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中国古代堰坝

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所属类别:中国水利科学技术史

基本信息

中文名称:中国古代堰坝
外文名称:

中国古代蓄水工程和引水工程中的壅水建筑物。

中国古代的堰坝建设

大约在5 000年前,农业已成为社会的经济基础,为生产和生活的方便,人们集体居住在河流和湖泊岸边的阶地上,但河湖的泛滥又给人们带来灾难,于是,在“自然堤”的启示下开始修筑防洪堤埂,以保护自己。这些原始工程的不断发展完善,逐渐形成了不同标准的河堤和护村堤埝。传说中的共工“壅防百川,堕高堙庳”和“鲧作城”就反映了这段历史。随着生产的发展,工程被用来蓄水灌溉农田,因此,早期的堤与坝是难以分开的。

上述治水活动多数在河流下游平原地带,早期蓄水工程是用堤坝提高低洼地带的蓄水能力,形成平原水库。当时的堤坝很长,有的呈直线,有的呈曲线,有的是马蹄形,甚至有的是圈堤,但堤坝的高和宽的尺寸都较小。随着人口的增加和生产的发展,这样的水库逐渐被垦殖挤占,数目越来越少。现在保留着的安徽省寿县安丰塘,古称芍陂,一般认为建于春秋时的楚庄王十六年至二十三年(公元前598~前591年)间,是见于文字记载的最早的蓄水工程。据《水经注》记载,在今淮河中下游和长江支流唐白河流域,曾有很多平原水库。

平原水库淹没大,工程量也大。利用天然山丘间的沟谷洼地蓄水,可以减少工程量和淹没损失。这时坝的高度和宽度受建筑材料的限制仍不能建得很高,汉代建筑的位于今河南省泌阳县的马仁陂、江苏省仪征市的陈公塘(参见水柜)和唐代扩建的浙江省鄞县的东钱湖等都属此类,有些工程使用时间延续了2 000年。

历史上建造数量最多的坝还是引水工程中的坝,《水经注》记载了很多这样的坝,也称堰、埭、

等。文献中记载最早的有坝取水中的工程是智伯渠,建于公元前453年。接着,引漳十二渠的梯级堰坝、灵渠上的拦湘大坝和北京永定河上的戾陵堰相继出现,广泛地用于农田水利、城市供水和航运水源等方面,保存到现在的也很多。

南北朝时在淮河干流上建造浮山堰,明代在其下游加筑高家堰,后者形成洪泽湖水库。

中国汉代开始,就在沿海岸边修筑海塘,以阻挡海上潮浪对土地的侵袭。所筑海塘也是一种堰坝。规模越来越大,尤以浙江、江苏沿海为最(参见中国古代海塘)。

古代堰坝的类型

根据筑坝材料可分为土坝、木坝、草土坝、灰坝、木笼填石坝等,根据筑坝方式可分为砌石坝、砌石夯土混合坝、支墩坝、堆石坝等。

土坝

由人工夯土筑成。早期堰坝以此类型为多,例如芍陂、鸿隙陂等坝。遗存至今的河南省邓州市的六门堰遗址和江苏省泗洪县浮山堰的残留部分还可以看到当时的坝体状况。古代对土坝的建造有严格的质量要求,1 000多年前就采用锥探法检查筑坝质量,指出:筑坝基础应把浮沙挖尽,到原生土为止;弃沙到筑坝范围之外;施工管理人员应三班值班;用大铁锥的贯入探测筑土的密实程度是否合格。明代则用挖孔注水来检验,以不渗漏为准。

木坝

《水经注》记载,东汉建安九年(204年),在淇水入黄河口处(今河南省淇县南),下大木成堰,截断淇水,壅水入白沟以通船。此坝型在历史上应用不多。

草土坝

一种临时挡水坝,由草、土和绳索筑成。北宋时有草屯浮堰,通航河流水浅时用以提高水位增加水深,行船时人工决堰,船过后再堵塞。清代,淮河洪水以里运河为泄流通道(参见淮河水利史),排水入江。在运河入江前,分成多条排洪河道,各河道上共建10道拦河坝,称“归江十坝”,平时用以蓄水。这些坝在后期也都采用草土坝,洪水宣泄时,自动溃决,洪水过后重新修筑。由于这种坝型造价低廉,容易制作,需要时也容易溃决,所以在临时挡水建筑物中常用。

灰坝

用三合土和卵石夯筑作骨架,以三合土作可溢流的坝面的过水坝。三合土是以石灰、糯米汁、黏土和砂土等配制夯实而成。此坝型多用于坝与堤的溢流段,使用较广泛。

木笼填石坝

汉代就出现了木笼(或竹笼)装石筑成的水工建筑物。三国时,北京石景山旁湿水(今永定河)上修建的戾陵堰是记述清楚的早期木笼填石拦河坝。古代关中地区常用一种叫石囷的筑坝构件,是用竹条、木条等梢料编成的圆形大筐,内装石块,一般直径在3 m以下,高3 m左右。浙江沿海用来建造海塘的同样构件称石囤。此外,在南方的坝工中还经常采用竹笼填石结构(参见竹络)。这些都是古代木笼填石坝的基本构件。

支墩坝

浙江省鄞县它山堰,始建时以木为支架,以石板为挡水面板。因原坝已不存在,文字记载较简单,现已无法考查它的详细情况。

砌石坝

除土坝外,这是古代最常用的坝型,保留至今的古代堰坝大多为此类。广西壮族自治区兴安县的灵渠天平坝,福建省莆田县的木兰陂、南安陂,山东省东平县的戴村坝等,至今不少还在使用(参见彩图Ⅳ—20)。

Ⅳ—20 古代砌石坝——福建福清天宝陂

蒋超摄

砌石夯土混合坝

临水面用条石砌筑、背水面筑土体的挡水坝。在古代也得到广泛利用。在条石砌体和夯土中间还常用砖、石灰糯米汁的结构物,以减轻作用在砌石体上承受的侧土压力,例如高家堰。也有的临水面和背水面都有砌石面与糯米汁三合土,夯筑的黄土夹在中间,坝顶溢流面也为糯米汁三合土做成,成为溢流坝,如陕西省褒城的山河堰上的一座溢流坝。沿海的大量海塘建筑也多采用此种结构(参见中国古代海塘)。

堆石坝

福建省莆田县的太平陂是利用萩芦溪两岸山崖陡壁和河中礁石的地形做成的堆石坝,至今仍在使用(参见彩图Ⅳ—19)。浙江省平阳县曾建造了一座沙塘坝,用木板夹黏土做心墙,两侧堆石,成为一座黏土心墙堆石坝。

Ⅳ—19 古代堆石坝——福建莆田太平陂

蒋超摄

  
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