑，並維持水在渠道中。 在歷史上，運河不論在商業上，或是文明的發展及成長上都非常的重要。1855年時利哈伊运河（英语：Lehigh Canal）運輸了超過120萬噸的無煙煤。現今仍在運作的運河不多，但以前有許多運河帶動了經濟的成長，事實上運河也是都市化以及工業化必要的條件，因為在西方，像煤及礦石等散裝原材料只有透過水路運輸才符合成本。這些原物料促成了工業的發展以及新冶金學的發展，也帶來17世紀到20世紀日新月異的工業化，甚至後來新的研究領域、新的產業以及經濟規模，提高了工業化社會的生活水準。 目前仍在使用的運河（包括海輪運河（英语：ship canal））大部份是運送散装货物（英语：bulk material handling），內陸一些較小的運河原來設計供船隻或是渡輪航行，但後來有些也已經填平或是廢棄，或是改為國有，水庫及船閘仍然繼續維護，但運作目的已改為防洪以及休閒娛樂用途。美國的運河在是1850年漸漸的被更快速、更沒有地理限制、以及維護上更便宜的鐵路所取代。 在1880年代初期，美國一些競爭力較弱，無法和鐵路競爭的運河，已漸漸的消聲匿跡。接下來的幾十年，石油漸漸的取代煤炭成為能源來源，煤炭出貨量也出現變化。在第一次世界大戰後開始使用引擎驅動的卡車，小型美國駁船運河的貨物噸里程漸漸下降，當時道路網絡越來越普及，貨車的靈活性和陡峭的爬坡能力也越來越明顯，貨車不但取代了運河運輸，因為其不受軌道限制的特性，也取代了許多鐵路的運輸。 最簡單的運河就是填滿水的溝渠。依照運河穿過的地层不同，需要將運河的內層用粘土或混凝土等防水材料加以衬砌（英语：canal lining）。若是用粘土衬砌，則會稱為是puddling。 運河本身需要是平的，若鄰近的田地需要灌溉，會在運河兩側的堤防再作處理，讓一些水可以用來灌溉。若運河流經的地區有較大的高度變化，需要用其他技術來克服。最常見的是雙船閘（pound lock），其中包括一個兩端有閘門的閘室，其中的水位可以昇高或是降低，兩端可以連結不同高度的水面，或是連接河流或是海洋。運河若是需要越過山丘，會在較短距離內安排有一連串的閘門（復閘）。 中國的復閘是西元984年（宋太宗雍熙元年）由喬維岳修築，歐洲則是在十五世紀開始修築，之前是使用只有單一閥門的單門船閘（Flash locks）來調整水位的高低。不過只有水量相當充足時才能使用單門船閘。 閘需要許多的水，若能使用的水有限，設計者就會採有不同的作法，例如起船台（英语：boat lift）（像是佛克爾克轉輪（英语：Falkirk Wheel）），利用其中有水的活動沈箱（caisson），船可以在其中漂浮，再將活動沈箱和船移動到不同的高度，以及倾斜升船机（放在傾斜鐵道上的活動沈箱）。 若运河要越過河流、道路或是山谷，而又不允許使用船閘，运河可以用通航水道（英语：navigable aqueduct）來實現，在威爾斯有一個著名的例子，是穿過威爾斯迪河 (威爾斯)的龐特卡薩魯岧水道（現在是联合国教育、科学及文化组织的世界遗产列表之一）。 另一個讓運河可以通過山丘的作法是興建隧道，像是英國特伦特-默西运河（英语：Trent and Mersey Canal）的Harecastle隧道（英语：Harecastle Tunnel）就是如此，不過隧道只能用在較小型的運河。 有些運河要設法讓高度差降到最低，這類的運河會稱為等高運河（英语：contour canal），會延著地形上的等高線興建，高度差最小，但是較彎曲，其路程也較長。不然就要用其他的工程技術來克服高度差上的問題。 運河設計也需要處理運河水源的問題。有些運河（例如蘇伊士運河）沒有這個問題，直接有向大海的出口。若是運河高度不是在海平面，就需要其他的技術來克服此問題，有時可以用其他河流或是水泉的水來補給水源，也可能再配合其他方式來處理季節上的河流水量變化。若沒有這類的水源，可能會用水庫（可能和運河分離，也可能整合到運河內）及back pumping來提供需要的水量。有時也會用礦坑中的水泵出後注入運河內。有些情形會興建feeder canals，從遠處提供水源供運河使用。 若運河的一端會有大量的貨物上船或是下船，會興建渠槽（英语：canal）。渠槽的寬度一般會比運河要寬。有時渠槽會有碼頭及起重機來搬運貨物。 美索不達米亞約西元前四千年就已出現運河。在鐵路發明前，居住於內陸的人們只能使用馬車或其他交通公具運輸貨物。使用馬車運輸量小，運輸速度緩慢，但成本高昂，貨物亦可能在顛簸中毀損。舉例來說，1820年時，從水牛城運一噸的穀物到紐約市需要$100，1825年底伊利運河開通後，同樣貨物的運輸成本只要$9。在1830年前，使用馬車的運輸成本約為使用運河的50至70倍。運河開通後，運輸成本下降，市場上的物價也跟著下降，麵包、鹽和煤等都比以前便宜。 1830年開始，美國第一條鐵路開始投入商業營運。到1850年代晚期為止，運河在美國北部和中西部仍然扮演重要地位，因為這時的鐵路路線多為短程，而且不同公司有著不同軌距。但是運河建造成本高昂，路線沒有彈性；當鐵路開始標準化，大量生產後，內陸運河也開始走向沒落。 在重要海上交通線上的運河在今天仍然有不可取代的地位，如巴拿馬運河（連接大西洋和太平洋）、蘇伊士運河（連接地中海和紅海）、基爾運河（連接波羅的海和北海）等。 亞洲 胥河 - 中国大陆 灵渠 - 中国大陆 京杭大运河 - 中国大陆 江汉运河 - 中国大陆 澳門威尼斯人大運河 - 路氹城， 澳門(仿製品) 道頓堀 - 大阪， 日本 小樽運河 - 北海道， 日本 東雲運河（日语：東雲運河） - 東京， 日本 京濱運河（日语：京浜運河） -  日本 台南運河 - 臺灣 愛河 - 臺灣 卡拉庫姆運河 -  土库曼斯坦 歐洲 威尼斯大運河 - 威尼斯， 義大利 阿姆斯特丹運河 - 阿姆斯特丹， 荷蘭 基爾運河 -  德国北部 莱茵河-美因河-多瑙河运河 - 巴伐利亞， 德国 科林斯运河 -  希腊 多瑙-黑海運河 -  羅馬尼亞 莫斯科運河 -  俄羅斯 白海-波羅的海運河 -  俄羅斯 伏爾加-頓河運河 -  俄羅斯 塞马运河 -  芬兰/ 俄羅斯 非洲 苏伊士运河 -  埃及 美洲 巴拿马运河 -  巴拿马 伊利運河 - 紐約州， 美国 韋蘭運河 - 安大略， 加拿大 河北省沧州市所辖的运河区 江苏省邳州市运河镇，县治所在 江苏省邳州市运河中学 Hadfield 1986，第16.頁 harvnb error: multiple targets (2×): CITEREFHadfield1986 (help) Hadfield 1986，第22.頁 harvnb error: multiple targets (2×): CITEREFHadfield1986 (help) 中國古代水利. 燦爛的中國文明. 中國文化研究院. 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