饭饭TXT > 军事历史 > 《潘季驯评传(出书版)》作者:贾征【完结】 > 潘季驯评传.txt

第八章工程技术思想

作者:贾征 当前章节:15345 字 更新时间:2026-6-15 17:50

潘季驯从嘉靖四十四年(1565 年)开始治河生涯,到万历二十年(1592 年)以衰老病体去职还乡。其间他奉三朝简命,四称行河使者,栉风沐雨,陆盾泥橇,殚心力专河务者达27 年,其"耳目之所狎,精神之所寄,若与水相忘者。"①在长期的治河实践中,他认真吸取前人治理黄河的积极成果,认真总结治黄实践中的丰富经验,形成了一套系统的"以河治河,以水攻沙"的治河理论和堤防修守的完备措施,深刻地影响了后世人们的治河思想和实践活动。本章就是试图从工程理论上对潘季驯的治河思想作一个总括性的介绍。②① 参见韩仲文编:《潘季驯年谱》。

① [明]于慎行:《河防一览序》。

一、"束水攻沙"理论的创立者

潘季驯治河工程思想的核心,是立足于解决泥沙问题。他在治河活动中,始终把握住黄河多泥沙的特点,试图通过解决泥沙淤积问题来增大河床的容蓄能力,从而达到防洪保漕的目的。他的基本工程措施就是束水攻沙、借清释浑和淤滩固堤。实行这些措施的根本目的是固定河床。而实现这些措施的工程手段便是坚筑堤防。

(一)把治沙提到治黄方略的高度

在潘季驯以前,中国历史上的治河家们一直是把治水作为治黄的主要目标。从大禹"疏九河",战国时期兴筑堤防、壅防百川,到东汉时王景"十里立一水门",都是为了分水势、消洪水。宋代人深受黄河之害,对于泥沙问题的严重性和泥沙淤积规律有了一定的认识,并且还提出了用机械手段("浚川耙")疏浚河道的建议,但是从基本治河思想上讲,仍然是以分河和改道消泄洪水,作为他们的主要目标。元代在治河方略上虽然较为系统地整理分析了前人疏、浚、塞等方面的治河措施,但其立足点仍然是分水势以杀河势。一直到了明代,潘季驯以前的主要治河家们,包括较有治绩的白昂、刘大夏、刘天和等人,也几乎都属于"分流"派,他们仅仅从"分杀水势"的角度出发制定治河方略,却完全忽视了黄河多泥沙的特点。在这方面,明代景泰年间(1450~1456 年)的一位治河官员徐有贞的观点最具有代表性。

他认为,凡是水势大的河道就应该分流,黄河在汛期水势很大,当然也应该分流。

潘季驯是江南人,原来对黄河也没有多少认识。正如他自己所说的:"居东海之滨,不知所谓黄与淮者。"后来考中进士做了官,奉使南巡,乘船经过黄河,"见河中沙渚累累,操舟者寻隙而进。"他才知道黄河里的泥沙是这样的多,河道淤积是这样的厉害。首任治河"总理"时,黄河在邳县决口,谷城、留城、境山一带河渠均被泥沙淤塞,他见此情景,竟"惶惧无措"。①这是他首次同黄河打交道时泥沙给他的下马威。随着治黄实践的增加,他一次又一次的沿河踏勘,见黄河泥沙不断地淤塞徐邳河段,淤塞清口,淤塞淮扬运河,淤塞海口,淤塞它决口侵漫的一切地方。这样就使潘季驯深深感受到黄河泥沙问题的严重性,使他懂得了不能把黄河问题同一般清水河流等同起来,也不能完全采用适于清水河流的方法来治黄。他说:"黄流最浊,以斗计之,沙居其六。若至伏秋,则水居其二矣。以二升之水,载八升之沙,非极汛溜,必致停滞。"②这就是黄河的特性。从这样一个特殊性出发,潘季驯坚决反对开支河以分流杀势的主张。他说:"分流诚能杀势,然可行于清水河,非所行于黄河也。"③这是因为"水分则势缓,势缓则沙停,沙停则河塞","支河一开,正河必夺。"④因此他批评主张分流的人是"徒知分流以杀其怒,而不知水势益分,则其力益弱,水力既弱又安望其能导积沙以注于海乎?"①① 潘季驯:《刻河防一览引》。

② 潘季驯:《河议辩惑》,见《河防一览》卷二。

③ 潘季驯:《条陈熟识河情疏》,见《总理河漕奏疏》(四任)卷六。

④ 潘季驯:《两河经略疏》,见《河防一览》卷七。

① 潘季驯:《河议辩惑》,见《河防一览》卷二。

与传统的观点相反,潘季驯通过自己对黄河水流与泥沙关系的长期观察和实践,提出了"筑堤束水,以水攻沙"的治黄方针,提出了"借淮敌黄,以清刷浑"的治黄方略,还提出了"放水淤平内地"、淤滩固堤的治黄措施。

他把治黄方略第一次落脚在"攻沙"、"刷沙"、"用沙"的出发点上,把几千年来单纯治水的主导思想,转移到了强调治沙,水沙并治的轨道上。这是潘季驯在治黄史上的一个重要贡献。

(二)筑堤束水,以水攻沙

在明代中叶,虽然黄河泥沙问题的严重性已被越来越多的人所认识,但是解决泥沙问题的途径、方式和见解却很不一致。当时比较普遍的一种意见,是主张依靠人力挑浚或原始的挖泥船疏浚。而潘季驯根据自己的认真观察,则明确提出利用水流和泥沙关系的自然规律来解决河床的泥沙淤积问题。"束水攻沙"就是这一指导思想的体现。

潘季驯为什么反对靠人力或简单机械的挑浚方式作为解决黄河泥沙问题的根本措施呢?他解释说:因为这么大一条黄河,就以徐州至淮安这段河面相对狭窄的河道而言,水深的地方有六七丈,浅处也有三四丈,河面宽的地方有一二里,窄的地方也有一百六八十丈。沙饱其中,不知有几千万斗,靠人力能挑挖干净吗?即使能够办到,如果不筑堤,下次洪水一到,又发生决口漫溢,河床很快又会被泥沙淤塞填满,这样下去还有个完吗?①他认为,如果依靠黄河水流的自然力,借水刷沙,则"如汤沃雪",完全可以避免上述难题。他说:"筑堤束水,以水攻沙,水不奔溢于两旁,则必直刷乎河底,一定之理,必然之势。"②这就是著名的"束水攻沙"理论。

由于"束水攻沙"的理论正确概括了人们对于水流挟沙能力与流速之间关系的认识,以及堤防可以能动地改变水流流态(流向、流速等)的认识,一开始投入实践,就取得了明显的效果。如隆庆五年(1571 年)春,潘季驯第二次主持治河期间,在一份报告中这样描述了束水攻沙的效果:徐州以下河段,宽二百余丈,深达三丈。去年河道决口,河床被泥沙淤满,几乎与河岸相平。今春挑浚河道时,仅在河中间开了一条小渠,不及河床断面的1/10。

但是,由于堵塞了决口,修筑了缕堤,水归河槽,结果"水冲刷沙,沙随水滚,跌荡成涂",在很短的时间内,河槽就被冲刷得深广如旧。潘季驯正是从自己的反复实践中看到了束水攻沙的显著效果,所以当时他就旗帜鲜明地提出:"筑堤束水,治河要策"。"臣以为治河之策,无出于此。"③"束水攻沙",在工程实践措施上,有一个从单一缕堤束水到双重堤防配合使用的发展过程。

首先是单一缕堤束水,这是束水攻沙理论提出和实践的最初阶段。用缕堤束水,固定中水位河槽,缩窄洪水期河床断面,增大主槽流速,提高水流挟沙能力,这是当时束水攻沙派的一般意见。与潘季驯同时的治河官朱衡和万恭等人对此都有过实践。特别是万恭,对于用缕堤束水攻沙在理论和实践上都作出了重要的贡献。据说隆庆六年(1572 年)万恭接替潘季驯主持治河① 潘季驯:《河议辩惑》,见《河防一览》卷二。原文是:"河底深者六七丈,浅者二三丈,阔者一二里,隘者一百七八十丈。沙饱其中,不知几千万斛, 纵使其能挑而尽之,堤之不筑,水复旁溢,沙复停塞,可胜挑乎?"。

② 潘季驯:《河议辩惑》。

③ 潘季驯:《攒运粮储疏》、《正漕复通疏》,见《总理河漕奏疏》(二任)卷三。

时,虞城县有一位秀才向万恭提出建议说:以人治河,不如以河治河。万恭很受启发,就问:怎样治呢?这位秀才回答说:"黄河的特点是水流急。利用它的这一特点,凭借水流的力量,就可以把淤浅的河床冲深,这样主动权就在治河者手里了。具体办法是:要想使河槽的北面变深,就在南面修堤,北面自然会深;要想使河槽的南面变深,就在北面修堤,南面自然深;要想使河槽中间变深,就在南北两面同时修堤,使水流集中冲槽中间,河槽中部也自然会深了。利用河流的特性,借用水力的冲刷来解决河床中泥沙的淤积问题,其效果是人力远远莫及的。开始的时候,利用堤防约束水流,使河道变深;后来,河道成为地下河,堤防也就失去作用,有无也就不紧要了。"①这位秀才的建议中实际上阐明了这样一个道理,即:可以利用堤防按照人的意志改变水的流态。只要遵循了水流泥沙关系的运动规律,就可以借用水的力量冲走泥沙,最后达到治沙的目的。这是关于用缕堤束水攻沙的理论根据和实践措施的典型论述。万恭采纳了虞城秀才的建议,并进一步阐述说:水流集中,流速大;水流分散,则流速小,这是水流的基本特性。水流急,沙不停;水流缓,河床淤,这是泥沙运行的基本特点。如能因势利导,以堤束水,以水冲沙,地上河就可以变成地下河,黄河的水患就可以消除。根据这一认识,万恭在徐州至宿迁之间的黄河两岸修筑缕堤达370 里,在徐州以上也修筑了部分缕堤。这些工程在一般水情下都曾收到过"沙随水刷"的功效。

但是为了束水,缕堤逼河而修,洪水期过水断面相对缩窄而不均一,遇到不能容纳的特大洪水,便重新漫堤溃决。堤防一旦溃决,河床马上淤积。这样,就产生了攻沙与防洪的矛盾。攻沙要求两堤之间断面尽可能小一些,以便流速大一些;防洪则要求断面大一些,以便容蓄的洪水多一些。怎样才能保证既可以束水攻沙,又可以容蓄一定峰量的洪水而不致溃堤呢?这就提出了合理堤距的问题。

潘季驯在实践中看到了单一缕堤束水的弊病和问题的严重性,指出:"黄河惟持缕堤,而缕堤逼近河滨,束水太急。每遇伏秋,辄被冲决,横溢四出,一泻千里,莫之底极。"①因此他多次强调:"缕堤束水,必难恃以为安。"②限于当时的科学技术水平,潘季驯未能从理论上解决黄河下游的合理堤距问题。但是他把安全系数加大,提出了"双重堤防"的思想,即在原有缕堤之外,再远筑一道遥堤。他试图以缕堤束水攻沙,以遥堤拦洪防溃,靠遥堤和缕堤的配合使用来解决攻沙和防洪的矛盾。他概括说:"遥堤约拦水势,取其易守也";"缕堤拘束河流,取其冲刷也。"③所以说双重堤防的配合使用标志着束水攻沙的理论和实践已经发展到了第二阶段。潘季驯把这个思想喻之为"重门待暴"。

他说:"今遥堤告竣,自徐(州)抵淮(安)六百余里,两堤相望, 婉蜒绵亘,始如长山夹峙,而河流于其中。即使异常泛涨,缕堤不支,而溢至遥堤,势力浅缓,容蓄宽舒,必复归槽,不能渍出。譬之为重门待暴,则暴必难侵;增缕御寒,则寒必难入 虽不能保河水不溢,而能保其必不夺① [明]万恭:《治水筌蹄》。

① 潘季驯:《河工告成疏》,见《河防一览》卷八。

② 潘季驯:《河防险要》,见《河防一览》卷三。

③ 潘季驯:《恭报三省直堤防告成疏》,见《河防一览》卷一二。

河;固不能保缕堤之无虞,而能保其至遥即止。"①潘季驯认为,要实现"束水攻沙",首先必须固定河槽,固定河槽又全赖堤防的巩固。"堤固,则水不泛滥而自然归槽。归槽,则水不上溢而自然下刷。沙之所以涤,渠之所以深,河之所以导而入海,皆相因而至矣。"②固定河槽的任务又不能单靠缕堤来完成,还必须靠遥堤作为后盾。"重门恃暴"的措施,就是在当时的治河水平上,不能确定合理堤距而采取的解决攻沙与防洪矛盾的一个积极步骤。这一思想,潘季驯在隆庆年间第二次总理治河时就已经提出,主张要"筑近堤以束河流,筑遥堤以防溃决。"③但是由于财力和其它条件的限制,当时仅筑了缕堤。目睹缕堤决口,河道淤塞的患害,他在三任总河时,又再次提出并大力实践了这一方针。由于在徐州至淮安之间修筑了遥堤,徐州至邳州之间还实现了双重堤防,因此这段河道在10 年之中出现了安澜无患,运道畅通的小康局面。这在整个明代也是少有的。

当然,由于当时科学技术水平和其它历史条件的限制,"筑堤束水,以水攻沙"方略还没有能够从根本上改变黄河下游泥沙淤积的趋势。但是它的理论意义,是揭示了治理多泥沙河流的重要途径;它的直接实践意义,是黄河下游河道的相对稳定,河患相对减少。这对当时社会政治和经济发展的积极作用是无庸置疑的。正是因为这个原因,后代对于筑堤束水的方针奉行不渝,视为圭臬。

(三)蓄淮刷黄,以清释浑

潘季驯的束水攻沙理论在实践方面的另一个创造性措施,就是"蓄淮刷黄,以清释浑"。

潘季驯在治河实践中很早就观察到了黄河水流与泥沙相互作用的规律。

还在隆庆五年第二次主持治河时就指出了山东运河与黄河文汇处水流与泥沙相互驱赶的现象。他说:"为照茶城乃漕水出口处所,正与秦沟黄河相接,每遇黄水大发,必倒灌入口,沙停河浅;黄水稍退,则漕水随之而下,沙随水刷,通深如故,粮运无阻。"①他由此推断:这是"势所必致,旋淤旋通,易地皆然。"②根据这样一个基本认识,潘季驯在万历六年第三次主持治河时,形成并指挥实施了一个大胆的计划,这就是"蓄淮刷黄",以河治河的方略。

本来,明代中叶以后至清代咸丰五年(1855 年)铜瓦厢大改道前,黄河下游正流一直行经今江苏徐州、睢宁、宿迁、泗阳、淮阴,由淮河入海故道入海。

到了万历初,黄河决崔镇而北.淮河决高堰而东,黄、淮、运交汇处的清口一片淤沙,清口以下的黄河入海尾间也被严重淤塞,仅剩一沟之水。当时有不少人主张用人工浚清口、浚河道、浚海口。而潘季驯经过实地勘查后否决了这种意见。他提出除了堵塞崔镇决口,大筑黄河两岸遥堤缕堤、挽河归槽之外,还应在清口上游堵塞洪泽湖大堤决口,修筑高家堰大堤,把淮河水拦蓄在洪泽湖中,约束淮河的清水尽出清口,流入黄河,以达到冲刷清口的① 潘季驯:《河工告成疏》,见《河防一览》卷八。

② 潘季驯:《申明修守事宜疏》,见《总理河漕奏疏》(四任)卷一。

③ 潘季驯:《议筑长堤疏》,见《总理河漕奏疏》(二任)卷三。

① 潘季驯:《河道疏》,见《总理河漕奏疏》(二任)卷三。

② 潘季驯,《亟图疏治疏》,见《总理河漕奏疏》(二任)卷三。

淤沙和下游入海河槽的目的。所以说这也是一种特殊的"束水",它通过堤防措施,把黄、淮二河约束于一槽,以达到"攻沙"的目的。

据有关专家分析,在这里,"蓄淮刷黄"其实包含了两层意思:一是借淮水之"势"来冲沙,水合则势猛;二是借淮水之"清"以释浑,水清则沙刷。后者正是潘季驯的主要目的,是他在理论上的一个创造。他说:黄不旁决而冲槽力专,淮不旁决而会黄力专。如果"尽令黄淮全河之力,涓滴悉趋于海,则力强且专,下流之积沙自去。下流既顺,上流之淤垫自通,海不浚而辟,河不挑而深矣。"①他说:"须合全淮之水尽由此(清口)出,则力能敌黄,不为沙垫。"②"且所借以敌黄而刷清口者,全淮也。淮若中溃,清口必塞。"③因为"水合则势猛,势猛则沙刷,沙刷则河深"。这是他一贯的"借势行沙"的思想。

但是,潘季驯"蓄淮刷黄"的基本目的,并不止于此。如果淮河不是一条清水河流而是一条多沙河流,潘季驯是决不会借淮之势的。这里就体现了他的"以清释浑"以解决黄河泥沙淤积的思想。何以见得呢?

首先,潘季驯虽然强调"水合则势猛",但他却坚决反对将两条多沙河流相汇合。当时有人曾主张引沁水入卫河,以便分杀黄河之势。潘季驯明确表示了反对意见。他说:"卫水固浊,而沁水尤甚,以浊益浊,临清一带必致湮塞,不可也。"①他在另一场合又重申了这一观点:"沁河之浊,不减黄河。(卫河)小滩见苦浅涩,增此一河,必致淤塞,不可也。"②由此可以看出,潘季驯确实已经认识到:两条多泥沙河流相合,特别是加入一条含沙量更大的河流,会增加河道的淤积。所以,他主张的"水合则势猛,势猛则沙刷"其实是有条件的。他既反对将一条多泥沙河流本身分流,因为"水分则势缓";同时又反对将两条多泥沙河流相汇合,因为"以浊益浊","必至淤塞"。

但是与此观点相对应,潘季驯却多次主张将清水河汇入多沙河。如睢水是相对于黄河含沙量较少的一条清水河流,瞧水沿岸有邸家湖、白鹿湖等,也都是清水湖。但是往年由于黄河泥沙淤塞了睢水入黄的口门,致使唯水往往潴于诸湖,溢入淮河。根据这种情况,潘季驯下令在睢水东岸修筑一条长达70 多里的归仁集堤。他指出归仁堤的作用之一,就是"遏睢水、湖水,使之并入黄河,益助冲刷,关系最为重大。"③显然,这同前面反对引沁入卫,就构成了鲜明的对比:"以浊益浊",必至淤塞;而以清释浑,则"益助冲刷"。可以看出,潘季驯对于用清水释稀泥沙,可以加大河床冲刷的认识是很清楚的。同样道理,潘季驯也正是看中了淮水是一条清水河,所以一定要加以利用。他说:"见今淮城以西,清河以东,二渎交流,严若泾渭。"①他把黄河与淮河比作泾水与渭水,一浊一清,泾渭分明。他认为,清口与黄河入海尾闾的淤塞,恰恰是由于高家堰决口,淮水东溃以后,失去了清水稀① 潘季驯:《两河经略疏》,见《河防一览》卷七。

② 潘季驯:《申明修守事宜疏》,见《河防一览》卷一○。

③ 潘季驯:《河议辩惑》,见《河防一览》卷二。

① 潘季驯:《河议辩惑》,见《河防一览》卷二。

② 潘季驯:《恭颂纶音疏》,见《河防一览》卷一○。

③ 潘季驯:《河防险要》,见《河防一览》卷三。

① 潘季驯:《河工告成疏》,见《河防一览》卷八。

释和冲刷的结果。他分析说:"云梯关外海口甚阔,全赖黄淮二河并力冲刷。

若决高堰,清口必淤;止余浊流一股,海口必塞;海口塞,则下壅上溃,黄河必决,运道必阻,此前岁之覆辙也。"因此,他力主黄淮合流,认为"黄淮并注,水涤沙行、无复壅滞。"②综上所述,可见潘季驯大筑高家堰,拦蓄淮水,"以淮敌黄",其基本的思想动机就是希望能够以稀释浑,以清刷浊。凡是清黄交接处所,他都力倡此主张。按照他的观点,"此在清口、直河、小河口,凡是清黄交接处皆然。"③从河流动力学的观点看来,用"以清释浑"增大河流冲刷的思想是符合泥沙运行规律的。引清水河流入黄河,不仅增大了整个河床的流量,加大了流速,从而提高了水流挟沙能力;同时,由于加大了清水流,使整个河流的含沙量相对减少,也提高了对河床的冲刷能力。所以蓄淮刷黄的措施被潘季驯提出后实行了近300 年,虽然对泗州及淮河下游造成下一定的不利影响,淹没了洪泽湖周围和泗州城以上淮河两岸的一些土地,并留下了一些后患。

但是,它在一定程度上却减缓了清口及清口以下至云梯关海口400 里河床的淤积速度,对保证京杭大运河在300 年左右的时间里基本畅通,起了积极的作用。更重要的是,用清水注入黄河,稀释泥沙含量,改善了原有河床的挟沙能力,这对后世人们治理黄河和其它多泥沙河流,无疑是一个宝贵的经验。

(四)利用泥沙,淤滩固堤

随着修筑双重堤防的实践过程,潘季驯对束水攻沙的认识又有了新的发展。过去对河槽中的泥沙,只是设法把它冲走,所谓"攻"就是"冲"。后来发现,泥沙留在主河槽固然有害,但是如果能够设法把它留在两岸的滩地上却很有好处。于是,他思路大开,及时总结出了一个利用泥沙的新措施:淤滩固堤。这一措施大大丰富了束水攻沙理论的内容,为解决黄河泥沙,治理黄河下游河道,提供了一条新的途径。

淤滩固堤的想法,是潘季驯从总结缕堤和格堤的经验开始的。潘季驯看到缕堤不足恃,就大力倡修遥堤。为了保护遥堤,又在遥堤和缕堤之间修筑了格堤。"纵有顺堤之水,遇格即返,仍归正槽,自无夺河之患。"①等到格堤一修成,才发现它还有淤高滩地的妙处:"水退,本格之水仍复归槽,淤留地高,最为便宜。"这给潘季驯以极大启示:过去只想把泥沙冲走,现在才知道泥沙还可以留下来。留在河槽中有害,留在滩地上却有利。于是潘季驯下令在黄河南岸从徐州房村到宿迁峰山的遥、缕二堤之间,总共修了七道格堤,作为淤滩固堤的措施。他认为:"倘岁岁增修高厚,可永无分流夺河之患。"因此,他不仅计划在南岸还要增筑格堤,而且在"北岸亦仿而行之",并且说:"多多益善也"。①据测算,从房村到峰山之间,大约相距有140 里之遥。遥堤和缕堤之间的距离,约为一里左右。如果按一次大水淤留泥沙厚度为20 厘米计算,那么仅这一段河道的甫岸滩地,一次大水就可淤沙700 万立方米左右。如果两岸同时落淤,则仅这一段河道滩地淤留泥沙就可以增加一倍。这样多的泥沙被② 潘季驯:《高堰请勘疏》,见《河防一览》卷九。

③ 潘季驯:《河议辩惑》、见《河防一览》卷二。

① 潘季驯,《河防险要》,见《河防一览》卷三。

① 潘季驯:《河防险要》,见《河防一览》卷三。

截留在滩地上,不仅可以大大巩固堤防,而且也减少了河道主槽的淤积。其工程效果应当说是十分可观的。随着治河实践中不断出现的新情况,潘季驯晚年的认识又有了新的发展。他发现宿迁一带只有遥堤,没有缕堤和格堤,同样也可以达到"淤留岸高"的目的。他说:"宿迁以南,有遥无缕,水上沙淤,地势平满。民有可耕之田,官无岁修之费,此其明效也。"②同时他又看到缕堤不但不足为恃,还有许多负作用。因此在万历十九年(1591 年),他奏上《条议河防未尽事宜疏》,其中第一条就建议:"放水淤平内地(即遥缕二堤之间滩地),以图坚久。"即根据黄河多沙特点和泥沙淤积规律,正式提出把淤滩固堤作为利用泥沙、治理黄河的一条重要措施。其具体办法是:"先将遥堤查阅坚固,万无一失,却将一带缕堤相度地势,开款放水内灌。黄河以斗水计之,沙居其陆。水进则沙随而入,沙淤则地随而高。"这里已不是等待洪水破堤,而是要主动决堤引沙淤滩了。他设想,"二三年间,地高于河,即有涨漫之水,岂能乘高攻实乎?缕堤有无,不足较矣。"他举例引证说:"即如前年单口一带,地遂淤高;今岁严铺一开,唯邳北岸皆为阜壤。"因此,潘季驯最后得出结论:"与其以人培堤,孰若用河自培之为易哉?至于人夫桩料,岁省尤为不赀,诚为上策。"①潘季驯在这里实际上提出了一个十分重要的思想,即试图利用黄河本身"大水淤滩"的规律,利用洪水挟带的大量泥沙,变害为利,有目的的加高滩地,巩固堤防。这是一个很有价值的大胆设想,标志着他对黄河水流和泥沙关系的认识又进入到了一个新的水平。可惜当时他已病入膏盲,未能进一步实践这一思想。但是他的后代人却大力推行了这一主张。到了清代乾隆、嘉庆年间,放淤固堤形成了高潮。不仅在黄河上到处使用,而且在永定河、南运河上使用也很普遍,并收到了良好的效果②(见示意图8-1)。③总之,上面的介绍可以清楚地告诉我们,潘季驯不同治河方法的依次提出,实际上真实地反映了他对于黄河水流和泥沙运动规律认识的逐步深化。

束水攻沙的实践:从修单一缕堤束水;到遥缕二堤配合使用,"重门待暴";然后到蓄清刷浑,"以水治水";最后发展到主动开决缕堤,引沙淤滩,"用河自培之"。这样一个认识过程不仅体现了活生生的辩证法精神,而且在其理论实质上与现代河流泥沙工程理论的基本观点也十分吻合。

根据现代河流泥沙工程理论,在多沙河流中水流与泥沙二元因素的矛盾关系实际上就是在河床背景上两种物质力的相互作用关系,即所谓水流的紊动扩散作用与泥沙的重力作用的相互作用关系:①当河流中泥沙量的重力作用超过水作用超过水流的紊动扩散作用而居于主导地位时,泥沙悬移质②向河底下沉的倾向胜过向水面上浮的倾向,则水流中的含沙量将逐渐减少,整个过程表现为淤积。

② 潘季驯:《条议河防未尽事宜疏》,见《总理河漕奏疏》(四任)卷五。

① 潘季驯:《条议河防未尽事宜疏》,见《总理河漕奏疏》(四任)卷五。

② 参见姚汉源:《从历史上看多沙河流的水利特征》,见《中国水利》1981 年第1 期。

③ 潘季驯主持创筑的淤滩固堤示意图,引自郭涛:《潘季驯的治黄思想》,《水利水电科学研究院科学研究论文集》,水利电力出版社1985 年出版。

① 参见武汉水利电力学院泥沙工程教研室编著:《河流泥沙工程学》中有关章节,水利电力出版社1981 年版。

② 悬移质,水力学概念,系指悬浮在水流中随水流运动的泥沙颗粒。

反之,当水流的紊动扩散作用超过泥沙的重力作用而居于矛盾的主导地位,同时河床又系可以冲刷的物质所组成时,悬移质向水面上浮的倾向胜过向河底下沉的倾向,则水流中的含沙量将逐渐增加,整个过程就表现为冲刷。

如果水流的紊动扩散作用与泥沙的重力作用处于暂时的相持状态,悬移质上浮下沉的倾向大致相当,则水流中的含沙量将暂时保持不变,而出现大体上下冲不淤的相对平衡状态。

如果我们用"水流挟沙力"①这个概念从过程上来简单表示水流的紊动扩散作用,即得知:当上游来沙量大于本河段的水流挟沙力时,水流将不能把上游来沙全部带走,这时就会产生淤积,使河床升高;而当上游来沙量小于本河段的水流挟沙力时,则来沙量不能满足水流挟带的要求,这时就会产生冲刷,使河床变深。根据这个理论来分析潘季驯的上述方略,我们不难发现,"束水攻沙"(包括"蓄清刷浑")方略的实施,实际上起到了人为加强水流与泥沙矛盾关系中水流挟沙力的作用,促使水流的紊动扩散作用超过泥沙的重力作用,形成黄河河床的冲刷;而"淤滩固堤"方略的实施则起到了人为减弱水流与泥沙矛盾关系中水流挟沙力的作用,促使泥沙的重力作用超过水流的紊动扩散作用,而形成黄河滩地的有计划淤积。因此这两种方略的提出,都反映了潘季驯对于黄河水流与泥沙矛盾运动的深刻认识和自觉运用。

当然,16 世纪的潘季驯还不可能用现代科学的语言表述河流泥沙工程理论。但是他通过自己的经验性认识猜测到了上述理论,并通过制定具体的治河方略,为明代中叶以后大兴黄河堤防工程建设提供了可信的理论依据。在潘季驯四次主持治河的前后27 年中,正是在"束水攻沙"思想的指导下,黄河下游的堤防建设迅猛发展,很快形成了完善的堤防系统。

因此,束水攻沙理论的直接实践意义,首先是通过促进堤防建设,固定了河床,使黄河河患相对减少。正因为如此,后代对"筑堤束水"的方针奉行不渝。每当人们提起潘季驯,马上就会想到"束水攻沙",这是十分自然的。

① 水流挟沙力,水力学概念。系指具有一定水力因素的单位水体所能挟带的悬移质泥沙数量。通常用符号S*表示,即处于饱和状态的临界含沙量。常用单位为公斤/米。

二、以堤治河的大师

"束水攻沙"的主张是潘季驯在治河理论上的重要建树,而大力推进堤防建设,则是潘季驯在治河实践中的主要贡献。可以说,潘季驯是中国古代治河史上以堤治河的大师。

潘季驯认为,黄河的症结在泥沙,治沙的方略是束水攻沙,而攻沙的前提是固定河槽。因此在他看来,治理黄河的关键就在于堤防的巩固。依靠堤防束水攻沙,依靠堤防蓄清刷黄,依靠堤防保护运河的畅通,依靠堤防护卫滨河州县的大小城池。堤防成为当时的生产力和科学技术水平下,治河防洪最可行、最有效的手段。他曾开综明义地阐述自己的治河方针说:"治河之法别无奇谋秘计,全在束水归槽。 束水之法亦无奇谋秘计,惟在坚筑堤防。"①因此,他对堤防建设竭心尽力,披肝沥胆,正如他自己所说的:"于筑堤一节拳拳焉。"②在中国水利史上,自从堤防出现以来,一直被认为是单纯防御洪水的消极手段。特别是西汉人贾让在其著名的治河三策中,曾把修筑堤防视为下策。

他说:"若乃完善故堤,增卑倍薄,劳费无已,数逢其害,此最下策也。"③尽管贾让当时并不一定是泛指堤防建设,但是他的上述言论被后人抽象化了以后,常常被作为批评修筑堤防的一个重要理论根据,一直使人们奉信不渝。

直到明代中叶"束水攻沙"的理论产生以后,潘季驯才赋予了堤防新的含义:即它不再是单纯消极防御洪水的手段,而是成为改造河流的积极工具。所以针对贾让之后的定论,潘季驯从自己的实践体会出发,针锋相对地提出了不同意见。他说:"惟有增卑益薄,缮缺补弊,古所称下策则今之上策也。"④这样,就把堤防建设放到了治河方略中的最重要位置,为他大兴堤防之役从理论上提供了可信的依据。从这个意义上,潘季驯完全可以说是中国河工史上以堤治河的杰出代表人物。

从中国坝工史的演化过程中来评价,使堤防的功能由防御扩展到治理,从单纯地对付水扩大到同时对付水流和泥沙,这确实是堤防思想上的一个重要发展。根据潘季驯的阐述,这一发展主要表现在以下几个方面:第一,运用遥堤和缕堤,作为固定河槽、束水攻沙的工具;第二,运用遥堤和格堤,作为淤滩固堤的工具;第三,运用顺水坝作为挂淤固堤、保护要害地段的防御工具;第四,利用挑水坝作辅助堵口的措施。

以上几个方面,虽然并不都是潘季驯的创新,但是潘季驯在实践中把它们的作用发挥得淋漓尽致,同时在理论上加以概括、总结,使之相互配套,形成系统,就使得人类的堤防思想发展到了一个新的水平。

(一)精心组织堤防系统的建设

翻检一下中国水利史,我国的堤防建设种类在宋元时期已经名目繁多。

但是一般地讲,在那个时候各种类型的堤工,大都分别被单独使用在不同的地方,各自孤立地起作用。

到了明代中叶潘季驯主持治河以后,随着束水攻沙实践的不断深入,潘① 潘季驯:《申明修守事宜疏》,见《总理河漕奏疏》(四任)卷一。

② 潘季驯:《乞自贤官疏》,见《总理河漕奏疏》(二任)卷三。

③ 贾让:《治河三策》,见《汉书·沟洫志》。

④ 潘季驯:《议筑长堤疏》,见《总理河漕奏疏》(二任)卷三。

季驯发现各种堤防已经很难单独完成束水攻沙的任务。于是在他的亲自主持下,沿黄河两岸出现了各种堤防配合使用的堤防系统或河工建筑群。其中,最基本的堤防系统是由遥堤、缕堤、格堤、月堤等组成。在潘季驯第四次主持治河以后,这样的堤防系统几乎遍及郑州以下的整个黄河下游,只不过各个河段的完善程度不尽一致罢了。

最典型的堤防系统被布置在徐州至淮安之间的河段。潘季驯在这一河段上不仅把遥、缕、格堤加以巧妙的配合,而且把它们同滚水坝、减水闸、涵洞等各种形式的水工建筑加以恰当的组合,形成了一个以遥堤为骨干、以束水攻沙为目的、综合发挥效益的河工建筑群。在这个建筑体系中,遥堤拦洪防溃,是堤防中的骨干;缕堤束水攻沙,直接与水沙搏斗;遥堤和缕堤之间是一个狭长的滞洪区,可以滞蓄一定的洪水;格堤横隔在遥缕二堤之间,既可保护遥堤堤根不受冲刷,又可以截留洪水挟带的大量泥沙,淤高滩地,巩固堤防;一般洪水,可以通过减水闸分泄一部分,如果遇到大洪水,则可以通过滚水坝泄洪;洪水消退以后,遥缕二堤之间低洼处的积水还可以由涵洞排走。如此周密完善的工程安排,可以说是16 世纪时期世界上最完善的堤防系统了。它既是中华民族几千年来同多泥沙河流的洪水和泥沙作斗争的宝贵经验的结晶,也是潘季驯对堤防建设的杰出贡献(见示意图8-2)。①当然,潘季驯所主持创建的这个堤防系统也还存在着一定的局限性,主要是缺乏定量的科学依据。遥堤的堤距,缕堤的堤距,各类堤防的高度、断面的大小,滚水坝、减水闸布置的位置、溢流的高度和宽度等等大都是凭经验而定,这样就难免失当。另外这个系统中有的建筑,比如格堤和缕堤,虽然都有各自的重要作用,但也有一些根本的弱点:在非常洪水时期,他们会成为滩区行洪的障碍,容易导致河防失事,而缕堤又容易形成"悬河"中的悬河。所以,后来对这两种堤的利弊争议较大。对此我们应当采取历史唯物主义的态度,具体地分析和研究哪些工程是由于当时人们本身的设计布局不合理,哪些是由于当时科学技术水平的局限和其他历史因素的影响而使原有的设计思想未能实现,而哪些措施是既有利又有弊,经过改造后可以继承。

这样,中华民族几千年治黄的丰富经验就会重新焕发出青春的光彩。

经过潘季驯四任"总河"期间的精心组织,南流的黄河自郑州以下在历史上第一次实现了堤防化。黄河启1194 年(金朝章宗明昌五年)南流夺淮,到1855 年(清朝咸丰五年)铜瓦厢决口恢复北流,前后有600 多年的时间是走的南流入海的道路。其中,在黄河南流的前400 年间,黄河下游并无完全固定的河道,总是在不停地迁徙摆动。有时是大幅度的改道,有时是小规模的局部偏移。因此,部分地区虽然间断修有堤防,但整个黄河下游并无完整的堤防系统。直到明代嘉靖末年以后,推行了束水攻沙的治河方针,才实现了黄河南流期间下游两岸的堤防化。今天在地图上清晰可见的"明清黄河故道"。就是在这个时期由于堤防化的实现而被固定下来的。

根据史料上的记录,隆庆五年(1571 年),潘季驯二任总河期间,主持修筑了徐州至邳州之间黄河两岸的缕堤共长160 里。隆庆六年,万恭主持治河,继续推行束水攻沙的方略,在潘季驯原有工程的基础上,又主持修筑了徐州以下黄河两岸缕堤共370 里,徐州以上南岸缕堤250 里。使宿迁以上基本实现了堤防化。

① 潘季驯主持创筑的堤防系统示意图,引自《黄河水利史述要》,水利电力出版社1984 年版。

到了万历七年(1579 年),潘季驯在第三次主持治河期间,堤防建设又形成高潮,在徐州以下黄河两岸筑遥堤660 里,把堤防从宿迁一直延伸到淮安以东100 里处的高岭,距离当时的海口云梯关已经不远了。同时对徐州以上的堤防又进行了大规模的整治,整修大行堤300 余里。这时黄河下游的完整堤防已具雏形了。

万历十六年(1588 年),潘季驯第四次主持治河,进一步强调堤防建设的重要性,提出全面整治黄河下游堤防的计划:上自河南武涉、荣泽,下至淮安以东,凡是所缺堤段,全部加以补筑连结;凡是薄弱的堤段,尽可能加修月堤、遥堤;对南北两岸旧有遥堤和缕堤,北岸之太行堤、长东堤等都进行全面的加帮修护。结果,在两年左右的时间里,徐州、灵壁、睢宁、邳州、宿迁、桃源、清河、沛县,丰县、砀山等州县共创筑、加帮遥堤、缕堤、格堤、月堤、太行堤、土坝等,长540 里;创筑帮筑沛县、徐州缕堤、长堤、纤路、土坝等共长120 里;创筑、帮筑、接补完荣泽、原武、中牟、郑州、阳武、封丘、祥符、陈留、兰阳、仪封、唯州、考城、商丘、虞城、河内、武涉等16 州县的遥、缕、格、月各种堤防共长750 里;修筑曹县、单县堤坝并加帮大行堤共长140 里。总起来讲,潘季驯在第四次总理河道期间,主持兴建或加固整治堤防共长1500 里。①这确实是一次声势浩大的修筑堤防活动。至此,除了个别地段确系河岸地势较高没有筑堤外,从郑州到淮安以东靠近云梯关出海口的黄河两岸完全实现了堤防化。南流入黄海的黄河从此被夹束在两岸堤防之中。虽然决口时有发生,但总是决而复塞。河道主流终于被固定下来,二百多年没有发生大的改道。所以,同束水攻沙的思想一样,潘季驯的堤防思想和实践也是功不可没的(参见图示8-3)。②

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