水利百科
百科检索推荐中国水利科学技术史
编辑基本信息
中国古代、近代及现代的水文、水力学等基本理论，水利工程勘测、规划、设计、施工、管理等技术以及水力机具等的发展史。可分7个时期。
萌芽期
夏商周三代（约公元前2070～前256年）。
理论及技术
《管子·水地》说“水者万物之准”，“水为万物之本源也”，又提出了“治国的关键在水”的思想。《管子·地员》叙述了地下水埋深与土壤种类、植物的关系。《管子·度地》认为水、旱、风、雹、疫、虫等灾害中，水灾最大；把地表径流分为5种：经水（干流）、枝水（分支）、谷水（季节水）、川水（枝流）及渊水（湖泊）；还描述了一些水流现象，如水跃、环流、冲刷等。《周礼·匠人》提出以水平定高低，以垂球定垂直等测量技术。
勘测规划
在大禹治水的传说中已有勘测、规划等基本技术的内容。《左传》中记载有地区水土开发利用的勘测规划性措施；测定统计山林、沼泽、土地高低，规划蓄水塘堰、田间灌排系统的方法。《尚书·禹贡》中提出全国性水土治理利用的设想（参见中国古代治水方略）。《周礼》中提出田间灌排系统渠道分为5级，叙述了蓄水、防水、引水、分水、灌水、排水等一系列工程（参见沟洫）。对于修筑堤防，春秋时齐桓公于葵丘会诸侯（前651年），立有“毋曲堤”（不筑不合理的堤防）的盟约。
设计施工
《周礼·考工记》记载井田灌排各级沟洫的一般尺寸，排水沟30里加宽1倍，堤防边坡的尺寸为3∶1等，并指出：沟渠的设计要看水势，使泥沙不淤积；堤防要看地势，使水流不冲刷。《左传》鲁昭公三十二年（前510年）记载了筑城土工的施工计划和组织，有计算长、宽、高、深、取土位置、工期、劳动力、费用和粮食的要求，以此作为劳动分工的依据。《周礼·考工记》记载，沟和堤施工时，首先要做好样板段，才可全面动工。《左传》鲁昭公三十年（前512年），吴国筑坝壅山水灌徐城（今江苏泗洪南），遂灭徐国；晋出公二十一年（前454年），智伯筑坝壅晋水灌晋阳（今山西太原西南）；战国秦昭王二十八年（前279年），白起伐楚，筑堰断鄢水灌鄢郢（今湖北宜城南）。这些都是当时比较大的筑坝工程。西门豹在漳河筑12个滚水堰引水灌溉（参见引漳古灌区），使用的是堆石低坝。战国时，黄河下游已有堤防出现（参见中国防洪史）。
管理维修
《管子·度地》记载了当时堤防维修制度，修防巡堤查勘办法，及冬春在滩地取土、夏秋于堤背取土培修等的施工要求。战国时
其他
提水工具已有桔槔（参见中国古代提水工具），仪器有铜壶滴漏及欹器等。
第一次发展期
自秦灭周至东汉中平六年（公元前256～189年）。
基本技术
战国末称水利专家为“水工”。秦代有地方官按时上报降水量的规定，东汉及后代也有类似规定。李冰修都江堰建石人水则量水。《淮南子·地形训》记载了灌溉水质和适宜种植的作物。西汉时人们已认识到多泥沙河流淤灌的好处，如可以肥田和改良土壤。掌握了1顷陂塘可以灌田4顷的经验数据。
勘测规划
秦修建都江堰、郑国渠（参见郑白渠）、灵渠以及整顿江河堤防。汉代所修各大工程，都有勘测规划、定线测量和地形测量。西汉时治黄议论很多，以规划性意见为主，如贾让治河三策等。
设计施工
黄河下游已有1 000多里堤防，并有了石堤、护岸及挑水石坝（石激）等建筑物，还组织了裁弯取直、疏浚等工程。西汉末曾提出蓄洪、滞洪等方案。瓠子堵口，用竹代替梢草，后人认为采用的是平堵法；王延世东郡堵口用竹络（竹笼）装石合龙，采用的是立堵法。竹笼用于都江堰可能始于秦汉，唐代始有明确记载。都江堰用分水鱼嘴，灵渠用分水铧嘴，说明已有早期的分水建筑物。西汉开龙首渠隧道，用竖井分段施工，由此发展为“井渠”，即坎儿井。西汉长安的供水渠建有渡槽（飞渠）。
西汉狼汤渠（又称荥阳漕渠）引黄河水的闸门为土木结构。曾开凿了黄河三门砥柱，以改善黄河航道。东汉汴渠口建有数座水门，互相补充，后来多改为石门。王景治浚仪渠（汴河的一段）时曾用“
维修管理
西汉时，黄河已有修防制度，设有专职官吏。汉武帝时制定的“水令”，是农田水利管理方面的法规。元帝时，召信臣开发南阳水利，曾制定“均水约束”，刻在田边的石碑上，是灌区的用水条例。汉代设都水长，管理水泉、河、湖及灌溉工程，分属中央及地方。成帝时，曾设都水使者，统一领导都水官吏，东汉时都划归地方管理。西汉哀帝时曾命息夫躬“持节领护三辅都水”，开发关中水利。
水力机具及其他
《史记·秦始皇本纪》记载秦始皇墓中“以水银为百川江河大海，机相灌输”，说明已有了比桔槔复杂的提水机具。西汉时水碓用于谷物加工，东汉初水排用于冶铁鼓风。东汉科学家张衡制造了水转浑天仪。东汉末，有使用翻车、渴乌（虹吸管）的记载。
中衰期
自东汉初平元年至隋政权建立前（190～580年）。
基本理论及技术
东汉建安年间高诱注解《吕氏春秋·圜道》时明确指出了水文循环过程（参见中国古代水文学）。
勘测规划
曹魏正始年间（240～248年），全面规划，大兴淮颍两岸水利屯田，范围至数百里。西晋杜预根据气候变化、涝灾增加的实情，建议废除这些工程，排除渍水。北魏崔楷于熙平二年（517年）左右提出海河水系下游幽、冀、瀛等州的排洪排涝规划，建议新建排水沟渠、堤堰等系统，构成一个排水网，水口要多，能冲洗盐碱，排干沼泽。实施前要勘测、规划，并提出收效后在低地种植水稻、高地种植桑麻的开发利用规划。
设计施工
浙东农田水利在直接入海的小河流上筑堰闸，御咸潮蓄淡水灌溉已开始发展。江浙一带的人工运河上，例如三国吴时的破岗渎，修建系列堰埭蓄水、平水，是早期的渠化工程。南北朝时，在天然河流上普遍设堰埭行船。邗沟上也有一连串堰埭（参见中国古代通航建筑物）。南朝梁天监十五年（516年），筑拦淮大坝浮山堰，壅水灌寿阳（参见寿州古城），堰长9里，高20丈，用20多万人修了2年多，曾向龙口抛了几千万斤铁器护坝脚，是淮河干流上修建的第1座拦河坝。这一时期水攻战事遍及江、淮、河、海各水系。
管理维修
曹魏在淮颍流域军事屯田兴办的水利，北魏在黄河上游军事屯田兴办的水利等，都是军事管理。南方河渠上政府兴建的大量堰埭，都设官吏收税，是当时国库的一大笔收入；私人水利也有人管理收费。
水力机具及其他
曹魏时马钧做翻车，又做大木轮，以水发动，带动木人击鼓吹箫，跳丸掷剑，“百官行署，舂磨斗鸡，变巧百端”，是整套水力机具。南方河渠上的堰埭过船时，用人力或畜力拉船过堰，也有简单机具，是原始的斜面升船机。当时南方航运发达，有载重2万石的大船。东晋时创制了莲花漏，南齐祖冲之创造了脚踏机船。
第二次发展期
隋开皇元年至北宋末（581～1126年）。
基本理论及技术
北宋时对黄河水文情况已有较深入的认识。提出以季节物候命名的汛水（参见信水），以水流情况命名的水势，以及按物理性质或化学性质分类的所含泥沙，如夏天的胶土、初秋的黄垩土、深秋的白垩土、霜降以后的沙等。《河防通议》记载黄河的“土性与色”，按土性质分7种，按色分5种，认为是治水者必有的知识。宋代测河中水流有“浮瓢”法或“木鹅”法，即用铁脚木鹅顺流漂下，探沿程深浅；用多个浮瓢自干支流同时放入，测水流相对快慢。量河流水面高差，有傍河掘井，量各井水面高低法；有沿河引水以多层小堰拦蓄，量各堰水面高差法。北宋时已有初步的流量概念（参见徼）。唐宋测量已有类似现代的较简单的水平仪和经纬仪（参见中国古代水利测量）。
勘测规划
唐宋两代长江下游及太湖流域湖泊水面开发为纵横塘浦，形成水网，中间筑圩田或围田。唐以屯田等方式兴修；北宋人提出治田、开港浦、海口置闸等规划，又有人提出以疏泄为主的治理太湖流域规划（参见太湖塘浦和围田）。邗沟及江南运河的通航，常“以塘（湖泊）潴水，以坝（堰埭）止水，以澳（人工池塘）归水，以堰（溢流堰）节水，以涵（涵洞）泄水，以闸时其纵闭，使水深广可容舟”，有较完整的工程体系。
设计施工
唐宋运河上的水工建筑物最为完备。唐玄宗时，在长安城东修成广运潭为停泊港，于武后时开成（参见中国港口建设史）。在黄河航道上的三门砥柱岸旁，于开元末天宝初（741～742年）曾开凿开元新河，以避黄河上行船之险（参见三门峡运道）。隋代于古汴口筑梁公堰引黄河水入汴河，唐代重修，建石斗门引水。斗门上建木阁，架木桥。邗沟南端也有两斗门，与梁公堰斗门相似。北宋汴河口设“石限”，限制泥沙和洪水侵入。宋都东京（今开封）以西建有若干减水斗门，泄洪放淤。汴京近郊有横跨河上的金水河渡槽和官营磨茶用的几处大水磨（参见古都开封水利）。汴水流急，北宋中期把汴河桥梁都改成“飞梁无柱”的拱桥，河内没有桥柱或桥墩，以防碰撞行船。汴京的西段曾用碎砖、碎石筑成“虚堤”多处，引渗水蓄积备用。元丰年间（1078～1085年），引洛水为源，修清汴工程（参见汴渠） ，河旁利用陂塘蓄水接济运河，名为水柜。淮扬运河（淮安到扬州）、真扬运河（仪征到扬州）及江南运河闸坝建筑最多。北宋雍熙元年（984年）出现了类似现代船闸的复闸。稍后，又有带积水澳和归水澳的澳闸，普遍推广到江南、江北运河段（参见中国古代通航建筑物）。临江各闸又建有拦潮闸，拦蓄江潮济运。淮扬运河有蓄水济运的扬州五塘。北宋末，这一段蓄泄河水的石
唐代长安、洛阳和北宋汴京都有以漕运和供水为主的城市水利工程（参见中国古代城市水利）。
在此期间，黄河埽工成熟，能控制长、高各数丈的埽个；护岸工程发展为马头、锯牙、木岸、木笼等多种类型。堵决、闭河时，于两岸筑“约”，以锯牙进占技术已熟练掌握。堤防已有遥堤、缕堤、月堤等名，堰坝还有软硬之分（参见中国防洪史及中国古代堰坝）。
农田水利方面，唐代郑白渠渠首有长、宽各百步的将军
这一时期，海塘、海堤迅速发展，以钱塘江两岸最宏伟，由土塘发展为柴塘、埽工塘、竹笼石塘以至砌石塘（参见中国古代海塘）。
管理维修
现存唐代水利法规有残书《水部式》（参见唐《水部式》），包括若干水利管理条文。北宋开发农田水利的规定有《农田水利约束》（参见宋《农田水利约束》）。唐代对关中水利管理最严，由京兆少尹负责，下设渠堰使。曾多次拆除郑白渠上的水碾、水硙，最多时一次拆除数十座。唐宋黄河、汴渠都有岁修制度。宋代规定每年秋冬备料，春天增修堤防，汴渠还要疏浚。北宋汴渠引黄口常改移新口，冬日停航修浚。唐宋大运河漕运主要采用“转搬”制度，即以江河船只构造不同分段运输。如：江淮船不入汴，汴船不入黄等。汴渠引黄多泥沙，不能设堰闸。宽浅多沙，宋代曾筑木岸，束窄河道，冲刷泥沙，以整理航道。宋代黄、汴岁修堤防检查土工质量，采用锥探法。
水力机具及其他
唐宋水碾水磨等极发达。大者如天宝七年（748年）高力士在沣水上作碾，有五轮同转，“日破麦三百斛”。北宋东京附近有官设磨茶水磨多处。长葛等处，一次增修水磨就有260余座。隋唐已有高转筒车，北宋江南运河有一种木涵洞，中设“铜轮刀”，水冲轮转，可以切割积草，是一种类似水轮机的工具。唐宋时曾制造了水运仪象台。北宋试用过一些疏浚黄、汴的机械，如熙宁中的铁龙爪、扬泥车及浚川耙等，但效果不好。
由盛转衰期
南宋、元至明嘉靖四十五年（1127～1566年）。
基本理论及技术
自北宋以来河湖已普遍安置水则，有木、石两种。还曾通过地形测量，以一个标准水则控制大面积上的水深（参见水则）。南宋各州县普遍设置量雨器及量雪器（参见秦九韶）。元代郭守敬最早提出海拔概念（参见中国古代水利测量）用于水利勘测。明代已有测量队组织，包括锥手、步弓、水平、画匠人等不同人员分工。
勘测规划
郭守敬首次自宁夏溯流探河源，又沿流而下至山西以北，勘查航道及河套可修复的古渠；又自中游孟门以下沿黄河故道，纵横数百里，测量地形，规划分洪及灌溉渠道，绘图阐述意见。至元十二年（1275年），又勘测汶、泗、卫等河与黄河故道之间广大地区，规划开运河行漕运，后开成会通河。开通惠河亦事先勘测规划。元至正年间贾鲁治河亦经勘测绘图后提出方案。明代白昂、徐有贞及刘大夏治河，都有勘测规划。
设计施工
元沙克什著《河防通议》，编辑宋、金河防旧制，分为6章。其中制度、料例、功程、输运、算法5章都有关于设计、施工的内容。《王祯农书》列水利田9种，田间工程10余种，总结前代的工程技术成就。
元代引沁灌溉的广济渠，有拦沁河的大型滚水石堰；引泾灌溉的丰利渠，渠首有大型石囷堰。囷亦作囤，元代亦用于筑海塘。都江堰鱼嘴曾用铁1.6万斤铸为铁龟，堰亦曾改为石砌，并跨内外二江筑石闸门；明代亦曾铸铁牛为鱼嘴；杩槎亦有记载。明代钱塘江海塘已有五纵五横鱼鳞石塘。
贾鲁治河于汛期施工，用石船堤挑水。郭守敬修通惠河，引昌平泉水建成白浮瓮山河，与现代京密引水渠渠线设计基本一致。明代宋礼、白英建南旺分水（参见引汶济运），在设计方面有独特成就。
管理维修
京杭运河元代管理制度日臻完善，如限制大船进入会通河等。明代陈瑄自长江边至通州设铺500余处、闸四五十处，并设浅夫、闸夫等管理维修。又定漕运制度，管理运用制度更趋完备。
《河防通议》载金代黄河修防的《河防令》10条。明代设总理河道，专司黄、运河修防，下设一系列官吏、吏役，并定有制度。元李好问《长安志图·泾渠图说》载有泾渠管理条例。
水力机具及其他
唐代李皋创造的脚踏机船原为两轮，南宋初已发展至16轮，还有手摇的轮船。元《王祯农书》总结前人工作，记有提水工具7种、水力机具8种及计时漏1种，其中包括王祯自己创造的机具。
缓慢发展期
明隆庆元年至民国末年（1567～1948年）。
明末清初，西方教士曾传入欧洲水利技术。近代，西方技术更大量传入。
基本理论及技术
明隆庆、万历时（1567～1620年），对泥沙性质认识深化，潘季驯提出束水攻沙及放淤固滩等理论。清康熙年间，陈潢与康熙皇帝提出流量概念（参见徼），并用于设计。
同治四年（1865年）汉口始设长江水位站，光绪十五年（1889年）始用新法测黄河图。光绪三十四年（1908年）永定河设河工研究所。1915年，成立河海工程专门学校（参见河海大学）。1918年，设黄河泺口水文站。1923年，德国人恩格斯始作黄河模型试验。1933年，在天津成立中国第一水工试验所。1935年，在南京成立中央水工试验所（参见南京水利科学研究院）。
勘测规划
明万历时潘季驯提出统一治理黄淮下游及运河的规划。清乾隆时胡定提出黄河上游水土保持意见。光绪二十四年（1898年）比利时工程师卢法尔勘测黄河。次年，提出下游治理，上游水土保持，进行测绘及水文测验等规划性意见。1931年，编成导淮计划及永定河治本计划。李仪祉等采用近代水利科学原理，提出上下游全面治黄意见。
设计施工
潘季驯始筑成洪泽湖水库（参见高家堰）。于黄河下游修成一系列堤防，有遥堤、缕堤、月堤、格堤、戗堤等（参见黄河大堤）。清康熙年间开中运河后，黄、淮、运在清口汇合，为了通航和遏制黄水倒灌，在清口建了大量堤坝、引河等工程。黄河埽工到清代已发展成为软厢。埽工按做法可分为2类，按形状可分为9类，按作用可分为4类，按所在位置可分为5类，按用料分有3～4类。坝工按作用、形制、用料等分类也有多种。清中期以后，护岸已采用石工，后来还有砖工。黄河及海河水系放淤固堤始自明代，清中期曾经大力推行。
明末徐光启介绍西方技术，著《泰西水法》，有建造水库等技术。1921年，利津宫家坝黄河堵口参用西方堵口方法。1947年，黄河花园口堵口亦采用西法，参以旧法。20世纪30年代初，台湾嘉南大圳及泾惠渠渠首堰都采用新法筑堰。
管理维修
潘季驯曾制订黄河堤防修守制度。明清两代对河防及运河、农田水利都有较完备的管理维修制度，其中有全国性的，也有地区性的。运河运输管理及通航建筑物的运行也都有系统制度。黄河、运河及海河水系清代都曾设河道总督，下设道、厅、汛等管理机构。其余江河多归地方管理。防洪报汛采用飞马报汛及皮混沌报汛等方法（参见古代报汛）。清宣统元年（1909年）黄河上始用电报报汛。
水力机具及其他
明末，徐光启介绍西方水泵、玉衡和恒升。中国大陆第1座水电站云南石龙坝水电站，始建于光绪三十四年（1908年）， 1912年建成。
全面繁荣期
中华人民共和国成立后（1949年以后）。
50多年来，水利事业在防洪、除涝、灌溉、供水、水土保持、水力发电、水运、水环境治理和生态保护等方面都取得了前所未有的成就。
这些成就的取得与水利科学的全面繁荣是密不可分的，水利科学支持着水利事业的发展：大江大河流域的规划，水资源的合理配置，防治水旱灾害的部署等方面的重大课题的研究，在实践中水平都有相应的提高；规模不断扩大的水利建设和管理，为水利科技提出了必须解决的广泛的课题，特别是三峡、小浪底等大型枢纽工程，提出了一系列复杂的高难度的课题，带动了结构、岩土、水力、机电自动化等学科分支的长足发展；艰巨的防洪减灾任务，带动了高新技术在水利工程技术和管理上的应用。
水利科学技术成就表现为：
水文水资源
水文站网设置逐步趋向完善；测验技术和观测技术都有了大的提高，泥沙测验技术进步更为明显；水文计算机系统基本数据库建设进展较快；利用卫星遥感技术传输水文数据的实验也有进展。在水文分析计算方面和洪水计算方面进展较大。
开展了一系列全国性规划研究工作，包括中国水资源评价及利用、全国中长期水供求规划、全国地下水规划、全国节水灌溉规划等，提高了对可持续发展的预见性，在规划中提出了多层次、多目标群决策方法，并建立了相应的规划决策支持系统；在水资源评价、水资源配置、水环境保护、水法规及管理体制建设、水价研究等诸多方面取得了进展。
防洪减灾
对于暴雨洪水的研究，从小尺度天气系统到大尺度气候环境，从暴雨洪水分析到数值模拟，都取得了大量成果；对旱情、风暴潮、山洪、泥石流等灾害的研究水平，也都在成因、预报和对策等方面获得显著提高。
在洪水预报和防洪调度方面，普遍采用了现代通信技术和计算机技术，逐步建立了以国家防汛抗旱总指挥部为中心，与各大流域和重点省、直辖市以及大型水利枢纽之间的专用通信网，初步实现了气象水文信息的现代化传输处理。遥感、雷达、卫星等通信技术广泛引进应用，在洪水监测和灾情调查方面，已初步做到全天候监测，准时远距离传输及图像输出；全国防汛指挥系统，也逐步实现科学化、现代化。
结合主要江河的流域规划，提出了防洪对策和防洪工程总体规划，使防洪工作从局部河段的治理、单项工程建设，逐步向全面治理和综合措施的方向发展，初步建成蓄泄兼筹、点面结合的防洪工程体系。在不断完善工程措施的同时，非工程措施占有重要地位：蓄滞洪区安全建设和土地管理，洪水预警系统、避难系统，防洪风险分析理论、风险图等都得到愈来愈多的应用；对防洪保险和防洪基金等问题，从灾害、经济、社会和法律的角度开展了综合研究。
灌溉
农业高效节水技术，包括：以新材料、新结构和使用新机械建造防渗渠道，提高输水效率，降低造价；固定式、半固定式、中心支轴式及绞盘式等多种形式的喷灌设备都已开发应用，滴灌、微喷灌及涌泉灌等都有一定发展；结合地膜的使用，膜上灌、膜下灌技术已得到完善；采用水利的和农业的综合措施，获取节水增产的综合效益；在不同地区因地制宜地改善灌溉制度和方法，采用高科技手段监测、采集、传输信息，制订优化灌溉计划，实现灌溉设施的远动控制等。
水土保持
利用遥感和地理信息系统，对西北黄土高原进行水土流失监测，经长期的研究和实践，基本掌握了土壤侵蚀的基本规律。在治理方面，结合群众经验，总结出完整的治理方法和技术。水土保持已由单一治理、局部治理，发展形成以小流域为单元的综合治理体系。
水利水电工程建设技术
20世纪后半期，是中国水利水电建设飞速发展的时期，在勘测、设计、科研、施工和安全监测等方面，建立了完整的技术体系，形成有中国特色的筑坝技术，建成了一大批包括多种坝型的百米以上高坝，其中不少工程建在地震烈度高、地质条件复杂、泄洪流量大、建筑技术难度高的地区。三峡水利枢纽将成为世界上综合效益最大的水利工程，小浪底水利枢纽被称为世界上施工难度最大的水利工程之一，已建成的二滩水电站拱坝已高达240 m。近20年新坝型发展迅速，碾压混凝土坝、面板堆石坝尤为突出。前者坝高已达128 m，后者已达180 m。
筑坝技术进步很大，无论是土石高坝，还是混凝土高坝，在基础理论研究、设计、材料和施工技术等方面都取得了大量的重大成果。大型地下洞室的勘探研究、设计和施工等方面都达到了很高的水平。另外在水工水力学、河流泥沙与河道整治、岩土工程抗震防护、大坝安全监测等方面都有许多先进成果应用于工程实践。水力机械的模型试验技术得到很大发展，支撑了众多大型水电站的建设。
