全球水壩工程演化簡(jiǎn)史

張志會(huì)

上：溪洛渡工程。 攝影/廖望階

作為水利工程的主要工程類型之一，水壩工程自古以來(lái)就一直存在，為推動(dòng)人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮著不可替代的重要作用。水壩工程經(jīng)歷了一個(gè)與自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)同演化的過(guò)程。

一、原始的水壩工程

水壩工程的歷史最早可追溯至8000年前。美索不達(dá)米亞?wèn)|邊扎哥羅斯（Zagros）山脈丘陵地帶的農(nóng)民也許是世界上第一批建造水壩的人，考古人員在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)了公元前6000年左右的灌渠。公元前3000年前建造的古城加瓦（Jawa，現(xiàn)在約旦境內(nèi)）供水系統(tǒng)的一部分，是迄今為止現(xiàn)存的建造時(shí)間最早的水壩。此后400年，埃及的石匠在開羅附近的季節(jié)性溢流堰上建造起所謂的異教之壩（Sadd el-Kafra）。這座水壩在完工之前被洪水沖垮而功虧一簣。公元前14世紀(jì)末，敘利亞境內(nèi)建成了一座高6米、長(zhǎng)200米的填筑壩，至今尚存。

中國(guó)自古以來(lái)洪澇災(zāi)害頻發(fā)。最初，各部落為求得生存，往往逐水草而居。由于古代社會(huì)生產(chǎn)力水平極其低下，人們只能被動(dòng)地逃避洪水侵襲。傳說(shuō)中共工“壅防百川，墮高堙庫(kù)”和“鯀作城”可以稱之為我國(guó)古代最早的關(guān)于先民被動(dòng)應(yīng)付洪水，以“壅”、“障”為法的治水實(shí)踐?！秶?guó)語(yǔ)?周語(yǔ)》云：共工“壅防百川”?！渡袝吩唬骸磅呎虾樗?。共工及鯀的治水工程都因方法不當(dāng)，只知一味壘壩筑堰來(lái)堵塞洪水，結(jié)果導(dǎo)致水害反而更加肆虐。鯀還因治水不利而被堯帝處死于羽山。

大禹治水的傳說(shuō)在原始社會(huì)末期，公元前2000年前后。當(dāng)時(shí)正值農(nóng)耕文明開始興起，人們從山區(qū)丘陵地帶轉(zhuǎn)移到土地肥美的黃河中下游平原。由于人類居住區(qū)域的擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，洪水災(zāi)害的威脅也開始增加。相傳黃河流域發(fā)生了一場(chǎng)空前的大洪災(zāi)，《孟子?滕文公下》記載“水逆行，泛濫于中國(guó)”，久治難息。大禹吸取了前人治水失敗的教訓(xùn)，改變治水思路，聯(lián)合共工氏、伯益、后稷等部落，以疏導(dǎo)為上策，將黃河下游入海通道“分播為九”，疏通河道、宣泄洪水，歷經(jīng)13年“勞神焦思，擇行路宿”的奮斗，甚至“三過(guò)家門而不入”，終于換得水患大治。治水的成功，為原始農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人民的定居生活創(chuàng)造了良好的條件。

二、古代時(shí)期的水壩工程

1、農(nóng)業(yè)發(fā)展與水利進(jìn)步

公元前最后1000年里，世界許多地方都建設(shè)了水壩。公元前1000年末，石頭和泥土修建的水壩在地中海地區(qū)、中東、中國(guó)和中美洲等地出現(xiàn)了。公元前700年～前250年，亞述人、巴比倫人、波斯人修筑了多座灌溉用的水壩。同一時(shí)期，也門、斯里蘭卡、印度也修筑了一些著名的水壩。古羅馬工程師的天才在水利工程上也同樣顯而易見，但直到公元前1世紀(jì)中葉他們才接觸到水壩工程，這大概是由于公元前150年他們吞并希臘時(shí)，邁錫尼人修建的壩已完全淤塞。從公元前4世紀(jì)開始，斯里蘭卡各城市便開始修建較長(zhǎng)的土堤來(lái)蓄水。這些早期的土石壩中的一個(gè)——在公元460年被加高至34米，是當(dāng)時(shí)世界上最高的水壩，這個(gè)記錄保持了1000多年。古代時(shí)期的水壩工程表現(xiàn)出了以下特征：

鐵制工具催生了大型水壩工程。公元前4000～公元前3000年，人類進(jìn)入了青銅時(shí)代，但由于青銅工具的缺陷，那時(shí)還看不到大型水壩。后來(lái)鐵質(zhì)工具的出現(xiàn)使大型水壩工程的出現(xiàn)成為可能。正如恩格斯在《家庭、私有制和國(guó)家起源》中所言：“鐵使更大面積的農(nóng)田耕作，開墾廣闊的森林地區(qū)成為可能；它給手工業(yè)工人提供了一種其堅(jiān)固和銳利非石頭或當(dāng)時(shí)所制的其他金屬所能抵擋的工具”。

土石壩

水壩的功能日漸豐富。早期水壩的功能從供水、防洪、水土保持逐步發(fā)展到農(nóng)業(yè)灌溉。亞洲西南部和非洲東北部在公元前2000年～公元前2500年建造的水壩工程主要用于供水、防洪以及水土保持，以便為人類居住提供基本的生活環(huán)境。僅在以后的1000年里，隨著早期農(nóng)業(yè)文明的興起，人類才將水壩與灌溉聯(lián)系起來(lái)。公元前1世紀(jì)，歐洲和中國(guó)幾乎同時(shí)發(fā)明了水車，主要用來(lái)碾谷。

水壩多為憑工匠經(jīng)驗(yàn)建成的“半人工物”。在農(nóng)業(yè)文明初期，人類只是在自然堤的啟示下，建造一些低矮的堰壩。鐵質(zhì)工具的出現(xiàn)，使得建造大型水壩成為可能。盡管人們很早就發(fā)現(xiàn)了水文學(xué)及水力學(xué)的許多現(xiàn)象，出現(xiàn)了像阿基米德那樣的科學(xué)家，但科學(xué)與技藝之間尚存在明顯的界限，筑壩工匠與科學(xué)家互不交往。以至于古羅馬時(shí)期阿基米德雖已意識(shí)到水壩的最佳斷面是三角形，這種形狀符合大壩所承受的庫(kù)水壓力由頂至底增加的規(guī)律，然而恰恰是這位科學(xué)家認(rèn)為，用一定數(shù)量的低級(jí)壩工以及不太完善的工藝就可以滿足需要，這種沒(méi)有把科學(xué)與技術(shù)結(jié)合起來(lái)的態(tài)度，當(dāng)時(shí)很有代表性，一直持續(xù)到中世紀(jì)以后。這些水壩要么是填筑壩，要么是重力壩，也就是說(shuō)，只以建筑自身的重量去抵御水壓，而不考慮其強(qiáng)度作用。

到了羅馬時(shí)期出現(xiàn)了拱壩和支墩壩。除前面提到的異教之壩外，其他所有的填筑壩都是勻質(zhì)壩，即均未設(shè)防滲心墻。在施工中，古羅馬人采用了一些量具，并首次大量使用了由砂和卵石、熟石灰、水和火山灰或磨細(xì)了的磚粉而成的三合土。

水車是水能利用的主要形式。水能利用的歷史與灌溉一樣久遠(yuǎn)，不過(guò)當(dāng)時(shí)只是將流水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。古埃及和蘇美爾當(dāng)時(shí)使用一種叫做戽水車（Noria）的水輪，在輪的四周的邊緣掛著水桶從河中或渠道戽水。到了公元前1世紀(jì)，羅馬人已用上了水車來(lái)磨谷物。我國(guó)特有的龍骨水車首創(chuàng)于東漢靈帝時(shí)期，當(dāng)時(shí)被稱為“翻車”。

自春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，中國(guó)水利工程在科技、防洪、灌溉、航運(yùn)等方面均有顯著進(jìn)展。此后的2000年里，中國(guó)水利科技與歐洲交相輝映，并逐步位居世界水利科技的高端。都江堰是全世界迄今為止，年代最久、唯一留存、以無(wú)壩引水為特征的一項(xiàng)偉大的“生態(tài)工程”。

中國(guó)古代各個(gè)王朝都重視水利工程。隋代建成了北接北京、南抵杭州的大運(yùn)河，全長(zhǎng)2400公里，是世界上最長(zhǎng)的運(yùn)河。荊江大堤始建于東晉永和元年至興寧二年間（公元345年～公元364年）。相傳荊州刺史桓溫令陳遵沿江陵城筑金堤，是大堤最早的記載。大堤沙市以上堤段建成于唐代中期，北宋中期后堤圍逐漸向下游發(fā)展，大致在元代初期形成規(guī)模。公元1542年，北岸最后一個(gè)分流口——郝穴堵塞，大堤聯(lián)成一線，全長(zhǎng)124公里，被人稱作萬(wàn)城大堤，又名萬(wàn)安大堤。清代乾隆五十三年（公元1788年）長(zhǎng)江發(fā)生水災(zāi)，萬(wàn)城大堤潰決，淹江陵城。

2、水壩工程在歐洲中世紀(jì)的停滯與文藝復(fù)興時(shí)期的發(fā)展

中世紀(jì)時(shí)期，歐洲建壩處于低潮，而東方則出現(xiàn)了許多大壩。17世紀(jì)末日本15米高以上的大壩有30座，截至19世紀(jì)中期日本共建成了500多座。印度、巴基斯坦在中世紀(jì)曾出現(xiàn)過(guò)數(shù)萬(wàn)座水壩，到11世紀(jì)達(dá)到高峰。歐洲中世紀(jì)的壩型有比較明顯的南北差異，即羅馬化的南歐國(guó)家修建的大多是圬工壩，其中的灌溉用壩又多為支墩壩，也出現(xiàn)了少量的拱壩。而北歐國(guó)家則更流行填筑壩，這一偏好可能沿襲了羅馬時(shí)代將填筑壩用作支撐構(gòu)件的傳統(tǒng)。

文藝復(fù)興時(shí)期工程實(shí)踐變得日益系統(tǒng)化，但筑壩技術(shù)并未取得革命性的進(jìn)展。文藝復(fù)興之后，歐洲壩工重新興起。這個(gè)時(shí)期水壩工程的發(fā)展主要包括：

水利基礎(chǔ)科學(xué)初步建立，防滲心墻技術(shù)出現(xiàn)。文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)為科學(xué)發(fā)展開辟了道路，技術(shù)發(fā)展的意義和價(jià)值重新獲得社會(huì)肯定。這一時(shí)期誕生了水利基礎(chǔ)科學(xué)的雛形。一些對(duì)水利有重大貢獻(xiàn)的科學(xué)家，將數(shù)學(xué)、物理學(xué)、力學(xué)、水文學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)等不同門類的科學(xué)以及水工試驗(yàn)技術(shù)與水壩工程相結(jié)合，使水利基礎(chǔ)科學(xué)有了較快進(jìn)展。文藝復(fù)興以后，歐洲筑壩技術(shù)走在世界前列，水壩防滲心墻技術(shù)成為那一時(shí)期重大的技術(shù)突破。1558年，這一技術(shù)應(yīng)用于德國(guó)的厄爾山區(qū)的礦業(yè)用壩上，后來(lái)又在英國(guó)再度創(chuàng)新，用于園林中的藝術(shù)壩。此后，在筑壩技術(shù)上出現(xiàn)了拱壩這一經(jīng)典壩型，且一直沿用到現(xiàn)在。

社會(huì)需求帶動(dòng)水壩工程的發(fā)展。隨著歐洲從封建社會(huì)逐步過(guò)渡到資本主義社會(huì)，歐洲商業(yè)、手工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)達(dá)推動(dòng)城市的繁榮，也為不斷擴(kuò)展的工程領(lǐng)域提供更為強(qiáng)大的動(dòng)力。14～16世紀(jì)中期，歐洲的水壩工程又發(fā)展起來(lái)。那時(shí)歐洲的意大利、奧地利均有水壩，而11世紀(jì)才興起水壩工程建設(shè)的西班牙卻最為活躍。西班牙16世紀(jì)末修建的蒂比（Tibi）拱壩高達(dá)46米，這一記錄保持了將近3個(gè)世紀(jì)。

蒂比拱壩近景

蒂比拱壩遠(yuǎn)景

水壩工程成為最重要的動(dòng)力源，筑壩用途呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)?！拔乃噺?fù)興時(shí)期，工程師成為新的更加通用的動(dòng)力源的建造者和使用者”，他們?cè)谒嚨膯l(fā)下將水壩用作動(dòng)力來(lái)源，這樣既能保證水車的給水，又增大了水車的動(dòng)能，由此一來(lái)，水能成為當(dāng)時(shí)人類社會(huì)最重要的動(dòng)力源。中世紀(jì)后期，歐洲開始將水壩用于為采礦提供動(dòng)能，瑞典、羅馬尼亞、俄羅斯都陸續(xù)建造了不少的礦業(yè)用壩，后來(lái)還出現(xiàn)了磨坊水池和漂白池。水磨坊等之所以得到廣泛應(yīng)用，或許是奴隸勞動(dòng)力日益短缺的結(jié)果。

13世紀(jì)的英國(guó)，毛紡業(yè)開始使用水力來(lái)驅(qū)動(dòng)漂洗工人的重錘，鄉(xiāng)村生產(chǎn)由此迅速發(fā)展起來(lái)，這一變化被卡魯斯-威爾遜（Carus-Wilson）描述為“13世紀(jì)的工業(yè)革命”。除灌溉、供水外，水壩的多種用途被逐漸發(fā)掘出來(lái)。那時(shí)的動(dòng)力壩水庫(kù)還兼做養(yǎng)魚。從13世紀(jì)開始，公共供水業(yè)的復(fù)興，導(dǎo)致供水用壩的數(shù)量增加。此外，為統(tǒng)治者在宮廷園林中修建娛樂(lè)用的人工湖和噴水池成為水壩的新興用途。在17世紀(jì)建造運(yùn)河的熱潮席卷北歐之時(shí)，人們開始用水庫(kù)蓄水來(lái)補(bǔ)償因船閘運(yùn)行所造成的水量損失，來(lái)保障航運(yùn)。

中世紀(jì)后期歐洲筑壩技術(shù)向殖民地的傳播。16世紀(jì)歐洲的征服者在向海外擴(kuò)張的同時(shí)，也將筑壩與利用水力的新技術(shù)傳播到其殖民地。在拉丁美洲，西班牙人意外地發(fā)現(xiàn)，那里某些文明國(guó)家早已出現(xiàn)了傳統(tǒng)的水利工程。這些國(guó)家又利用歐洲新型筑壩技術(shù)對(duì)其原有水壩工程進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，例如，他們學(xué)會(huì)了建造圬工壩，修建磨坊水車等。盡管北美東部氣候寒冷，人口稀少，人們并不需要灌溉設(shè)施和供水工程，卻有條件引入水力技術(shù)來(lái)開發(fā)河流水力資源。

在此時(shí)期，東方國(guó)家并未享受到文藝復(fù)興的思想與科技成果，筑壩技術(shù)發(fā)展緩慢。中國(guó)元明清時(shí)期的大型水壩工程雖不及宋前為多，但仍有不少地方性小型農(nóng)田水壩工程，且興建的數(shù)量越來(lái)越多。各種形式的水壩工程在全國(guó)幾乎到處可見，發(fā)揮著顯著的效益。

三、工業(yè)文明時(shí)期的水壩工程

工業(yè)文明時(shí)期出現(xiàn)了史無(wú)前例的建壩熱潮，水能開發(fā)迅猛發(fā)展，水資源利用趨于綜合化。

1、第一次工業(yè)革命后水壩工程的發(fā)展?fàn)顩r

第一個(gè)工業(yè)革命促使人類第一次從農(nóng)業(yè)、手工業(yè)生產(chǎn)方式過(guò)渡到工業(yè)和機(jī)器大生產(chǎn)占支配地位的生產(chǎn)方式，由此大幅度提高了社會(huì)生產(chǎn)力。不過(guò)總體來(lái)看，第一次工業(yè)革命并未對(duì)筑壩技術(shù)產(chǎn)生多少實(shí)質(zhì)性的影響。與其他領(lǐng)域一樣，壩工建設(shè)相關(guān)的許多技術(shù)發(fā)明都來(lái)自工匠在工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)和技術(shù)并未真正結(jié)合。直到18世紀(jì)末葉，人們對(duì)于壩承受的荷載、壩內(nèi)應(yīng)力分布，以及對(duì)建筑材料和地基的要求尚缺乏清晰的理論認(rèn)識(shí)，也幾乎沒(méi)有水流量或降水量的數(shù)據(jù)及其相關(guān)的統(tǒng)計(jì)和分析工具，水壩工程依然缺乏系統(tǒng)理論的指導(dǎo)。

在這種情況下，水壩坍塌事故頻繁發(fā)生。例如，西班牙洛爾卡（Lorca）附近的蓬特斯（Puentes）重力壩，曾于1648年和1802年兩次被洪水沖垮，1884年又2次重建。馬德里以西瓜達(dá)拉馬（Guadarrama）河上的加斯科（Guasco）重力壩于1789年被洪水沖垮，重建后壩高被迫從93m降至57m。美國(guó)的安全記錄顯示：該國(guó)1930年以前建成的土石壩有1/10是失敗的。1889年，賓夕法尼亞州約翰斯敦（Johnstown）上游的一座水壩坍塌，造成2200余人死于非命。慘痛的教訓(xùn)使人們深刻意識(shí)到，單靠數(shù)量上的增長(zhǎng)，沒(méi)有筑壩技術(shù)的根本變革，就不可能為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。

垮塌的蓬特斯重力壩

伴隨城市和工業(yè)用水迅速增長(zhǎng)，對(duì)水資源的需求量也劇增。英國(guó)成為近代歐洲筑壩活動(dòng)最活躍的國(guó)家。19世紀(jì)，正在工業(yè)化的英國(guó)建成了200座左右的15米高的蓄水壩，以滿足不斷擴(kuò)大的城市用水需求。1900年，英國(guó)大型水壩的數(shù)量幾乎是全世界大壩的總和。在第一次工業(yè)革命期間，土耳其、德國(guó)、法國(guó)也建設(shè)了許多水壩。

水力仍是重要的工業(yè)動(dòng)力源。18世紀(jì)和19世紀(jì)的第一個(gè)10年內(nèi)，英國(guó)工業(yè)能源的大部分仍由水車供應(yīng)，盡管其比例在不斷縮小。英國(guó)的水力資源相對(duì)有限，而煤炭資源并不缺乏，否則，水車的統(tǒng)治地位將延續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。而美國(guó)的情況正好相反，美國(guó)的煤礦均分布在相對(duì)人跡罕至的阿巴拉契亞山脈西部地區(qū)，而山脈東麓的陡坡則提供了建造水磨坊的良好環(huán)境，水力在這些地區(qū)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了長(zhǎng)時(shí)間不可替代的動(dòng)力。同樣條件和情況也存在于歐洲許多地區(qū)。

工業(yè)革命時(shí)期筑壩蓄水對(duì)當(dāng)時(shí)社會(huì)上占主導(dǎo)的紡織業(yè)產(chǎn)生了重要影響。早期蒸汽機(jī)對(duì)于需要平緩和均勻運(yùn)動(dòng)的工作并不適合，再加上純粹經(jīng)濟(jì)方面的考慮，要擴(kuò)大蒸汽機(jī)在紡織業(yè)中所占比重也并不容易。在水壩用作動(dòng)力的推動(dòng)下，在紡織業(yè)出現(xiàn)了珍妮機(jī)和水力紡紗機(jī)，一臺(tái)珍妮機(jī)能頂手紡車6～24臺(tái)，而水力紡紗機(jī)一臺(tái)則頂手紡車數(shù)百臺(tái)。至遲到1850年，英格蘭和威爾士的毛紡織業(yè)中還有超過(guò)1/3的動(dòng)力供應(yīng)來(lái)自水力。

珍妮紡紗機(jī)

2、第二次工業(yè)革命后，人類歷史上出現(xiàn)第二次建壩高潮

1870年以后，世界范圍內(nèi)爆發(fā)了第二次工業(yè)革命。此間科技發(fā)展突飛猛進(jìn)的代表性成果就是電力被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，人類跨入了電氣時(shí)代。水輪機(jī)的出現(xiàn)，真正開啟了水壩工程的新篇章。這一時(shí)期最重要的發(fā)明之一非水輪機(jī)的出現(xiàn)莫屬。法國(guó)工程師福內(nèi)戎（Benoit Fourneyron）于1832年完善了首臺(tái)水輪機(jī)。水輪機(jī)將落水的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，效率遠(yuǎn)高于水車。1849年，美國(guó)的J.B.弗朗西斯發(fā)明了混流式水輪機(jī)。世界上第一座水電站，建在威斯康星州阿普爾頓（Appleton）的一座攔河壩內(nèi)，于1882年開始發(fā)電。翌年，在意大利和挪威也相繼建成了水電大壩。此后，人們又對(duì)水電站不斷完善：1889年，美國(guó)的L.A.佩爾頓發(fā)明了水斗式水輪機(jī)；1920年，奧地利的V.卡普蘭發(fā)明了軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)；1956年，瑞士的P.德里亞發(fā)明了斜流式水輪機(jī)。隨著電力工程的發(fā)展，水電開始造福人類。

福內(nèi)戎發(fā)明的水輪機(jī)

弗朗西斯水輪機(jī)

卡普蘭發(fā)明的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)

培爾頓所建議的沖擊式水輪機(jī)

筑壩理論和材料亦取得突破性進(jìn)展。水利基礎(chǔ)科學(xué)盡管起源很早，但相對(duì)其他領(lǐng)域，一直發(fā)展緩慢。隨著水力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)等學(xué)科的創(chuàng)立與發(fā)展，水利科學(xué)取得顯著進(jìn)展。19世紀(jì)50年代，格拉斯科大學(xué)土木工程教授W.J.M.朗肯研究了疏松土質(zhì)的穩(wěn)定性問(wèn)題，此后德薩斯里和德婁克等研究了重力壩設(shè)計(jì)中砌石和基礎(chǔ)的應(yīng)力問(wèn)題。同時(shí)，理論指導(dǎo)下的壩工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始出現(xiàn)。19世紀(jì)50年代，以技術(shù)科學(xué)為基礎(chǔ)的土石壩和拱壩的設(shè)計(jì)理論和分析方法開始出現(xiàn)，這些理論和方法直到1922年才開始正式應(yīng)用于拱壩設(shè)計(jì)，土壩的合理設(shè)計(jì)還要更遲一些。1861年～1866年建造的古夫爾?登伐重力壩是世界上第一座用現(xiàn)代技術(shù)理論建造的大壩。不僅如此，筑壩材料也出現(xiàn)重大創(chuàng)新，新型建筑材料陸續(xù)面世。1824年，英國(guó)人J.阿斯普丁發(fā)明了硅酸鹽水泥，帶動(dòng)了混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，使土木工程建筑進(jìn)入新的發(fā)展階段。19世紀(jì)下半葉，出現(xiàn)了鋼筋混凝土，進(jìn)一步推動(dòng)了重力壩和拱壩的采用和推廣。

20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的突破也帶來(lái)了水壩工程的長(zhǎng)足進(jìn)展。20世紀(jì)初，人們還只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單的準(zhǔn)則及粗糙的試驗(yàn)，修建些不高的填筑壩或土石壩，且效果并不理想，建成幾十米高的水壩已是空前盛舉。到20世紀(jì)末，不僅全球有了幾萬(wàn)甚至十萬(wàn)多座上規(guī)模的水壩，其中有些大壩的高度和規(guī)模更非世紀(jì)之初所能想像。至1998年，全世界已經(jīng)建成200米以上的高壩就有28座，在建中的還有8座。

大壩安全檢測(cè)系統(tǒng)施工監(jiān)理規(guī)范

南水北調(diào)中線一期工程總干渠。

20世紀(jì)初至第二次世界大戰(zhàn)前，主要資本主義國(guó)家開始進(jìn)入工業(yè)化的起飛階段。大壩工程因能滿足工業(yè)發(fā)展對(duì)能源、電力和水資源的多重需求而獲得了迅速發(fā)展的空間。以美國(guó)和西歐為例，19世紀(jì)初有190座高于15米的大壩，19世紀(jì)末發(fā)展到930座，到了20世紀(jì)50年代末則發(fā)展到2850座。在此期間，壩的高度和質(zhì)量也都在不斷增長(zhǎng)。水資源利用也從主要為農(nóng)業(yè)服務(wù)發(fā)展到為工業(yè)等更多領(lǐng)域服務(wù)，水資源綜合開發(fā)利用的觀念逐漸形成。

美國(guó)經(jīng)濟(jì)在開發(fā)西部的推動(dòng)下迅速起飛，并引導(dǎo)了世界大壩建設(shè)的潮流。無(wú)論在高壩大庫(kù)的數(shù)量還是規(guī)模上，美國(guó)都獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，并帶動(dòng)了世界其他國(guó)家出現(xiàn)了第二次建壩熱潮。

1931至1935年間建成的胡佛大壩在世界水壩工程演化進(jìn)程中占據(jù)重要地位，隆重開啟了西方“大壩時(shí)代”。該壩為混凝土澆灌的拱形重力壩，壩高221.3m，壩頂長(zhǎng)379m，壩底最大寬度201m，水電站總裝機(jī)容量為136.7萬(wàn)kw，具有防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、供水等綜合效益。工程的首席工程師是法蘭克?高爾（Frank Crowe），他在工程規(guī)劃和管理中顯示了卓越的才能。胡佛水壩建成后使拉斯維加斯從一個(gè)沙漠小村發(fā)展成為了世界聞名的城市。胡佛大壩在技術(shù)上的領(lǐng)先性仍延續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，很多水壩的筑壩技術(shù)都是參照胡佛大壩而建造的。自胡佛大壩起大壩被視作社會(huì)文明進(jìn)步的標(biāo)志。而田納西流域管理局的水電工程實(shí)踐，則開創(chuàng)了以水電開發(fā)帶動(dòng)落后地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的典范，被世界各國(guó)紛紛效仿。

南水北調(diào)中線干線沙河渡槽工程。

四、向生態(tài)文明轉(zhuǎn)型時(shí)期的水壩工程

20世紀(jì)八九十年代以來(lái)，世界各國(guó)進(jìn)入了從工業(yè)文明向生態(tài)文明的轉(zhuǎn)型時(shí)期。這一時(shí)期出現(xiàn)了謀求人與自然和諧發(fā)展的強(qiáng)烈呼喚。最近10多年來(lái)國(guó)內(nèi)水利界也提出了新的治水思路，強(qiáng)調(diào)要從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變，做到人與水、人與自然和諧相處。這是治水在工程理念上的一個(gè)突破，單以人與洪水的關(guān)系的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔?，以往人們主要倚重工程措施，?lái)控制洪水泛濫?，F(xiàn)在人們逐漸認(rèn)識(shí)到，單純依靠修建防洪工程，人為控制洪水災(zāi)害的發(fā)生，其作用是有限的。防洪不僅要提高工程能力，還必須發(fā)展綜合減災(zāi)的能力。與此同時(shí)，隨著人們的社會(huì)需求的轉(zhuǎn)變，水壩工程被賦予更多的社會(huì)責(zé)任。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人類共同面臨著全球氣候變化和水資源危機(jī)，除了延續(xù)水壩工程以往的防洪、發(fā)電、灌溉等傳統(tǒng)功能外，水電作為“清潔能源”，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化、改善局部氣候，以及推動(dòng)水資源利用的可持續(xù)發(fā)展方面的作用日益凸顯。同時(shí)，人們對(duì)水壩工程生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需求不斷加強(qiáng)。例如，為了治理太湖藍(lán)藻，人們實(shí)施了引江濟(jì)太工程，使得太湖水質(zhì)污染問(wèn)題明顯減輕。

自20世紀(jì)末開始，中國(guó)當(dāng)之無(wú)愧地成為世界發(fā)展水壩工程的中心。以三峽工程、南水北調(diào)工程等綜合性的大型現(xiàn)代水利工程為代表，中國(guó)進(jìn)入了現(xiàn)代水利工程階段。三峽工程是中國(guó)有史以來(lái)建設(shè)的最大型的工程項(xiàng)目，也是當(dāng)今世界上最大的水利樞紐工程。南水北調(diào)則是我國(guó)新時(shí)期另一項(xiàng)重大戰(zhàn)略工程，兼具經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)價(jià)值。南水北調(diào)工程通過(guò)跨流域的水資源合理配置，大大緩解中國(guó)北方水資源嚴(yán)重短缺問(wèn)題，促進(jìn)南北方經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。