运河和水运的开创
春秋末年吴王夫差为与中原诸侯争霸,开通了著名的邗沟。邗沟自扬州北上,借助天然水道,直抵淮阴,首次沟通了长江和淮河。此外还有沟通黄河和淮河的鸿沟和沟通长江支流湘江与珠江水系漓江的灵渠。灵渠建成于秦始皇二十八年。灵渠巧妙地利用了湘漓上源相接近的地形特点,修建铧嘴,将湘江一分为二,又劈开分水岭,将南流的一支导入漓江,再配合修建溢流天平和调节航深的斗门等设施,达到了跨流域引水通航的目的。灵渠在秦始皇统一岭南大业和促进岭南经济文化发展中,发挥了重要作用。
西汉建都长安,为保证首都物资供应和避开渭水多沙迂曲的困难,元光六年开始在渭水之南修建一条西自长安东至潼关的长达300多里的漕渠。漕渠历时3年建成,最多时每年运粮600多万石,对于维护政权稳定发挥了重要作用。这些区域性的运河建设,为日后全国内河航运网的建成奠定了基础。这一时期近海海运也有相当成绩,可以东通日本,南达印度和斯里兰卡。
水利科学基础理论形成
春秋战国时期活跃的学术空气也表现在水利基础科学理论的蓬勃兴起。秦汉水利建设的高潮,为水利学科的形成创造了条件。西汉司马迁在《史记河渠书》中首先赋予“水利”一词专业含义,水利成为有关治河防洪、灌溉、航运等事业的科学技术学科,而将从事水利工程技术工作的专门人才称作“水工”,主管官员称作“水官”。水利学作为与国计民生密切相关的科学技术的应用学科由此诞生。
先秦时期的文献中,以《周礼》、《尚书禹贡》、《管子》、《尔雅》涉及水利科学技术的内容较多。基础性的理论纷纷提出,主要反映在水土资源规划、水流动力学、河流泥沙理论、水循环理论等方面。
水土资源是自然界最基本的资源。《管子度地》把河流分为五种。《管子地员》根据相应地下水的埋藏深度、水质及适宜农作物对土壤进行了分类。《尚书禹贡》和《周礼职方氏》对当时九州行政区的土地和河流湖泊有全面的描述,为自然资源分类统计之始。
在水利科学基础理论方面,《管子度地》首先提出明渠水流和有压管流运动规律及水跃现象。两干多年前就建立起了明渠水流水力坡降量的概念,对有压管流、水跃等水流现象进行了正确的阐述,在当时世界上处于领先地位。
《管子地员》记载不同的土质和地下水埋深与水质的关系,这里的息徒、赤垆、黄唐、斥埴、黑埴分别是石灰岩、冲积土、黄壤、盐碱土和黑黏土,土质不同而水质不同。晋张华的《博物志》载:“凡水源有硫黄,其泉则温。”记述了人们早期的水化学知识。
秦汉水利建设出现了历史上的第一次高潮。与之同时有关水利的记载大批出现,水利的科学技术基础理论进一步深化,对后世影响最大的是《史记河渠书》,它作为中国第一部水利通史问世,从而确立了传统水利作为一个学科和工程建设重要门类的地位。
二水利建设蓬勃发展与传统水利技术的成熟期
魏晋南北朝以黄河为主战场,长达300年的战乱,促使中原人口大量南迁。南方政权则相对稳定,水利取得进展。此后,唐宋时期的500多年中出现了全国范围基本稳定的政治局面,为水利发展提供了先决条件。灌溉、航运和防洪工程建设蓬勃发展并取得重大成就。安史之乱后,北方农业经济一度衰退,而南方继续稳定发展,全国经济重心南移遂成定局。同时,唐代社会开放和宋代学术思想的活跃,也为科学技术的进步创造了良好条件。在历来水利建设经验积累的基础上,水利科学技术取得了长足的进步,形成了中国古代传统水利技术的高峰,并位居中世纪世界水利技术的前列。
农田水利的发展与经济重心的逐步南移
秦汉以前,我国主要经济重心在黄河流域,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”。在基本经济区的建设中当然离不开水利建设。随着经济区的扩展,水利建设也取得了长足进步。从太湖圩田水利的发展叫见一斑。