中国水利科学技术史5.ppt
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1、武汉大学水利电力学院梁 利运河:人工开挖的通航水道运河的作用:(1)是沟通不同河流、水系和海洋,以缩短运输路程;(2)联接重要城镇或工矿企业,把航道直接延伸至货流据点(3)绕避天然水域中险滩等航行障碍古代运河工程概况中国最早利用天然水道通航,就是 “刳木为舟,剡木为楫。”(易系辞下)西周以后,人工运渠开始出现战国时期,人工运河十分发达秦以后,人工运河朝着跨流域,长距离的方向发展运河工程的大发展,促进了水利科学技术的深入发展u古代开渠技术、闸坝工程技术、水源开发技术都上升到一个新的水平古代运河工程的发展阶段和特点中国由于水系多为东西方向,所以人工运河多为南北方向运河分布区域,经历了由局部地区到形
2、成全国四通八达的水运网的发展过程大致有以下四个时期:一、大江大河下游发展期,这主要是春秋战国时期u人工运河出现在长江、黄河、淮河的下游二、向南向北发展期,这主要是秦汉时期u秦汉王朝完善了江、淮、河、济之间的水运运输u更重要的是把水运网向南北扩展u秦国开凿灵渠,把湘江水系和漓江水系连接起来u东汉末,曹操向北开凿了一系列运河,打通了黄河与海河、滦河水系之间的联系u这一时期可从北边的滦河乘船直通南边的珠江三、东西大动脉形成期,这主要是隋唐时期u隋、唐定都长安,经济取自江南。唐代加强对东北边疆的控制u隋、唐都着力加强东西水运。隋唐王朝形成了由西而东南和东北的大动脉四、南北大动脉发展期,这主要是元、明、
3、清时期u元代定都北京,使水运工程发展的重点转向南北水道的加强u京杭大运河工程开通,在五百年左右的时间里,一直是南北交通的大动脉运河发展规模变化古代运河的规模由当地运河,跨水系运河,发展到横跨东西,纵贯南北的大运河春秋时期的运河工程几十里,百把里秦汉时期,一次工程就开凿几百里隋唐时期开凿总长度上千里京杭大运河,全长达三千余里,成为世界上最长的人工运河运河工程技术变化从平原运渠发展到翻山越岭的闸河从引清水源的运河到利用浑水源的运河从无闸运河到设陡门、置闸、梯级船闸以及设调节水库工程技术从简单到复杂,从原始到较高级发展春秋战国与秦汉时期的人工运河春秋战国时期航运工程的初创秦汉时期人工运河的发展春秋晚
4、期至战国时期,人类对航道的利用开始发展为综合性的开发治理。人工航道应运相继出现春秋战国时期航运工程的初创陈蔡运河:历史记载最早的一条人工运河u沟通陈国的沙水与蔡国的汝水。具体地理位置不可考,运河也并不宽大邗沟:是吴国开凿的沟通长江、淮河的第一条人工运河邗沟的开凿表明,水运发展到沟通流域间水系的阶段史载,吴王夫差为北上中原与齐国争雄,在公元前486年组织人力开挖邗沟这是中国历史上第一次把同一纬度、东西流向的天然河流用南北流向的人工运河连接起来使长江流域和淮河流域两大经济区通过邗沟联为一体从今定陶县东北的古荷泽引水东流,至今鱼台县北注入古泗水荷水:公元前482年,吴国将邗沟向北延伸,连接淮河以北的
5、水系,沟通了济水和泗水这条人工河一直伸到黄河流域的南部,从而使淮河和黄河间也实现了通航夫差两次组织开凿运河,均巧妙地利用了江淮间和黄淮间的天然河道、湖泊沼泽,稍加修整使之串通起来公元前361年,邗沟同魏国在北边开凿的一条沟通黄河与淮河的人工航道鸿沟联通而又一次延伸江、淮、河、济古代四大水系被这条运河沟通在一起,形成了航道交通网鸿沟:战国中期,自公元前361年开始,魏惠王开凿;古代最早沟通黄河和淮河的人工运河。后又称狼荡渠鸿沟经秦、汉、魏、晋、南北朝,一直是黄淮间主要水运通道之一鸿沟在今河南省荥阳北引黄河水;东经中牟北,开封北而折向南;经尉氏东、太康西、淮阳,分为两支:南入颖河,东入岁水,二者皆
6、入淮河中途在开封东分水入汳水(即后来的古汴水),又南分水入睢水,都流入泗水通淮;再南又分水东入涡水直接通淮河,形成了黄淮之间的水运交通网鸿沟向南通淮水北岸各支流,向东通泗水,又可经济水向东通航,形成了一个水运网战国时期的邗沟和鸿沟把黄河和淮河、长江沟通起来,为全国范围的水道交通网的形成,奠定了初步的基础据史记河渠志记载,当时汉水和云梦泽一带,三江五湖之间,山东半岛的淄水和济水之间以及成都平原上都有通航和灌溉两用的水道这个时期的运河都是人工沟通自然河流和湖泊的水道所形成的,开挖的长度并不长秦汉时期人工运河的发展灵渠关中漕渠褒斜道公元前221年,秦始皇为了开发岭南地区,命监御史禄或监禄主持开凿的一
7、条沟通湘江和漓江的人工运河灵渠,又名秦凿渠,或称陡河,已有2200多年历史全长60余里,建于秦始皇三十三年(公元前二一四年)修建灵渠的原因灵渠在水利技术上的成就灵渠的结构两千多年前,始皇发兵五十万,展开了历史上有名的“秦戍五岭”的征服战争但战争召到失败,始皇分析后认为,最大的原因是岭南交通不便,战争所需的军粮无法及时供给始皇派监御史禄,在广西兴安县境内,利用这里特殊的地形,开挖运河公元前214年,灵渠开通连接了湘江和漓江,沟通了长江水系与珠江水系同年秦始皇在岭南地区设下桂林、南海、象郡三郡,一个以咸阳为首都的封建大国形成了大国疆域:东至大海,西至甘青高原,南至岭南,北至河套、阴山、辽东灵渠不仅
8、是征服战争的胜利,还扩大了我国的内河航运网络秦汉时期人工运河的发展灵渠关中漕渠褒斜道修建灵渠的原因灵渠在水利技术上的成就灵渠的结构主要是发现并利用了兴安河谷地带引水方便的地理条件u兴安地处五岭山脉的越城岭与都庞岭之间,是湘、漓二江上源的河谷地带和分水岭,湘江北去,漓水南流u湘江上游海阳河,发源于广西灵川县海阳山(今海洋山),由南向北流u至兴安县城附近,称为湘江,再向东北流经洞庭湖而汇入长江u漓江发源于兴安县帽儿山南六洞河,由北向南流u至司门前与黄柏江、川江汇合称大溶江u至大溶江镇附近与灵河汇合,称漓江u再汇合其他支流经梧州而入西江u兴安:湘江有一条小支流叫双女井溪,漓江支流灵河有一条小支流叫始
9、安水u两河相距仅越二公里,水位差不过数米,中间的小分水岭宽仅三百米至五百米,相对高度只有二、三十米u灵渠先是在兴安县城东南五里龙王庙山下的分水塘,筑坝拦截海阳河,挖通太史庙山u开南渠引始安水入漓江,开北渠通湘江,沟通了湘漓二江灵渠全长约60里,由人工开挖的有10余里,4/5的河道利用了始安水这条天然水道灵渠有一个完整的工程体系:包括大小天平、铧嘴、南渠、北渠、泄水天平、秦堤和斗门等工程设施大小天平和铧嘴,位于分水塘,是截水分水、引湘入漓的重要工程铧嘴铧嘴:把海阳河来水分成二股,一股经南渠流入漓江,一股经北渠流入湘江大致是三分入漓,七分归湘作用是以利舟楫航运、水利灌溉大小天平大小天平:呈“人”字
10、形,全用巨石砌成。靠近南渠一侧的叫小天平,长一百二十米;靠近北渠一侧的叫大太平,长三百八十米天平的作用主要是拦截湘江上游来水,抬高湘江水位,减少南渠过分水岭段的开凿量;枯水时可以保持南渠、北渠的通航水深;洪水暴发,渠道不能容纳时,可以过天平泄入湘江故道大小天平采用“人”字形,是为了增加天平的长度,提高泄水能力,并减轻洪水对天平的压力南渠南渠:全长三十公里,人工开挖的是分水塘至铁炉村附近五公里的一段。与漓江的始安水相通南渠首段有泄水天平二处,飞来石附近的叫大泄水天平;兴安城马嘶桥下的叫小泄水天平泄水天平是渠道的溢洪道,可以宣泄由山涧进入渠道的多余水量,保证渠道安全开凿南渠,解决了海阳河与漓江的通
11、航问题天平北渠北渠:是连接湘江和漓江的一段航道,全长约四公里北渠自分水塘向北蜿蜒于湘江故道之旁,至洲子山村附近复入湘江北渠落差多达八米,开挖时采取了曲折迂回的线路斗门斗门:是用巨石在渠道两旁筑成的两座半圆形的建筑物作用是当来水量小于行舟的需要,关闭斗门以蓄水增加水深。使灵渠在枯水期也能全线畅通灵渠斗门曾被誉为是世界船闸之父秦堤:是指南渠自南斗门(小天平终点)至兴安县城东的一段渠堤,长约二公里作用是保护南堤首段不受湘江故道洪水的影响灵渠航道以灵巧著称,堪为历代的典范灵渠成为古代历史上沟通内陆与东南沿海地区的一条重要水上通道汉朝定都关中,黄河航运是王朝转输的重要经济命脉渭河自咸阳以东过于曲流发育,
12、影响漕运大司农郑当时建议,开凿一条顺直人工渠道(关中漕渠),即可以缩短里程又能灌溉农田漕渠起自黄河风陵渡经陕西华阴、华县、渭南、临潼,过长安直抵昆明池汉武帝时,出现了可载重500斛700斛的船只。漕运数量猛增到400万石,最高年限曾达600万石是沟通汉江支流褒水和渭河支流斜水的运道褒水、斜水都发源于秦岭,褒水在秦岭以南,斜水在秦岭以北;源头相距只有一百多里,是巴蜀和汉中等地通往关中平原的捷径运道开通,南阳等地物资,可经汉江支流,至南郑褒谷口,再经褒水、褒斜道一段陆运而入斜水,下渭河,就可安全到达长安工程于西汉元狩二年至六年(公元前121年117年),由张汤父子主持进行了施工工程包括褒水、斜水等
13、河流的航道整治和陆路车道的开凿工程完工后,因水中多礁石,水流湍急,不能行船。但陆路终于开通西汉时,可自长安经漕渠,黄河至今郑州北入浪荡渠(即鸿沟)、古汴水(也称汴河)、通泗水、淮河,经邗沟通长江,再经太湖流域诸水道,可直至今杭州一带,已形成了西北至东南的大运河;还可以由长江过灵渠南通广州东汉初年,由都城洛阳开阳渠经洛水入黄河和汴河相连接魏晋南北朝的运河开凿与隋唐大运河 魏晋南北朝时期人工运河的成就 隋唐大运河的兴建与航运的发展魏晋南北朝时期人工运河的成就魏晋南北朝时期人工运河的成就这一时期,水上交通运输成为军事斗争的重要手段东汉献帝时,曹操向北方用兵,开凿了一系列运河,沟通黄、海、滦各河流域u
14、建安九年(204年),自黄河向北开白白沟沟,后又开平虏渠平虏渠、泉州渠泉州渠连通海河各支流,又向东开新河新河通滦河u平虏渠、泉州渠、新河连起来大致平行于渤海岸,可避免海上行船的风险u建安十八年(213年),曹操开利漕渠,自邺城至馆陶南通白沟魏景初二年(238年),司马懿开鲁口鲁口渠渠,在今饶阳县附近沟通滹沱河和泒水这时,自海滦河水系可以经黄河、汴渠通泗水、淮水,经邗沟至长江,过江后由江南各河至杭州一带;已形成了早期的京杭水道三国魏黄初年间(220226年),在淮河支流颖水、汝水流域开贾侯渠在召陵开讨虏渠吴赤乌八年(245年),自句容东南至丹阳县南开破岗渎破岗渎沿程修筑14座堰埭,用以平水、蓄水
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