在水资源稀缺的近东地区,水对于早期人类社会至关重要。灌技术的发展与农业的起源紧密相连,它们共同催生了新石器时期人类定居的生活方式,人们开始栽培植物、制作陶器、驯养动物,形成了早期的农业社会。
在新石器时代之前,尤其是在近东地区,农业的雏形已经开始出现。这一地区的农业活动与春季降雨密切相关,特别是在巴勒斯坦、叙利亚和高加索地区。这些地区的春季降雨为野生大麦和二粒小麦的生长提供了天然条件。这些谷物的野生祖先在这些地区的河谷和湿地中自然生长,为当地的采集者提供了丰富的食物资源。
后来这些食物采集者开始意识到,通过简单的灌溉手段可以增加这些谷物的产量。他们开始利用当地的自然资源,建造石头水坝来蓄水,并通过挖掘河沟将水引向需要灌溉的田地。这些简单的水利工程使得他们能够在春季降雨之外,通过人工方式来增加谷物的产量。
在以色列西北部、叙利亚西南部和黎巴嫩东南部,这些地区被认为是野生二粒小麦的分布中心和栽培二粒小麦的起源地。这些地区的人们通过长期的观察和实践,逐渐掌握了谷物的生长规律,并开始尝试种植和驯化这些野生谷物,人类从食物采集者向食物种植者的转变是农业发展的重要里程碑。
灌溉和排水系统是农业文明的基石,它们的发展与人类社会的进步紧密相连。在古代,这些系统不仅确保了农作物的水分供应,还为人类和牲畜提供了必需的饮用水资源。
长江下游的浙江良渚文化遗址中的良渚古城外围水利系统,是目前已知我国最早的大型水利工程,距今约5000年历史。
(良渚遗址水利系统示意图)
良渚古城外围水利系统位于浙江省杭州市余杭区瓶窑镇境内,其规划和影响范围超过100平方公里,该水利系统由11条人工堤坝连接山谷和孤丘组成,根据形态和位置可分山前长堤、谷口高坝和平原低坝三类。其中,谷口高坝包括老虎岭、周家畈、秋坞等6条坝体,主要建在东西部的山谷之间,封堵山谷中的水。平原低坝则连接起了平原上的小山丘,形成了面积可达9平方公里的二级水库。
良渚水利系统的设计不仅用于灌溉,还具有防洪、运输和供水等多重功能。这些坝体可以阻挡短期内960毫米的连续降水,相当于可以抵御本地区百年一遇的洪水。在河水平静期,围堵在堤坝中的水可以用来灌溉农田,堤坝所相连的河道则可以用来运输货物,满足良渚人的日常出行。
良渚水利系统的建设展现了当时高超的水利工程技术。例如,良渚先民在筑坝时,会根据地质条件的不同采取不同的建造工艺。在地质条件较差、容易出现管涌的地方,他们会先挖一条凹槽,再向内填进致密的土,形成一道防渗墙,增强水坝的稳固性。此外,面对山洪的水坝表面,良渚先民会用石头堆起一个尖锥,以增强水坝的抗冲击性。
良渚水利系统的发现,将中国水利史的源头推到了距今5000年左右,比传说中的大禹治水早约1000年。这一发现不仅证实了良渚古城具有完整的都城结构,由内而外依次为宫城、王城、外郭城和外围水利系统,而且在中国和世界文明史研究上具有重要意义。良渚水利系统作为良渚古城的组成部分,展现了中国早期城市与水利工程的整体规划能力及其科学性。
河南淮阳平粮台龙山时代城址出土的陶质排水管道,是目前已知中国最早的陶制排水管道,距今约4300年。这些管道的发现,将中国城市排水管道的历史大大前推,比古巴比伦的地沟式排水设施还要早1600多年。
(河南淮阳平粮台龙山时代城址出土的陶质排水管道)
平粮台城址平面呈正方形,边长185米,周围有宽阔的壕沟,面积达5万多平方米。城址有东西、南北对称的城门,其中东门历史上遭到破坏。在南城门门道下出土了三组陶质排水管道,呈倒“品”字形排列,两端有高差,可向城外排水。这些管道每节长35-45厘米,直径23-32厘米不等,一端粗一端细,节节套扣,用于向城外排水。
此外,还在城内高台式排房的室外垫土之下发现了东西向敷设的陶排水管道,这些管道与城内的东西或南北向的排水沟相连通,构成了国内已知年代最早、最为完备的城市排水系统。
河南偃师二里头夏都遗址中发现的排水设施,包括用于宫殿区排水的露明沟渠和木结构排水暗渠。这些设施表明夏朝时期已经形成了相对完善的水利工程和城市管理体系。在早期宫殿建筑之间的通道下,考古人员发现了长逾百米的木结构排水暗渠。
此外,在晚期宫城中大型宫殿建筑的院内,又发现了石板砌成的地下排水沟和陶排水管组成的地下排水设施。这些陶排水管两端圆口可以套接,数十件为一组,这种子母口排水管道至今仍在使用。
芍陂、都江堰、漳河渠、郑国渠并称为我国古代四大水利工程,其历史地位十分重要。都江堰及郑国渠前文已有论述,这里重点介绍芍陂与漳河渠。
1、芍陂
芍陂,又称安丰塘,是中国现存最早的陂塘型灌溉工程,始建于春秋时期楚庄王时期,具体时间为公元前613年至前591年间。这一时期,楚国正逢其北扩与东进的关键时期,楚庄王意图与晋国争霸,并向东边的淮南扩展领地。芍陂的建设,正是在这种背景下,由楚国令尹孙叔敖主持,以巩固楚国的东疆,并提升国家的粮食生产能力。
(芍陂灌溉工程)
芍陂的设计充分利用了当地的地形地势和水文资源条件。工程位于今安徽寿县南,介于江淮之间,整个地形地势呈现西南高、东北低的趋势。孙叔敖就是利用这种地形地势和当地的水文条件,拦水筑坝,修建了芍陂。
芍陂的水源主要来自淠水(即今淠河),通过人工开挖子午渠,沟通淠河和芍陂,扩大了灌溉水源,使芍陂达到“灌田万顷”的规模。芍陂初建时有五个水门,用以控制水量,其中东北角的井门沟通芍陂与淠水,对淝水起吐纳作用;陂北并列东西二门,东面为芍陂渎口门,泄陂水北流入淝水。
芍陂的经济政治影响芍陂的建设极大地改变了当地的农业生产条件,使得原本无雨则旱、多雨则涝的局面得到了根本性的改变。芍陂的灌溉效益使得楚国的淮北淮南一带逐渐成为楚国继江汉地区的又一个经济政治中心。春秋末期,寿春(今寿县)已形成了早期比较繁荣的城市,成为楚国的政治、经济、文化中心。芍陂的建设,为楚庄王称雄列国提供了物质保障,显著提高了粮食生产能力。
2、漳河渠
漳河渠,又称引漳十二渠或西门渠,是中国北方最早的大型引水灌溉渠系工程,始建于战国时期,具体时间为公元前422年,由魏文侯任命的邺令西门豹主持修建。这一工程位于当时魏国的邺地,即今天的河北省临漳县、磁县及河南省安阳县北部地区。
漳河渠的设计充分体现了古代劳动人民的智慧,它利用漳河的水源,通过在河中修筑十二座溢流低堰来拦河水,每座堰在南岸都设有取水口,并建有引水闸,共形成十二条渠道。这些渠道既能灌溉也能排涝,旱时引水灌田,水大时排涝,实现了“蓄为屯云,泄为行雨”的效益。漳河渠的建设,使得漳水浑浊多泥沙的特性得以利用,引灌后可以落淤肥田,提高土地肥力,改良盐碱地,显著提升了农业产量。
漳河渠的建设使得粮食亩产量提高了8倍以上,在西门豹之后,漳河渠历经多次修复和扩建,一直保持着灌溉效益,并不断扩大其工程效益。三国时期,曹操在邺城西筑漳渠堰,引水入邺城东,通利漕渠,实现了城市供水、灌溉、航运等综合利用。东魏天平二年(535年),漳河渠改建为单一渠首,称天平渠,后又称万金渠,继续发挥着供水、灌溉、航运等多种功能。
尽管我们对古代灌溉和耕作的了解大多来自不完整的文本证据,但这些资料揭示了古代社会对水资源管理的重视。例如,罗马法中的“rivus”一词暗示了对灌溉沟渠水权的保护,反映了当时对水资源的争夺和法律规范。
美索不达米亚的私人文献记录了土地产量,显示了当地对灌溉的有效管理。相比之下,埃及的农业生产方法更为人所熟知,艺术家们经常描绘犁地、播种、收割等农业活动。在近东的北部国家,梯田和山谷的水源利用方法数千年来变化不大。
对早期灌溉历史的研究所依赖的证据有限,许多工具可能因材质问题而未被保存下来。此外,尽管印度信德和旁遮普地区可能曾有较多的降雨,但缺乏控制洪水的证据,这使得我们对这些地区的灌溉历史理解有限。