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东南沿海御咸蓄淡工程——以它山堰为例

发布日期:2010-01-24访问次数: 字号:[ ]

   滨海地区尽管水资源总量充裕,但年内水量不平衡和咸潮对水质的侵害需要工程措施的调节和控制。唐宋以来,东南沿海迅速开发,出现了典型的水利形式——御咸蓄淡工程。浙江鄞县它山堰、丽水通济堰、福建莆田木兰陂等均属于这类工程。它山堰、通济堰为坝式枢纽,而木兰陂为闸坝式枢纽。这些工程是古代农田水利工程的规划和设计走向成熟的标志。

    1.枢纽形式

    唐开元二十六年(738)置明州,州治鄮县(今浙江鄞县)。大历六年(711)在三江口筑子城(内城),唐末,筑明州罗城,周长18里。明州城三水环绕,近海枕江。涨潮时,咸潮循河流上行,危害明州城居民生活用水及近海农田灌溉用水。

    太和时(827~835),郧县令王元216问在县西南50里鄞江上筑它山堰。⑤早期的它山堰记载较少,宋淳祜二年(1242)魏岘描述《四明它山水利备览》了它山堰北宋时的情况:它山堰在鄞江上游出山处,四明山和它山之间,拦河筑坝,开渠(塘河),引水东南流,下游入城后通于城内日湖、月湖,水道出日月湖流经城东门的水门,尾水排入甬江(鄞江的下游)。它山堰是典型的多效益的水利工程,除灌溉鄞县东部七个乡,还是明州州城主要水源。⑥

    它山堰之所以发挥拒咸蓄淡、灌溉、供水和排水泄洪的综合效益主要是通过渠首和州城三处水尺来控制水位,实现全区工程运行的合理调度。

    (1)枢纽工程布置

    枢纽工程主要有:拦河坝(它山堰)、进水口(溪口)、沉沙池(以回沙闸前部分河道形成)。渠系工程有渠道(溪,今称南塘河)、侧向溢流堰(碶)、拒潮闸(城东石桥闸、城内平桥闸)和蓄水湖(日湖和月湖),见图3-28。

    ①东汉?张衡:南都赋,引自《全上古三代秦汉三国六朝文》,中华书局本,1958年,第768页。
    ②钳卢陂似与六门陂是同一工程,《元和郡县图志?山南道》:“汉元帝建昭中召信臣为南阳太守,复于穰县南六十里 造钳卢陂,累石为堤,旁开六石门,以节水势,泽有钳卢、玉池,因以为名。”六门当是指闸门,钳卢等为蓄水陂塘名。
    ③  《水经?清水注》卷31:“昔在晋世杜预继信臣之业复六门陂。遏六门之水,下结二十九陂,诸陂散流,咸入朝水,事见六门碑。六门既陂,诸陂遂断。”朝水为清水的支流。巴蜀书社影印本,第502页。
    ④《水经?湍水注》《水经?清水注》《元和郡县图志?山南道》关于南阳陂塘的记载反映了陂塘水利历史的延续。
    ⑤姚汉源,四明它山水利备览集释初稿,它山堰暨浙东水利史学术讨论会论文集,中国科学技术出版社,1997年,第56页。它山堰名最早见于北宋《元丰九域志》,它山堰未建之前,鄞江流域有小江湖、广德湖水利,据碑记和考古发掘,它山堰应是唐太和时王元啼所建。
    ⑥  南宋?魏岘,《四明它山水利备览》卷上,丛书集成本,第1~3页。 

 

它山堰水利示意图

    它山堰布置是典型的正向拦河坝壅水侧向引水的工程形式。“规其高下之宜,涝则七分水入江,三分入于溪,以泄暴流;旱则七分入溪,三分入江,以供灌溉。”①江指鄞江,溪即干渠,江与溪的三七分水是规划的水量分配约数,因为水量比较充裕,唐至北宋主要以坝的高度来控制水量。南宋以后,它山堰和回沙闸联合运行调节和控制水量和泥沙。

    渠首水量节制工程在置闸和设水则后,水量得到定量计划和控制。因为鄞江上游水土流失,它山堰泥沙淤积严重,影响供水。为了把清淤范围缩小到渠首及干渠上游段以减少清淤工程量,南宋淳祜二年(1242)时在上游它山堰以上的引水段建回沙闸。回沙闸的设置最初的目的是便于清淤,实际运用在调节水量方面也发挥了重要作用。回沙闸在坝上游左岸五十多米处的引水渠上,置闸后,进水口前水流流速减缓,部分泥沙淤积沉积下来。回沙闸的布置和工作情况是:“闸三间,板皆七。中间常留一板,俾上下可通舟,水涸则去。东西闸常留两板……水泛则不拘早夜,集众力急下板。相水高下,板随以增减。常令水自上入溪,沙隔于外,水平去板,通舟如故。”②水则刻于两边闸桩上,则上每尺约合今制27厘米,闸前水位与闸门运行具体方式尚不清楚,但依据水位调度闸门是肯定的。魏岘记当时管闸工人有8人。

    ①南宋?魏岘,《四明它山水利备览》卷上,丛书集成本,第2页。
    ②《宝庆四明志》卷12,宋元方志丛刊本,中华书局,第5157页。

    2.水利区水量控制和御潮工程设施

    它山堰自渠首以下,“支港入溪,则七乡水道襟喉之地,因遂堰焉。由是溪江中分,咸卤不至,清甘之流,输贯诸港。入城市,绕村落,七乡之田,皆赖灌溉。”①溪即干渠今称南塘河通过楔(即闸),分出支渠向农田或城镇供水。干渠水量过多则从堰上自行泄洪入江。渠道入明州城后尾水入日月两湖,两湖分出若干沟渠供居民生活之用,城中的水道末端再通过泄水堰或闸归于甬江(鄞江尾闾)。咸潮通过甬江水道上行时,沿江各闸闭闸以拒,不许咸水进入渠道。水利区全面的水情控制则通过明州的两处闸门实现。这两处闸门设置了水则,有统一水位标准来调度堰闸的起闭。②南宋《四明它山水利备览》记干渠上楔有3处,即行春、积渎、乌金三楔,分别距渠首7.5千米,9千米,17.5千米,这样的间距有利于排泄进入渠道的区间洪水,是全区主要的水量节制工程。整个水利区支渠数即分水堰《备览》不载,元代的地方志记载则有30多处。③

    它山堰干渠的尾水最后在明州城归由泄水闸入江。渠与江通之处的闸,曾被称作水喉、食喉和气喉。南宋人魏岘考证三喉所在和功用:“引水于州北,凿两池以停之,淫潦泛溢,则城之东北隅有二竭,以泄于江,目之曰:食喉、气喉……气喉遏视食喉稍大,经都税务前,在东渡门墙下,以版为闸,潮长则与版平,市河之水充溢,则起闸以泄于江。食喉视气喉稍小,在市舶务之南墙下,止用泄水,却不通潮。又有水喉一竭,亦以泄水。”④此气喉、食喉和水喉三闸南宋时似乎仍在使用,但主要的控制工程是城东大石桥闸和城内平桥闸。皆因闸柱有水则而作为全区水量反调节中枢。⑤

    大石桥闸,淳祜二年(1242)太守陈垲建,这是一处御潮闸,“内可以泄水,外可以捍潮”⑥。为了量化启闭水位,陈“遂置平水尺,朝夕度水增减,以为启闭,地形高下不等,而水之浅深亦然,大该郡城河滨之水常以三尺为平,余可类推,过平以上则当泄”。⑦水尺刻度反映了地形高低和水的深浅关系,闸的开启以平水所标示水位为准,此三尺是相对高程而非水深。

    平桥闸,开庆元年(1259)时庆元府判吴潜于闸桩上设水则。则上刻“平”字,故称“平字水则碑”。吴潜为设置水则,曾测量渠道和城内日月两湖水位,“余三年积劳于诸楔,至洪水湾一役大略尽矣。己未,劭农翠山,自林村由西门泛舟以归。暇日,又自月湖沿竹洲舣城南启,遍度水势。其平于田塍下者,刻篙志之,归而验诸平桥下,伐石为准,榜曰水则”。在找到平桥水位与各处水位的相关关系之后,将各处水位换算成平桥处的水位。平桥水则碑所刻的“平”字,与各处水情相关,各闸得以据该处水位操作闸门。水淹平字,则各闸开闸放水,平字出露则闭闸蓄水。水则碑紧邻府衙,闸门的启闭督查管理更加快捷,“水汛不待都保县道申到,放闸之人已遣行矣”。

    回沙闸位于渠首,控制引水量和城内淡水蓄积量,大石桥闸和平桥闸位于它山堰水利区尾闾,并且是咸潮上行首先到达的区间。在能够集中反映小流域水位变化和控制水量的地点设置水则,就可以达到有效控制全区的水量和御潮的工程目标。

    ①宋?魏岘:《四明它山水利备览》卷上,丛书集成初编本,第2页。
    ②周魁一,鄞县宋代水则的科学成就及其在古代水位量测中的地位,它山堰暨浙东水利史学术讨论会论文集,中国科学技术出版社,1997年,第17~19页。
    ③  《至正四明续志》卷4,宋元方志丛刊本,中华书局,第6488~6489页。
    ④宋,魏岘:《四明它山水利备览》卷上,丛书集成初编本,第10页。
    ⑤  同②。
    ⑥《宝庆四明志》卷12,宋元方志丛刊本,中华书局,1990年,第5155页。
    ⑦《宝庆四明志》卷12,宋元方志丛刊本,中华书局,1990年,第5156页。

    由于它山堰水利区水网错综复杂,涉及各用水户不同的利益。管理官员在考察全区灌溉、活用水和御潮的综合需求之后,选择比较合理水位,通过对水位的控制进而控制整个水利区引取和蓄积淡水水量,避免人事管理的纠葛,大大缩短了水位变化与操纵闸门启闭的时间间隔。水利的公益特性和制度化管理也得到体现。

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