水利学·水利建设蓬勃发展期(三国至唐宋)——水利基础理论与技术的完善和成熟·运河全面沟通以及水利法规的健全
秦汉以前,我国主要经济中心在黄河流域,之后,基本经济区逐渐向南方扩展。三国至南北朝时期(约公元三世纪至六世纪)淮河中下游成为继黄河流域之后的又一基本经济区;隋唐宋时期(约公元七世纪至十三世纪) 长江流域和珠江流域的经济地位突出出来,其中长江中下游已成为全国的经济中心,所谓“苏湖熟,天下足”,“国家根本,仰给东南”。随着经济区的扩展,水利建设也取得了长足进步。但是这一时期国家的政治中心仍在北方,运河的建设在前代基础上有更大的进步,形成了以洛阳为中心,向东至江浙,向北达涿郡(今北京)大运河骨干水道。
1.太湖流域的圩田与水利成就
太湖流域圩田至唐末已有相当大的规模,据当时人的记载,苏州、嘉兴屯田最发达。其中,“嘉禾土田二十七屯,广轮曲折,千有余里”。圩田是在滨湖和滨江低地的一种水利工程型式,四周围以堤防,与外水隔开。其中建有纵横交错的灌排渠道,圩内与圩外水系相通,其间有闸门控制引水和排水,做到“以沟为天”,对天然降水的不均匀起到重要的调节补充作用。类似太湖流域圩田形式的灌排工程,在长江中游的两湖地区称作垸田,在珠江三角洲地区称作基围。垸田和基围在当地经济开发中,也扮演着重要的角色。
2.全国内河航运网的建设
这一时期的内河航运建设最值得称道的是隋代大运河的开凿。建成的最著名运河有沟通黄河和海河北抵北京通州的永济渠,沟通黄河和淮河的通济渠(唐宋一般称作汴渠)。内河航运网形成后,“自是天下利于转输,运漕商旅,往来不绝”。对于巩固统一,促进南北经济文化交流方面,发挥了重要作用,北宋张择端所绘“清明上河图”就形象地反映出当时汴京(今开封)在汴河两岸的市井风情,商旅贸易、建筑桥梁等之繁盛。因此有人评价隋炀帝开运河的功过时说,“在隋之民不胜其害也,在唐之民不胜其利也”。此外北宋时期运河上的工程建筑已相当完善,其中双门船闸的布局和运用,已与近代船闸一般无二。比欧洲船闸约早四百年。
3.传统防洪技术的成熟
五代以前黄河相对安定,很少决溢记载。五代至北宋,黄河决溢日渐严重。和朝廷政治斗争相关连,防洪方略也存在严重分歧并互相攻讦,使防洪斗争更加复杂。此外,从本期开始,长江防洪也逐渐突出。不过,至北宋,传统防洪技术已趋于成熟,集中表现在宋金元时期纂集的河工技术规范性著作《河防通议》。当年对黄河水文及防汛有形象而准确的命名,并有经验的洪水预报方法。对黄河水溜形势和与河工修防的关系,也有清晰的说明;对于当年河工测量技术的施测方法有详细记载,对主要工程形制,例如砌石、卷埽、筑堤等方法都有具体规定,对于各种工程所用物料的计算方法都有明确说明。
4.这一时期水利的繁荣还表现在水利管理的进步方面
现存最早的全国水利法规,当数唐代制订的《水部式》。内容主要包括:农田水利管理,碾设置及其用水管理,航运船闸和桥梁的管理维修,渔业及城市水道管理等,这是由中央政府颁布的全国性法规,此外某些行业还有自己的单行规定,例如江南圩田有定型的管理体制,“田有官,官有徒,野有夫,夫有伍,上下相维如郡县”。而各个灌区自己又有适合本灌区气候、种植、水源、习惯的单行灌溉制度,甚至远至新疆,都不例外。北宋在王安石变法时期对于兴修水利特别重视,熙宁二年(1069)曾颁布《农田水利约束》,这是中央政府促进兴修农田水利工程而颁布的政策性法令,对各地兴修农田水利的组织审批方式,经费筹集,责任和权利分担,建议人与执行官吏的奖赏等,都有具体规定。对于推动农田水利高潮的兴起,发挥了重要作用。在防洪方面,现存最早的河防法令是金泰和二年(1202)颁布的《河防令》,它是在宋代治河法规基础上制定的。此外在秦九韶所著《九章算术》的例题中,有测量降雨降雪量的测量器具和计算方法,其中提到这些测量器具是中央政府统一制作并颁发到州县的,可见当年管理工作已较细密,并有量的统计和计算。可惜到明清时代,这种工程数学未继续得到重视和发展,致使水利建设和管理,在许多方面仍停留在定性或经验性定量阶段。