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沁河广利渠发展演变史及其科技价值探析(下)

单位:发展研究部

    

时间:2026-05-12

    

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4. 沁河广利渠的科技价值探析

沁河广利渠作为北方古代经典自流引水水利工程,始建于秦代,历经千年修缮沿用,在渠首取水、渠系布局、工程构造、水资源调控、施工技术及管理技术等方面积累了丰富科技成就,凝聚了古代劳动人民的智慧,蕴含深厚科技价值,为当代灌区建设、水文化遗产保护提供了珍贵借鉴。

4.1 渠首取水技术:

顺应自然与主动改造的有机结合

渠首取水技术是广利渠科技价值的核心,核心特点是“顺应自然、主动改造”,修建者结合沁河流域地形与水流特征,不断优化取水技术,实现引水与防洪的有机结合。

其技术演变经历了五个阶段:秦汉时期无坝取水,利用枋口自然地形初步引水;魏晋南北朝时期易木为石,改建石门,提高耐久性与防洪能力;元代有坝取水,修建石堰抬高水位,实现稳定引水;明清时期多口取水,通过多个引水口合理布局,提高水资源利用效率与灌溉稳定性;当代对引水口重新归整,广济、永利、利丰三渠合并为一条广利总干渠,方便了工程和灌溉管理,进一步提高了水资源利用效率。

这一技术演变过程,体现了古代劳动人民对自然规律的深刻认识:选址上充分考虑地形、水流、泥沙等因素,顺势而为;技术上不断改进取水结构,提高稳定性与可靠性;功能上实现引水与防洪结合,体现“天人合一”的水利理念,为后世渠首工程提供了重要借鉴。

沁河广利渠各引水口

(左起:利丰、永利、广济、甘霖)

4.2 渠系布局技术:

因地制宜与精准灌溉的完美融合

渠系布局技术的核心特点是“因地制宜、精准灌溉”,修建者结合流域地形、农田分布、水资源分布,规划形成干、支、斗、农渠相连的完整渠系网络,实现水资源高效利用与精准分配。

其科技优势主要有三点:一是因地制宜,利用自然地形与天然河道“借河为渠”,节省工程成本,如沙沟水、奉沟水下游利用济水故渎,实现灌排两用;二是精准规划,合理设计渠道走向与坡度,确保水流均匀分配,实现精准灌溉;三是灌排结合,各渠道均设退水处,既能引水灌溉,又能排出汛期洪水,避免农田内涝,体现综合水利理念。

这一技术不仅解决了流域水资源时空分布不均的问题,其“因地制宜、精准灌溉”的理念,至今仍在当代灌溉工程中应用,体现了持久的科技价值。

沁河广利渠卫星照片(七渠引水)

4.3 工程构造技术:

坚固耐用与实用高效的统一

工程构造技术的核心特点是“坚固耐用、实用高效”,修建者结合工程部位功能需求,采用合理构造与材料,确保工程耐久性与实用性,体现了高超的工程建造技术。

其构造技术主要体现在三个方面:渠首构造上,从秦汉枋木木门、魏晋石砌石门,到元代石堰、石斗门桥,再到明代穿山石洞,材料从枋木改为石材,构造不断优化,防洪耐久性显著提升;渠道构造上,从秦汉土渠、隋唐砌石渠,到明清精细化防渗渠,防渗、抗冲刷能力不断提高,延长了使用寿命;闸门构造上,从简单枋木闸板到明代铁索滑车控制闸门,实现引水流量精准控制,提高实用性。

此外,工程构造注重实用性与综合性,如元代石斗门桥兼具引水与通行功能,明代广济洞配套减水河、分水石等设施,体现“实用为先、兼顾综合”的理念,为后世水利工程构造设计提供了借鉴。

沁河广利渠设置在崖体上的引水口

4.4 水资源调控技术:

按需分配与生态平衡的协调

水资源调控技术的核心特点是“按需分配、生态平衡”,修建者结合流域水资源特征与灌溉需求,建立完善调控机制,实现水资源合理分配与生态平衡,体现古代可持续发展理念。

其调控技术主要包括三方面:流量控制上,通过闸门、石堰等设施,根据旱涝情况灵活调整引水流量,满足灌溉与防洪需求;分水管理上,制定详细分水制度,设置分水闸、分水石,实现精准分配,避免争水矛盾;防洪排涝上,修建减水河、退水渠道、陂湖等设施,实现灌排结合,保障灌溉安全与生态平衡。

这一技术体现了古代劳动人民对水资源的科学利用,其“按需分配、生态平衡”的理念,与当代水资源可持续利用理念高度契合,对当代水资源调控技术发展具有重要借鉴意义。

4.5 施工技术:

因地制宜与工艺创新的结合

施工技术的核心特点是“因地制宜、工艺创新”,修建者结合当时生产力水平与工程需求,创新施工工艺,解决了岩石开凿、渠道开挖、材料运输等难题,体现了高超的施工技艺。

其施工技术主要体现在三点:岩石开凿技术上,从秦汉简单石渠到明代广济洞穿山凿洞,采用“分层开凿、逐步推进”方法,配套通风、排水措施,解决施工难题;渠道开挖技术上,结合地形设计合理坡度与工艺,采用夯实、砌石等方法,提高防渗与抗冲刷能力;材料运输与砌筑技术上,采用人力、滚木运输石材,运用“累石结砌”“灰浆勾缝”工艺,确保工程坚固耐用。

同时,施工注重因地制宜,山区采用石砌渠道、平原采用土渠,节省成本并保证质量,这些技术创新推动了古代水利施工技术发展,为后世提供了借鉴。

永利洞引水口

4.6 管理技术:

制度完善与官民共治的结合

管理技术的核心特点是“制度完善、官民共治”,修建者结合工程规模与灌溉需求,制定完善管理制度,建立“官管民助”模式,确保工程长期稳定运行,体现古代成熟的水利管理智慧。

其管理技术主要包括三方面:管理制度上,从北宋千仓渠水利科条、元代分水诏书,到明代袁应泰管理条款,不断完善,涵盖用水、维护、奖惩等方面,明确各方职责;管理机构上,设立专门水利官员,组织沿渠百姓参与管理,提高管理效率;维护机制上,制定定期清淤、检修、加固制度,及时处理工程隐患,延长工程使用寿命。

这一“制度完善、官民共治”的模式,确保了广利渠两千余年的稳定运行,为后世水利工程管理提供了重要参考。

明广济渠二十四堰图

5. 沁河广利渠科技价值的历史地位与传承

沁河广利渠是黄河流域最早的无坝自流引水工程之一,开创隔山暗渠取水、弯道环流引水、七渠分水配水三大核心技术,与都江堰、郑国渠齐名,历经2200余年持续运行,见证中国水利技术演进,奠定北方灌区工程范式,现代传承改造后,延续灌溉、补源、生态功能,为世界灌溉遗产申报提供活态样本。

5.1 广利渠科技价值的历史地位

(1)我国古代引沁灌溉工程的技术典范

广利渠作为古代引沁灌溉工程的杰出代表,其科技成就集中体现了我国古代水利工程技术水平。历经两千余年演变,在渠首取水、渠系布局等方面形成完整技术体系,解决了流域旱涝频繁、水资源分布不均等问题,推动了区域农业发展。

与同时期其他引沁工程相比,广利渠的技术优势显著:渠首取水技术不断创新,渠系布局实现灌排结合,工程构造坚固实用,管理体系完善,为我国古代引沁灌溉工程发展树立了典范,推动了古代水利科技进步。

(2)我国古代水利科技发展的重要里程碑

广利渠的科技成就,是我国古代水利科技发展的重要里程碑。魏晋司马孚易木为石、元代有坝取水、明代穿山凿洞等创新,填补了古代水利科技空白,推动了水利技术发展。其“因地制宜、顺势而为”的理念,“灌排结合”的技术,“官民共治”的模式,被后世众多水利工程借鉴,推动了古代水利科技整体发展。

(3)世界古代水利科技的重要组成部分

广利渠的科技成就,也是世界古代水利科技的重要组成部分。与埃及尼罗河灌溉工程、古巴比伦两河流域灌溉工程相比,其两千余年的持续发展体现了工程的耐久性与可持续性,“天人合一”的理念实现了人与自然和谐共生,完善的渠系布局与调控技术体现了高超的规划管理水平,向世界展示了我国古代劳动人民的智慧,为世界古代水利科技发展做出了重要贡献。

5.2 广利渠科技价值的传承脉络

(1)历史传承:历代修缮与技术延续

广利渠科技价值的传承,首先体现在历代修缮与技术延续中。自秦汉初创以来,历代统治者均重视其修建维护,在传承原有技术的基础上不断创新:魏晋司马孚改建石门,传承引水理念并创新渠首技术;隋唐完善渠系网络,传承布局技术并扩大规模;宋元创新有坝取水技术,传承防洪引水经验;明清形成多口引水体系,传承调控技术并实现精细化。

这种“传承中创新、创新中传承”的模式,使广利渠的科技智慧得以代代延续,成为我国古代水利科技传承的重要载体。

(2)当代传承:保护利用与技术借鉴

当代社会,广利渠的科技价值得到进一步传承与发展。一方面,相关部门加强对广利渠遗迹的保护,修缮广济洞、石门等遗址,整理历史文献与碑记,建立水利文化遗产保护体系,让古代水利智慧得以保存;另一方面,广利渠的科技理念与技术经验,为当代沁河流域水利资源开发、灌溉工程建设提供了重要借鉴,其“因地制宜、生态平衡”的理念,“精准灌溉、官民共治”的模式,被应用于当代水利工程实践中,实现了古代智慧与现代科技的有机结合。

此外,广利渠作为活态水利遗产,其历史文化与科技价值被广泛传播,成为弘扬中华优秀传统文化、展示古代水利成就的重要窗口,推动了水利文化的传承与发展。

6. 结 论

沁河广利渠历经两千余年的兴废演变,从秦汉秦渠的初步探索,到明清多口引水体系的成熟完善,形成了一套兼具灌溉、防洪、排涝等多重功能的水利体系,见证了我国古代水利工程技术的进步与封建王朝的兴衰。其在渠首取水、渠系布局、工程构造、水资源调控、施工技术、管理技术等方面的科技成就,体现了古代劳动人民“天人合一”的治水理念与高超的智慧,具有重要的历史地位与传承价值。

广利渠的科技价值,不仅是我国古代水利科技的瑰宝,也是世界古代水利科技的重要组成部分,其“因地制宜、精准灌溉、官民共治”的经验,对当代流域水利资源开发、古水利工程保护与利用具有重要的借鉴意义。未来,应进一步加强广利渠水利文化遗产的保护与传承,深入挖掘其科技内涵与历史价值,推动古代水利智慧与现代水利科技深度融合,助力当代水利事业高质量发展。

参考文献:

1.《汉书·地理志》河内郡,属司隶。户二十四万一千二百四十六,口百六万七千九十七。

2.《后汉书·安帝纪》。

3.《水经注·沁水》原文“于是夹岸累石,结以为门,用代木门枋”。“结”为连结。两岸累起的石头连结起来,成石拱型。有了石门,即使遇到洪水,也不致漂没,既坚固,又便于启闭操作。

4.《旧唐书·温造传》《新唐书·崔弘礼传》。

5.《元史·河渠志》。

6.明·高世芳《凿山创河记》。

7.乾隆《怀庆府志》卷七原文“济源县旧有渠堰,传沿为唐河阳节度使温造壅济水以溉民田,谓之千仓渠”。

8.乾隆《济源县志》,嘉庆《续济源县志》,道光《河内县志》。

9.袁应泰《广济河渠水利碑记》。

10.袁应泰《广济渠申详条款碑记》。

作者:宋科,河南省焦作市水利局局长,中国水利学会水利史与水利遗产专委会会员。

总编:张卫东

推荐:李云鹏

编辑:张卫东 赵何晶

审核:李云鹏