古代水利工程郑国渠.ppt

古代水利工程郑国渠.ppt

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郑国渠郑国渠郑国渠郑国渠是古代陕西关中地区大型引泾灌区。

公元前246年（秦始皇元年）由韩国水工郑国主持兴建，约十年后完工。

干渠西起泾阳，引泾水向东，下游入洛水，全长300余里（灌溉面积号称4万顷）。

郑国渠的建成，使关中干旱平原成为沃野良田，粮食产量大增，直接支持了秦国统一六国的战争。

为纪念郑国的功绩，时人遂名该渠为郑国渠。

地理背景关中平原西起宝鸡，东到潼关，北抵北山，南达秦岭，面积约34000多平方公里。

由于黄河最大支流渭水自西向东流经全境，所以又称渭河平原。

它由黄土沉积而成，土层深厚，肥沃疏松，无霜期较长，180200天，这些都有利于农业的发展。

但降雨量较少，多年平均在500700毫米间，又多集中在七、八、九三个月，不能满足农作物生长的需要，特别是春播的需要。

关中东部地势低洼,地下水埋藏较浅,大量可溶性盐分随土壤毛细管作用积聚于地表,造成土壤的盐碱化,形成大片“泽卤之地”。

关中山河形势图军事背景战国末期,秦国经过商鞅变法,迅速强大起来,其经济、军事实力远远超过了其他邻国,它凭借关中这块地盘,很快将汉中和巴蜀地区吞并。

其后又连续对“三晋”等国用兵,夺取了上郡、太原、上党,势力扩展到黄河以东。

不久,秦国又东进中原,取得了周王室旧地,占领了荥阳。

此时,东方诸国危如累卵,成为秦国“心腹之病”的韩国,更是首当其冲,面临灭顶之灾。

韩国为了苟延残喘,便设“疲秦疲秦”之计,选派技术高超的水工郑国来到秦国,要求帮助秦国开凿一条益国利民的水渠,其目的是“令凿泾水”,“毋令东伐”,即利用这个水利工程,消耗秦国的人力、物力和财力,来阻止秦国东伐。

但结果却事与愿违,郑国渠的修凿,不仅没有达到“疲秦”的目的,反而进一步增加了秦国的综合国力。

不久,韩国首先被秦国灭亡。

秦灭六国统一战争示意图渠首渠首位置在泾河瓠口一带湾里王村和上然村之间一道被叫做老虎岭的地方。

郑国渠首遗址，目前发现有三个南北排列的暗洞，即郑国渠引泾进水口。

渠首选址郑国渠渠首选在瓠口充分利用了泾河出北山山系以后的地形特点。

郑国渠渠首工程布置在泾水凹岸稍偏下游的位置，是十分科学的。

渠首位置变化郑国渠口高出水面50尺,白渠口高出一丈一尺,丰利渠口高出七尺有余。

白渠位置在“郑渠下流之南”,丰利渠相对位置在白渠渠上“五十六步”。

渠首位置变化原因河床下切（下切是指流水及其夹带的砂砾等对渠底的侵蚀，结果使渠底加深），渠首引水口堵塞。

井渠渠首遗址，现有三个南北排列的暗洞。

南边洞口处还有白灰砌石的明显痕迹。

三个暗洞进水口汇成地下干渠，干渠向东南延伸至70米，地面上开始出现由西北向东南斜行一字排列着的七个大土坑，每个间距不等，多者80米，少者12米，大多为30米。

其中北起第五和第六个两个土坑，形状基本完整，为正方形，每边长3米。

七个坑之间，原有地下干渠相通，故称“井渠”。

天窗从北数第七个土坑出口，东南连郑国渠故为明渠，渠宽135米，深55米。

当时人们在修渠时，因进水口水量大流速快，两壁黄土容易崩塌，发明了拱形地下渠道，使渠壁不易崩塌，又为施工方便和便于掌握方向、深浅，便间隔一段开凿一井（即上述七个土坑）俗称“龙眼”或“天窗”。

干渠布置示意图渠线设计郑国渠的渠线设计,充分利用了北山以南,东西数百里,西北略高,东南稍低的地形特点。

它的主干线沿北山南麓自西向东展开。

根据郦道元水经注有关郑国渠的记述,结合地形、地貌及秦汉时期的古城遗迹可知,郑国渠流经礼泉、泾阳、三原、富平、渭南、浦城、临潼六县市,约二十个乡村,最后在晋城村南注入洛河。

横绝技术郑国渠在向东穿越冶峪水、清峪水、浊峪水这些小河时，采取了“横绝”工程技术。

“横绝”工程扩大了郑国渠的水源，增加了灌溉面积；另外，诸小河下游也开辟为耕地，增加了耕地面积。

所谓“横绝”,就是把小河的流水拦腰截断，让小河水注入郑国渠里。

这种横绝工程技术，也同样运用了渠首拦河堰坝的设计方法。

具体做法是，把南边的渠堤用堆石的方法加高加厚，小河水很自然地从北边注入郑国渠，而且在渠岸北边修一条灌溉支渠，在南堤一旁的横绝处稍东,修一条退水渠。

郑国渠干渠渠线布置在沿海拔450到370米高度的渭北平原二级阶地的最高线上。

干渠故道宽24.5米，堤高3米，深10米。

史书记载：

“并北山东注洛三百余里,欲以溉田”。

从瓠口至洛河,渠线实测距离为126103公里,它是都江堰灌溉干渠的两倍多,是魏国邺渠长的15倍,灌溉面积达4万顷。

根据调查结果推算，当年郑国渠干渠平均坡降约为0.64。

自流引水式渠道，选取多大的纵坡，才能保证顺利的自流引水呢？

自流引水拦河堰甲方：

筑坝成库拦水甲方：

筑坝成库拦水瓠口这个有利地形上做石堰坝,既可以抬高水位,又可以最大限度地控制水量,省工又省料,是拦泾入渠的最佳位置。

郑国看到泾河里有许多天然巨石,便决定就地取材,采用立石（qn）的方法来筑堤壅水。

乙方：

无坝自流引水乙方：

无坝自流引水现存遗迹不仅无法指认考古人员所说的退水槽、溢洪设施等配套工程的遗迹,看不出郑国渠完备的渠首枢纽建筑,而且连考古人员所谓直横河谷,壅拦泾水的拦河大坝也不能确认。

泾河年输沙量近3亿吨,这样大的泥沙量,会很快淤满水库,更不用说洪水期,库容根本无法调节洪水量。

引水路与退水路所谓引水路，又叫“引水渠”或“水勃子”，是指由渠口到灌溉干支渠间的输水渠段。

在今天泾阳县王桥乡船头村西北的泾河东岸上，还保留有明显的引水渠故道遗迹。

渠首西北向东南，宽米，渠堤高米。

”在开通引水渠时，因势利导，使渠的位置与泾河水流构成一适当的夹角，自然地起到了多引水的效能。

在汉白渠流入郑国渠的交汇处（今泾阳县王桥乡船头村西北），郑国渠引水渠的南岸，有北高南低的退水渠，其宽度基本与引水渠相等。

“退水渠的设置，也是一种创新，它可以把引水渠里多余的水量退到泾河里。

保证了渠道的安全，还起到了排沙的作用。

再者，退水路也有排泄山洪的作用。

泾渭分明“泾渭分明”意指支流泾河水与干流渭河水相汇时，清浑有别。

比喻人或事物是非好坏界限清楚。

泾渭清浊的问题可以追朔到诗经，在邺风的谷风这篇怨妇诗中有“泾以渭浊，湜湜其沚，宴尔新昏，不我屑以”。

淤田压碱史记河渠书中的“用注填阏之水，溉泽卤之地”和汉书沟洫志中“用注填阏之水，溉泻卤之地”，就是郑国渠淤地压碱性质的真实记录。

颜师古注解说：

“注，引也。

阏读与淤同填阏谓雍泥也。

言引淤浊之水灌咸卤之田，更令田美”，“这就是用淤灌压碱的方法，降低了耕土层中的盐碱含量，收到了改良土壤的效果，从而提高了产量。

郑国渠队后世关中水利的兴修产生了显著的影响。

其历史渊源就是西门豹、史起引漳灌邺所开凿的具有压碱性质的十二渠。

引漳十二渠中国战国初期以漳水为源的大型引水灌溉渠系。

灌区在漳河以南（今河南省安阳市北）。

史记等古籍记为战国西门豹创建（公元前422年）。

第一渠首在邺西18里，相延12里内有拦河低溢流堰12道，各堰都在上游右岸开引水口，设引水闸，共成12条渠道。

灌区不到10万亩。

漳水浑浊多泥沙，可以落淤肥田，提高产量，邺地因富庶起来。

吕氏春秋.乐成记渠为魏襄王时邺令史起创建，在西门豹后约100多年，并批评西门豹不知引漳灌田。

汉书.沟洫志采用这一说法，和史记有矛盾。

后人调和两说，说是西门豹先开渠，史起又开。

历史沿革六辅渠白渠丰利渠王御史渠广惠渠和通济渠龙洞渠泾惠渠六辅渠六辅渠是郑国渠的支渠。

郑国渠有一个不足,即不能灌溉稍高一些地方的农田。

武帝元鼎六年（公元前111年）儿宽奏请在郑国渠旁加穿六条小渠,用来辅助灌溉郑国渠两岸高田。

该渠取得了较好的效益，直到唐代该渠仍在发挥作用。

白渠田于何所，池阳谷口。

郑国在前，白渠起后。

举臿为云，决渠为雨。

泾水一石，其泥数斗。

且溉且粪，长我禾黍。

白渠西汉太始十年（公元95年）赵中大夫白公建议增建新渠，引泾水东行，至栎阳（今临潼东北）注于渭水，名白渠白渠；此后灌区称郑白渠郑白渠。

郑白渠有三条干渠，即太白渠、中白渠和南白渠，又称三白渠。

灌区主要分布于今石川河以西，只有中白渠穿过石川河，在下县（今渭南东北50里）注入金氏陂。

唐初郑白渠灌田10000多顷，后来由于大量建造水磨，灌溉面积减少到6200顷。

当时郑白渠的管理制度在水部式中有专门条款。

渠首枢纽包括有六孔闸门的进水闸和分水堰。

分水枢纽泾水南白渠、中白渠、太白渠水口初分，欲入中白渠、太白渠处各着斗门，堰南白渠水一尺以上二尺以下入中白渠及太白渠。

若水两（雨）过多，放还本渠。

节制闸修建在南白渠上。

而为了实行轮灌，在中白渠和太白渠渠口，需要修建分水闸。

这样，操纵节制闸，即可“堰南白渠水，一尺以上二尺以下入中白渠及太白渠”。

当上游来水过多，就开启节制闸，由南白渠向下排放。

来水过大时，上游的泄水设施再辅助泄水，以确保下游渠道的安全。

这个闸门枢纽包括一座节制闸、两座分水闸和设于枢纽上游的“泄水处”（或有闸控制，或有预留的经过工程处理的有一定高程的泄水渠段），共同组成调节渠系水位及水量的闸门枢纽。

丰利渠由于泾水河床下切，历代曾多次将引水渠口上移。

北宋乾德年间（963年967年）、至道元年（995年）、景德三年（1006年）、景枯三年（1036年）、庆历七年（1047年）、熙宁五年（1072年）、大观二年（1108年）多次维修郑白渠，其中以大观年间赵佺主持施工的规模最大，共修石渠3141尺，上宽14尺，底宽12尺，土渠3978尺，干渠设节制闸和退水闸以及一系列交叉建筑物，省去了渠口梢桩坝，灌溉面积号称25093顷，改称丰利渠。

王御史渠延祐元年（1314年）王琚主持改建，渠首再次上移，延展石渠51丈，宽1.5丈，深2丈。

拦河坝改为石困结构，即用卵石填充的木笼砌筑水坝，东西长850尺，宽85尺，共用1166个，因王琚官职为御史，改称王御史渠，灌溉面积曾达9000顷。

灌区有分水闸135座，并订立了一整套管理制度。

广惠渠明代曾十多次维修泾渠，天顺至成化年间（1456年1487年）曾调集泾阳、三原、礼泉、高陵、临潼五县民工在小龙山和大龙山下进行隧洞施工，将干渠上移一里三分，改称广惠渠广惠渠。

由于渠口引水困难，灌溉面积缩小。

龙洞渠清代，由于引水困难和泥沙淤积，乾隆二年（1737年）引泾渠口封闭，专引泉水灌溉，改称龙洞渠龙洞渠，灌溉面积7万多亩，至清末更减少到2万多亩。

泾惠渠1929年陕西关中发生大旱，三年六料不收。

我国近代著名水利专家李仪祉先生临危受命，毅然决然地挑起在郑国渠遗址上修泾惠渠的千秋重任。

此渠于1930年12月破土动工，历时近两年，终于修成了如今的泾惠渠。

1932年6月放水灌田，引水量16立方米/秒，可灌溉60万亩土地。

至此开始继续造福百姓。

现在新中国成立以来，按照边运用、边改善、边发展的原则，对新老渠系进行了3次规模较大的改善调整与挖潜扩灌。

为继续解决灌区工程老化失修、效益衰减问题，1989年泾惠渠被列入关中三大灌区改造之一，开展了以更新改造、完善配套和方田建设为主要内容的灌区建设，共安排8项工程和方田38.7万亩。