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    中国水利科学技术史3.ppt

    • 文档编号:2057619       资源大小:3.35MB        全文页数:73页
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    中国水利科学技术史3.ppt

    1、武汉大学水利电力学院梁 利明清时期的治河明王朝建立初期,对黄河的决溢灾害一般只采取消极措施,尚未进行大规模的综合治理明自永乐十九年迁居于大都后,大量物质要从江南通过运河运输u当时的运河,大体由三部分组成n 会通河:于徐州接黄河n 淮扬运河:于淮安接黄河n中间一段,借黄为运,以黄河兼作运河,称为“河槽”u 清口以下黄河又与淮河合流n黄河常使淮河清口以上河段的河底抬高,上游来水不能畅泄,时常溃堤四溢,泛滥成灾泗水水道淮扬运河会通河广济渠汶河汶河泗水泗水黄河给予运河的危害,更为严重u黄河在徐州以上决口,一是直接将会通运河冲毁u另一是造成徐州以下黄河自身枯竭明代整治黄河首先考虑到黄河与运河的关系,必须

    2、有利于通漕明代前期的治河工程明后期至清前期对黄河的积极治理明代前期的治河工程明前期黄河河患几遍整个黄淮平原,其中以河南被灾尤甚河道紊乱,河道摆动频繁,分合不定治理方针确定了“治黄保漕”的原则治理措施上主要采取主要采取北岸筑堤、南岸分北岸筑堤、南岸分流流的办法的办法u北岸筑堤为防止黄河北泛,避免冲毁运道u南岸分流目的是减弱大河水势,使其无力冲决北岸堤防。但必须以不影响黄河正流的通漕为限度u引黄济运:为了保证运道水源、维持正常的航深明代前期的180年中,有筑堤塞决约35次,疏浚河道、分杀水势约有11次,引黄济运约有14次 徐有贞治河 白昂治河 刘大夏治河 刘天和治河景泰年间(14501456年)主

    3、持治河,主要治绩在沙湾(今山东阳谷)一带徐有贞主持实施的工程主要有: (1 1)开)开广济渠广济渠长数百里长数百里,分杀黄河水势,引黄济运u在分水河岸边修多座侧堰,每座堰至少长万丈(2)疏导汶水、泗水疏导汶水、泗水,使流入运河u疏浚北至临清,南至济宁的长达四百五十里的运河决口达十年之久的沙湾运道得以恢复,山东河患一度得以平息开创了“重点防北重点防北”的治河方策治河的重点是保护张秋运道主要完成工程:(1)筑阳武长堤,防止黄河北冲张秋(2)疏浚南面各支泛道,往南分泄黄水(3)在所浚河道沿岸,“上筑长堤,下修减水闸”(4)堵塞决口36处最终“使河流入汴,汴入濉,濉入泗,泗入淮,以达海,水患稍宁”明史

    4、河渠志的评价:是“南北分治,而东南则以疏为主”。白昂治河后二年,黄河又决金龙口,溃黄陵冈,分数道再犯张秋运河刘大夏提出必须休整前项堤防,塞东北注河口,尽将河流疏导南去,由淮入海的方案采取的治理步骤和工程措施是:u(1 1)首先通运。)首先通运。在决口西南开一条月河,长约三里,连接运河决口的上下游u(2 2)往南分水)往南分水。黄河在开封以下成为四支分道入淮u(3)堵塞张秋运河决口,整治运道u(4 4)堵塞黄陵冈、金龙口等七处决口)堵塞黄陵冈、金龙口等七处决口刘大夏治河确立了北堵南分的方策,北岸系统堤防开始逐渐形成u(5 5)筑黄河北岸大堤)筑黄河北岸大堤(后称太行堤),阻止黄河北犯嘉靖十三年(

    5、1544年)奉命治河经过实地调查后,绘制了“黄河图”主要工程是疏浚河道,筑北岸大堤突出特点,在于比较注意总结经验,在施工技术、管理上有不少发明创造。编撰了问水集明后期至清前期对黄河的积极治理明隆庆、万历年间,黄河的治理以潘季驯的束水攻沙、蓄清刷黄治理方针为代表黄河开始被约束在下游两岸数百里大堤之内清初也基本奉行这一方针黄河的主槽在这一时期成为独流一支。形成了今日地图上仍然可见的“明清黄河故道”束水攻沙方略的产生万恭治河潘季驯的治河实践和贡献靳辅治河束水攻沙治河方略的出现,是特定政治经济条件和科学技术水平的产物u嘉靖后期,河患仍然很多,并且集中在徐州、沛县之间的地区u以后的近10年中,黄河忽东忽

    6、西无有定向束水攻沙方略有认识与实践的基础u西汉时,我国人民就指出河道中流速越大、水的挟沙能力越强u另一方面认识到运用堤防工程可以能动的改变水流流态u宋代,有利用“木岸狭河扼束水势、令深驶”的实践万恭是束水攻沙的代表人物之一隆庆六年(1572年)至万历二年(1574年)间任总理河道,主持治理黄河河南虞城一位秀才最早提出“束水攻沙”理论的雏形u“以人治河,不若以河治河也。夫河性急。借其性而役其力,则浅可深,治在吾掌耳。”u深河办法是:“如欲深北,则南其堤而北自深;如欲深南,则北其堤而南自深;如欲深中,则南北堤两束之,冲中间焉,而中自深。借其性而役其力,功当万之于人。又其始也,假堤以使河之深;其终也

    7、,河深而任堤之毁。”u淤滩,则将前述办法,反用之万恭阐述了要想河不成为祸患,就要让河道固定而且河床深。要达到这个目的,就要束水,修建堤防万恭主持修建了徐州上下两岸的堤防,这是明代在徐州以上黄河南岸第一次较大规模的堤工,正好截断黄河往南分流的几个口道黄河暂时出现了“正河安流,运道大通”的局面万恭写成了治水筌蹄一书。这是明代的一部重要河工专著潘季驯从嘉靖末到万历中,四次担任河道总理,主持治理黄河、淮河和运河,前后跨27年潘季驯形成了“以河治河,以水攻沙”的治理黄河总方略核心是强调治沙,基本实践措施是筑堤固槽,遥堤防洪,缕堤攻沙,减水坝分洪潘季驯四次主持治河,使徐州以下至云梯关海口及郑州以下的整个黄

    8、河下游堤防都逐步完善和加固 河道基本被固定下来,在一段时间内水患相对减少经过后人的继续努力,使明清河道维持了300年之久潘季驯治河的主要贡献是:u(1)潘季驯推动了治黄方略从单纯治水到注重治沙、沙水并治的转变u(2)提出并实践了解决黄河泥沙问题的三条措施n 束水攻沙n 蓄清刷黄n 淤滩固堤潘季驯首先反对把人力挑浚作为解决黄河泥沙淤积的根本办法最初只是依靠缕堤束水,固定河槽后提出了双重堤防的思想u 缕堤束水攻沙,遥堤拦洪防溃潘季驯在理论上完善和发展了束水攻沙的思想,而且是建立在可靠的措施上结果是黄河河道相对稳定,河患相对减少不足的地方:u不可能控制黄河上、中游的来水来沙u不可能确定下游堤距的宽窄

    9、、科学地设计河床断面的大小和河床的低坡最终没有能够改变河道淤积的趋势明代后期,清口成了黄河、淮河、运河必然交会之处运河与黄河交会处不断被泥沙淤塞,黄水倒灌潘季驯大修高家堰大堤,拦蓄淮水,使其尽出清口,冲刷黄河淤沙有利的方面:减慢了清口的淤积,延缓了清口以下至云梯关河床抬高的速度不利的方面:u(1)清口地区工程负担极重,工程越修越艰巨,但淤积的趋势却无法阻挡u(2)使洪泽湖周围和淮河下游一定区域内造成了较大的损失,淮河的自然状况受到严重破坏潘季驯总结的一个利用泥沙的措施这个想法最初是从总结格堤经验开始的u发现“水退,本格之水仍复归槽,淤留地高,最为便宜”万历十九年(1591年)向朝廷正式建议:“

    10、放水淤平内地(遥堤、缕堤之间滩地),以图坚久,”淤滩固堤措施符合黄河“大水挟大沙”、“大水淤滩”的客观规律,能减少主槽淤积,巩固堤防(3)系统总结、完善了堤防修守的一整套制度和措施使黄河下游两岸完全堤防化,堤制系统化,堤防修守制度化潘季驯的治黄主张和实践的显著特征: (1)紧紧抓住黄河沙多水少,水量分布极不均衡的特殊性 (2)利用水沙关系的自然规律来刷深河槽(3)强调“治河之法,当规其全”,对治理黄、淮、运交汇的复杂格局有全面规划(4)没有改变黄河泥沙淤积的总趋势(5)主张只有定性的描述而无定量的分析(6)加剧了淮河的淤积和淮河中游河床的破坏以及里下河地区的水灾(7)实践活动始终局限在黄河下游

    11、靳辅在治河方略上,反对多支分流,主张束水于一槽为了攻沙,他把堤防从云梯关内伸向关外接近海口的地方他也主张借清刷黄。但是又有一定发展u一方面,他大大增建了洪泽湖大堤上的减水坝,扩大了宣泄淮河洪峰的能力u另一方面他又提出“黄淮相济”,增加冲刷清口泥沙的能力靳辅强调在以水冲沙的同时,要辅以人工挑浚靳辅认为,要以挑浚和筑堤相结合,加强对黄河入海口泥沙的治理在内忧外患的形势下,清后期(嘉庆至咸丰)的水利事业日趋衰落这一时期黄河依旧循南流夺淮旧路入海,但连年决口,泛滥横流终于在咸丰五年(1855年)发生铜瓦厢大改道,黄水夺路北流,结束了自南宋以来黄河南流七百年的历史清后期日益混乱的黄河治理(1)河道日趋阻

    12、梗u河道主槽严重淤积,决口决溢更加频繁。决口地点,从乾隆以后有自下而上移动的趋势(2)清口淤塞黄水倒灌u道光以后,淮河清水不再汇入黄河。高家堰洪泽湖清口水利枢纽维系多年的“蓄清刷黄”作用结束了(3)入海尾闾不畅(4)治河惟有堵口u清代后期的堵口工程从堵口次数、堵口规模上都达到空前未有的程度n清史稿河渠志统计,从乾隆三十一年(1766年)到咸丰三年(1853年)的88年中,有重大堵口工程的年份至少是37年n堵口次数计算,88年中重大堵口至少有65次,平均每1.35年堵一次河官更迭频繁:平均每年都有河道总督的人选变化,有时一年之内三易其人u嘉庆一朝仅25年,南河总督换了12任,东河总督换了18任弄

    13、虚作假,贪污成风:堵口工程越大,河官贪污越多,所谓“黄河决口,黄金万斗”治河经费激增:河官弄虚作假,使堤防受到严重损害,而治河经费却迅猛递增u魏源在筹河篇中指出:“乾隆四十七年后之河费既数倍于国初,而嘉庆十一年后之河费又大倍于乾隆。”河防日渐松弛:河防机构不断膨胀、河官役吏增加,而河道形势却日益严重,修守懈怠,险工迭出 铜瓦厢在今兰考县东坝头乡以西,是明清两代河防的险要处所之一u黄河由西而东,在这里折而向东南u这一带东北方向地形低洼,历史上黄河多次在此决口,冲向张秋运道,夺大清河入海清咸丰五年六月(1855年7月)中旬,黄河发生大水,兰阳一带水位猛涨十八日,兰阳铜瓦厢三堡以下无工堤段先是崩塌三

    14、四丈二十日即全河夺溜,决水先流向西北,淹及封丘、祥符两县而后折向东北,淹及兰、仪、考城、长垣等县以后漫水分三股,汇到张秋穿运,夺大清河至利津县入渤海,形成了今天的黄河下游河道清廷无力顾及治河,使决口口门到七月初已扩大到一百七八十丈围绕是否堵塞决口,挽河南行故道进行了将近20年的争论口门宽已近二十里,新河槽已逐渐刷成,改道已成定局铜瓦厢改道对新道和故道行经地区的经济发展、生态环境、人民生活以至社会生活都产生了难以估量的影响1855年后的黄河长江、海河、珠江、辽河水系的治理唐宋以前,其它水系只有局部的治河防洪工程宋代以后,长江流域全面开发,特别是江南一带,长江水系的防洪问题逐步得到重视元代定都北京

    15、,比较注意海河水系主要是永定河的治理明清两代,由于沿江城市兴起和长江中下游平原农业经济的进一步发展,沿江工程的规模日渐扩大u珠江水系、辽河水系的治理也加快了步伐长江横贯中国东西,支流湖泊众多,地形气候多样,水灾既具有流域性,又有地流域性,又有地区性区性u长江上游四川境内的干支流和中游的支流汉水、湘江、资水、沅江、澧水等,坡降一般较陡,河流所经多丘陵、山区u水灾损失主要是沿江两岸,所谓“一条带”u宜昌以下的干流,两岸地势平衍,河床开阔,淹没损失一大片u洞庭湖、鄱阳湖、太湖等湖区既受长江干流洪水涨落的影响,又承受湖区周围众多支脉的来水u水害治理与湖区的水利开发联系在一起长江上游干支流河槽深切,河岸

    16、较高,河流两岸一般不设堤防,局部地段堤防主要用于城市防洪中下游经过历代修建逐步形成系统堤防u由于南岸多丘陵高岗,江防重点在北岸 长江流域的水灾特点 历代治江工程长江流域的水灾特点长江流域的洪水常常是暴雨所致降雨过程有先东后西,先中游后上游的特点流域性水灾,主要洪水来源一是来自四川盆地u四川盆地西北部、北部及大巴山两侧是流域内的最大暴雨区n 特别是四川的雅安地区,年平均降雨量在3000毫米以上u四川雨量多集中在78月,这一时期成为长江的主要汛期二是来自汉江流域宋以后,上游干支流和下游太湖流域的水灾较多明清时期,由于湖区开发加快,长江中下游的湖区洪涝灾害日益严重u洞庭湖、鄱阳湖、太湖等湖泊面积日益

    17、缩小,入湖支流水道紊乱,加速了长江泥沙在湖区的淤积n明代以前,洞庭湖水灾平均83年1次,明代后期至清末平均20年1次,民国时期陡增到5年1次历代治江工程历代治江工程明清两代,长江流域荆江段是长江水灾的集中区雍正年间,明确要求加强对荆州长江堤防的建设在历代治江工程中,荆江段和太湖、洞荆江段和太湖、洞庭湖地区是注意的重点庭湖地区是注意的重点长江中游从湖北枝城到湖南城陵矶,通称荆江u荆江以藕池口为界分为二部分,以上称上荆江,以下为下荆江u荆江全长420公里,河曲发育,是长江中游最为险要的河段u唐宋以前,荆江的河道宽广,河床比较稳定。在荆江的两侧有多达二十几处的分水口u元代以后荆江分水口逐渐减少,长江洪水不能得到及时宣泄荆江河段的堤防建设就愈益重要荆江大堤始建于东晋永和年间(345356年),桓温命陈遵主持修建的金堤北宋中期时荆江北岸堤防已基本形成明代后期,水后都曾有大修。清代中期以后,荆江大堤就日臻完善和坚固明代前期起,长江中下游其它河段也开始筑堤u主要是湖北武汉一带,黄梅、广济一带,安徽的宿松、望江、怀宁一带,无为、和县一带主要有四邑公堤、武汉堤防、黄广大堤、主要有四邑公堤、武汉堤防、黄广大堤、同马大堤、无为大堤同马大堤、无为大堤长江支流汉江下游修建了汉江堤防汉江堤防清代在这些堤工的基础上进一步延伸、接筑、加固


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