李云鵬,譚徐明,劉建剛
(中國水利水電科學(xué)研究院 水利史研究所,北京 100048)
三江閘建成于明嘉靖十六年(1537),位于浙江紹興市北部西小江、曹娥江、錢塘江交匯的三江口,是我國最大的砌石結(jié)構(gòu)多孔水閘。以往的研究[1-4]指出,三江閘是蕭紹平原水系的控制樞紐,具有擋潮、蓄淡、排澇效益。本文以浙東水系的演變?yōu)榍腥朦c(diǎn),研究了三江閘興建的歷史背景、工程特點(diǎn)和運(yùn)行機(jī)理,并分析三江閘優(yōu)化區(qū)域水資源條件及對(duì)浙東運(yùn)河的控制作用。
浙東運(yùn)河是蕭紹平原的重要水道之一。本文中的浙東運(yùn)河即西興運(yùn)河,由蕭山西興至紹興曹娥堰。其開鑿源于春秋時(shí)期的山陰水道;東晉賀循(260-319)傍鑒湖堤鑿渠溉田,是西興運(yùn)河的雛形;到南北朝時(shí)期已經(jīng)形成初具規(guī)模、工程設(shè)施較為完備的運(yùn)河水道[5]。蕭紹平原西南高東北低,自然河流大都西南東北流向。浙東運(yùn)河形成后,與蕭紹平原各主要水系約呈90°相交,成為蕭紹平原水網(wǎng)的東西骨干水道,將自然河流整合為相互貫通的水網(wǎng)系統(tǒng)。浙東運(yùn)河及相關(guān)水道可稱為浙東運(yùn)河水系,是蕭紹平原水網(wǎng)系統(tǒng)的主要組成。
1.1 浦陽江改道及其影響三江閘興建的直接原因是浦陽江的改道。浦陽江是縱貫蕭紹平原最大的自然河流,發(fā)源于浦江縣,向北流經(jīng)諸暨,入蕭山縣境之后稱西小江或錢清江,15世紀(jì)以前,浦陽江主流由西小江至三江口入海。明宣德年間(1426—1435)開始,浦陽江逐漸在磧堰分流,西流至漁浦入錢塘江;成化年間(1465—1487)戴琥在浦陽江上游建臨浦壩,攔截江水全部由磧堰改道西流;正德時(shí)(1506—1521)“商舟欲取便”[6],開臨浦壩建閘,浦陽江又與西小江恢復(fù)聯(lián)系;直至嘉靖十六年(1537)湯紹恩重開磧堰并修復(fù)臨浦壩,浦陽江才徹底結(jié)束了由西小江入海的歷史[6-7](圖1)。
圖1 蕭紹平原各水系及歷史時(shí)期控制工程位置示意
浦陽江的改道過程使西小江河床迅速淤高。浦陽江改道之前,西小江河床低于運(yùn)河數(shù)米:“錢清江者,自三江口來,西過諸暨約三百余里,闊十余丈。運(yùn)河半貫其中,高于江水丈余,故南北皆筑堰止水,別設(shè)浮橋渡行旅。大舟例剝載,小舟則拖堰而過?!盵8]船只在錢清渡江時(shí)往往需要候潮。自浦陽江逐漸由磧堰分流,西小江由于徑流量劇減及海潮挾沙上溯的影響,河床快速淤高。到成化初年(1465),西小江河床已與運(yùn)河淤平,錢清堰因阻礙行船而被拆除[5,7]。正德年間浦陽江向西小江的分流,并未使西小江的淤積狀況改善。
浦陽江改道使西小江對(duì)蕭紹平原的洪水威脅減小,卻使西小江由原來的受徑流規(guī)律控制為主變?yōu)橥耆苋诔毕?guī)律控制,在此基礎(chǔ)上造成蕭紹平原嚴(yán)重的蓄泄矛盾。西小江是蕭紹平原的排水干道,由于河床淤塞及海潮漲落的干擾,沒有關(guān)鍵工程的控制,區(qū)域澇水很難順利排泄。由于缺少徑流抵沖,咸水內(nèi)灌甚至能到達(dá)紹興城,造成淡水供給不足和農(nóng)田鹽漬,蕭紹平原水環(huán)境嚴(yán)重惡化。15世紀(jì)以前在蕭紹平原北部海塘以及西小江上修了許多閘來控制雖取得一些效益,但由于沒有一個(gè)占據(jù)要津的大型樞紐工程,平原的水旱問題并未解決[2]。
1.2 錢清堰廢棄及其影響錢清堰是11-15世紀(jì)浙東運(yùn)河與西小江平交處的控制工程,功能是控制兩河之間的高差,保證運(yùn)河水位、水量的穩(wěn)定。浦陽江改道、西小江淤高之后,為方便行船,成化二年(1466)將錢清兩堰拆除,從此“舟行由運(yùn)河直抵西興”[9]。
水運(yùn)需要航道保持穩(wěn)定的水位與水量。錢清堰的廢棄,使西興至曹娥堰100多公里的運(yùn)河與西小江直接連通,由原來工程控制下相對(duì)獨(dú)立和穩(wěn)定的水道,變成隨西小江受三江口潮汐漲落自然規(guī)律的控制。海潮漲落引起西小江水位變化,從而造成運(yùn)河水位、水量的不穩(wěn)定,水運(yùn)條件惡化。同時(shí),作為蕭紹平原水網(wǎng)的東西干道,浙東運(yùn)河溝通蕭紹平原各水系,浦陽江改道造成的西小江蓄泄矛盾和水環(huán)境惡化通過運(yùn)河水系延伸到整個(gè)蕭紹平原。
1.3 三江閘的興建三江閘正是在蕭紹平原水環(huán)境惡化的背景下興建的。嘉靖十四年(1535),湯紹恩任紹興知府,他在勘察紹興水利后指出當(dāng)時(shí)區(qū)域水利狀況,“山陰、會(huì)稽、蕭山三邑之水,匯三江口入海,潮汐日至,擁沙積如丘陵。遇霪潦,則水阻沙不能驟泄,良田盡成巨浸,當(dāng)事者不得已決(海)塘以泄之。塘決則憂旱,歲苦修筑。”[10]根據(jù)蕭紹平原地形形勢(shì)及水系特點(diǎn),在三江口建閘可以控制內(nèi)水與外海聯(lián)系的咽喉,總攬蕭紹水利全局。于是勘察地質(zhì)、選定閘址,嘉靖十五年(1536)七月動(dòng)工,次年(1537)三月建成。三江閘建成之后,湯紹恩又接筑海塘、重開磧堰、建蒿壩清水閘、修鑒湖堤,以全面整合蕭紹水系,使三江閘的效益能更好發(fā)揮[11]。
三江閘建成之后,湯紹恩將成化十二年(1476)戴琥在紹興府佑圣觀前府河設(shè)立的“山會(huì)水則碑”移置閘下,作為三江閘運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)[12]。萬歷十二年(1584)時(shí)任知府蕭良幹主持大修時(shí)將其改進(jìn),創(chuàng)立三江水則碑,自上而下依次為“金、木、水、火、土”五字,并據(jù)此制定三江閘啟閉運(yùn)行以及工程管理的詳細(xì)規(guī)定[11]?!度l務(wù)全書》評(píng)價(jià):“蕭公雖有所因以成事,而閘之規(guī)制益增而廣,閘之形勢(shì)益壯而厚,實(shí)因而兼創(chuàng)也。凡此,皆湯所欲行而未及行者[11]。”由于明末清初錢塘江出水主槽北遷,清康熙十年(1671)之后,三江口逐漸淤漲成灘,閘功能從此逐漸衰落,但仍一直發(fā)揮作用,直到1972年被新三江閘所取代[2]。
三江閘總扼蕭紹平原水系的咽喉,以科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的工程管理,持續(xù)發(fā)揮效益400余年,在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、工程管理方面具有較高科技價(jià)值。
2.1 三江閘的選址及工程布置西小江是蕭紹平原的最低處,各水系都匯入西小江至三江口入海。三江閘橫截西小江河口,此處兩岸皆山,正是內(nèi)河外海聯(lián)通的關(guān)鍵。因此,三江閘建成之后,成為控制以浙東運(yùn)河水系為主的蕭紹平原水環(huán)境的總樞紐。
三江閘樞紐主要由閘和則水碑構(gòu)成。閘全長(zhǎng)100多米,分28孔,各孔自東南向西北依次以“角”至“軫”命名,“以應(yīng)天之經(jīng)宿”[11],因此又稱為“應(yīng)宿閘”。各孔閘底隨基巖高程不同,深度也不同,利于閘基穩(wěn)定,還可深淺結(jié)合調(diào)節(jié)泄水流量,內(nèi)河大水時(shí)先開深孔,小水時(shí)先開淺孔。兩端的角軫二孔稱“常平洞”,閘頂高程常年保持正常蓄水位[11]。
則水碑為三江閘運(yùn)行提供定量標(biāo)準(zhǔn)。其位置位于“閘內(nèi)平瀾處”[8],建在近岸的基巖上,既利于基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定,又不受閘孔水動(dòng)力學(xué)顯著影響,能夠準(zhǔn)確反映內(nèi)河水系客觀的水位。蕭良幹又于紹興府城立一相同水則,為三江閘調(diào)節(jié)內(nèi)陸運(yùn)河及城河的水位提供定量參考[11]。
2.2 三江閘的工程結(jié)構(gòu)三江閘是我國現(xiàn)存最大的砌石結(jié)構(gòu)水閘,采用傳統(tǒng)材料和工藝建造,歷時(shí)400余年結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定。自嘉靖十六年(1537)建成后,三江閘雖歷經(jīng)大修,但主體結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變。三江閘用生鐵水將大石板固定在基巖上作為基礎(chǔ);其上用大條石交錯(cuò)砌筑,連接處用鐵錠固定,縫隙灌錫以防漏水;每隔五孔建一大梭墩,以保障海潮沖擊下多孔長(zhǎng)閘的結(jié)構(gòu)安全。工程設(shè)計(jì)及施工的科學(xué)合理,是三江閘功能持續(xù)發(fā)揮的基礎(chǔ)條件。
2.3 三江閘的運(yùn)行機(jī)制三江閘在則水碑對(duì)水位定量監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)三江口水位的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)河水網(wǎng)水量的調(diào)節(jié)。蕭良幹以則水碑為依據(jù)制定啟閉制度:“水至金字腳,各洞盡開;至木字腳,開十六洞;至水字腳,開八洞。夏至火字頭筑;秋至土字頭筑。閘夫照則啟閉,不許稽遲時(shí)刻?!盵11]又規(guī)定,開閘時(shí)必須將疊梁閘板全部起出,以防閘底淤沙;閉閘時(shí)用草土填筑兩閘板之間,以防滲漏。大泛排澇時(shí),則需根據(jù)潮勢(shì)變化來實(shí)時(shí)操作閘門的啟閉。潮漲之前開閘泄水,為節(jié)省閉閘的操作時(shí)間,在潮水漲平之前先將各閘閘板用繩子系在一起,全部懸掛在閘槽之上,待潮水漲至與內(nèi)河平,趕緊全部下板堵筑,有效防止潮水內(nèi)灌;再待潮水落下之后,將閘全部開啟泄水[13]。
三江閘是蕭紹平原水網(wǎng)系統(tǒng)的控制樞紐,具有擋潮、排澇、蓄淡等綜合功能。通過三江閘的運(yùn)行,使蕭紹平原澇時(shí)可以排泄,旱時(shí)可以蓄淡,咸潮內(nèi)灌得到遏制,扭轉(zhuǎn)了浦陽江改道以來蕭紹平原水環(huán)境的惡化趨勢(shì)。以往研究[1-4]對(duì)三江閘這方面的功能已有充分論述。浙東運(yùn)河是蕭紹平原水網(wǎng)的東西骨干,浙東運(yùn)河水系是平原水網(wǎng)的主要組成部分。三江閘作為蕭紹平原水網(wǎng)的控制樞紐,對(duì)浙東運(yùn)河的水位、水量具有控制作用。在以往對(duì)三江閘的研究中,鮮有論及其對(duì)浙東運(yùn)河水運(yùn)條件的控制作用;而對(duì)浙東運(yùn)河的諸多研究也從未將三江閘納入其工程體系分析其對(duì)運(yùn)河水運(yùn)的控制作用。以往研究中二者相互割裂的關(guān)系,造成對(duì)三江閘、浙東運(yùn)河工程價(jià)值的認(rèn)知都不全面。
1466年錢清堰廢棄之后,浙東運(yùn)河與西小江在蕭紹平原構(gòu)成交叉水道,通過兩者的整合,平原水系全部匯聚三江口。三江閘建成之后,通過西小江和運(yùn)河的聯(lián)系才得以實(shí)現(xiàn)對(duì)蕭紹平原水系的統(tǒng)一控制。因此三江閘的運(yùn)行對(duì)浙東運(yùn)河的水位、水量有直接的影響。
浦陽江改道、錢清堰廢棄之后,浙東運(yùn)河受三江口潮汐控制,水運(yùn)條件急劇惡化。三江閘建成之后,通過閘前和紹興城的兩塊水則,通過對(duì)水位的調(diào)控保證了水運(yùn)所需的穩(wěn)定水量條件,從而替代錢清堰成為浙東運(yùn)河新的控制工程。從浙東運(yùn)河的角度來說,相對(duì)于錢清堰三江閘的位置發(fā)生變化,這種變化使其控制的范圍由單純的運(yùn)河水道擴(kuò)大到整個(gè)蕭紹平原水網(wǎng),其功能也由以水運(yùn)控制為主擴(kuò)展為包括擋潮、排澇、蓄淡等綜合功能。蕭紹平原對(duì)擋潮、排澇、蓄淡等功能的最終要求,是使整個(gè)平原水網(wǎng)的水位、水量維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的安全范圍,而這與浙東運(yùn)河水運(yùn)效益的要求一致。由此,三江閘才得以將包括水運(yùn)調(diào)控在內(nèi)的多種功能的發(fā)揮,統(tǒng)一到自身單一工程的運(yùn)行管理上。
其次,從歷史文獻(xiàn)的記載中看,三江閘自建成之后,其運(yùn)行自始至終都考慮了運(yùn)河水運(yùn)的要求。前文已經(jīng)提到,湯紹恩建成三江閘之后將戴琥的“山會(huì)水則”移置閘下,作為工程運(yùn)行管理的依據(jù)?!吧綍?huì)水則碑”規(guī)定:“低田秧已旺及常時(shí),及菜麥未收時(shí),(水)宜在下則上五寸,再下恐妨舟楫矣”[6]。非常明確的講到對(duì)水運(yùn)條件的考慮。50年后,蕭良幹將山會(huì)水則改良,創(chuàng)立“金木水火土”五字水則,整合區(qū)域擋潮、排澇、蓄水及水運(yùn)的綜合要求,統(tǒng)一為三江閘的水位控制。由此可見,對(duì)運(yùn)河水運(yùn)的調(diào)控一直是三江閘的功能之一。其實(shí)早在18世紀(jì),時(shí)人舒瞻就指出其水運(yùn)方面的效益:“錢清故運(yùn)河,(西小)江水挾海潮橫厲其中,不得不設(shè)壩(即錢清堰)。每滛雨積日,山洪驟漲,大為內(nèi)地患。今越人但知錢清(江)不治,田禾在山、會(huì)、蕭三縣皆受其殃,而不知舟楫之厄于洪濤,行旅俱不敢出其間”[13]。
本文將三江閘水利工程置于區(qū)域自然環(huán)境歷史變遷的背景下,分析其建設(shè)、運(yùn)行、管理及功能;并分析了浙東運(yùn)河在區(qū)域水系變遷的影響下水運(yùn)條件的惡化。論文研究了三江閘對(duì)區(qū)域的綜合水利功能,并著重分析了其在浙東運(yùn)河工程體系中的地位。主要結(jié)論如下:(1)三江閘是在浦陽江改道、錢清堰廢棄,蕭紹平原水環(huán)境惡化的背景下,為解決海潮影響下蕭紹平原水利突出的蓄泄矛盾而興建。三江閘建成之后,將蕭紹平原水系重新整合,形成以西小江和浙東運(yùn)河為骨干的統(tǒng)一水網(wǎng);(2)三江閘的運(yùn)行,通過位于不同位置的則水碑對(duì)水位實(shí)行定量控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)區(qū)域水量蓄泄的定量控制,工程管理比較先進(jìn)。作為區(qū)域關(guān)鍵樞紐工程,三江閘具有擋潮、排澇、蓄水、航運(yùn)等綜合功能。西小江和浙東運(yùn)河作為蕭紹平原最主要的骨干水道,對(duì)三江閘綜合效益的發(fā)揮具有重要作用;(3)三江閘的建成,改變了錢清堰廢棄之后浙東運(yùn)河受潮汐漲落自然規(guī)律控制的狀況,使水運(yùn)功能所需的水位水量重新得到工程控制,因此是繼錢清堰之后浙東運(yùn)河的控制工程,在浙東運(yùn)河工程體系中具有不可替代的關(guān)鍵地位。與一般的運(yùn)河控制工程不同,三江閘遠(yuǎn)離運(yùn)河干道,因此在實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)河水量、水位有效調(diào)節(jié)的同時(shí),不對(duì)船只航行產(chǎn)生阻礙或干擾。作為運(yùn)河的控制工程,與錢清堰等橫截運(yùn)河的閘壩相比,三江閘更具科學(xué)價(jià)值。
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