水利知识：古代大运河的河道航深如何控制？

大运河穿江过河，受河流来水量的年季不均以及潮汐影响等，人工河道和天然河流存在动态水位差，因此运口工程应具备水位调节功能。

在运口段或运河纵向坡降较大的河段，也需要工程来节制水流和维持基本的通航水深。

这类重要的工程包括： 堰埭、潮闸、复闸 等。

▲ 北宋元符二年（1099年）京口澳闸系统示意图

（据《中国科学技术史·水利卷》改绘）

▲  南宋嘉定十一年（1218年）京口澳闸系统示意图

堰埭

在运河上分段筑拦河坝或闸，通过坝将入渠的水流逐段保留在运河中，并维持运河各段的通航水深，此类运河上的坝称为堰埭，是最基本的工程设施。       船只经过堰埭时，经常采用在斜坡道上直接用人力推绞车或畜力拖曳的方式，称       “盘坝”       或       “转般”       。      

     

至迟在东晋时淮扬运河已经筑坝。邗沟在广陵西南（今扬州仪征）运口上有欧阳埭，其北召伯埭，又北15里三枚埭，再北15里有统梁埭。隋唐运河通江运口改在杨子津，运口设伊娄埭，北行为邵伯埭。五代时，淮扬运河北端与淮河相交的淮安段设北神堰。北宋临淮运口段设置堰埭来调整运河与淮河的水位差。江南运河在唐代也筑堰埭，浙江海宁长安镇保存有长安坝遗址，枯水期分段积水，船只分段盘坝通行。      

     

中国是世界上最早发明船闸和建造多级船闸的国家。船闸雏形是斗门，斗门出现之前靠堰埭助运。       南朝宋景平元年（公元423年），扬州附近运河建造2座斗门，是京杭运河工程上最早的闸门。      

     

北宋雍熙元年（公元984年），修建了著名的真州闸，是世界上最早的复式船闸，比西方建造的荷兰船闸要早约400年。据《梦溪笔谈》记载，在复式船闸发明后的100年时间里，淮扬运河、江南运河上的堰埭几乎全部改成船闸。      

     

元代用船闸技术解决船队翻山问题，在会通河上临清与济宁之间建造了31座船闸。这就是世界上最早的梯级船闸。      

     

明代梯级船闸数量增至38座，靠着这38座船闸有序地不断提升水位又不断降低水位，浩荡的运输船队得以平稳地翻山越岭，京杭大运河上的梯级船闸工程系统要比西方同类建筑早350 年。      

潮闸

宋代出现了“潮闸”的名称， “潮闸”建在运河与天然河道相交段，主要作用是借潮水的上行抬高水位，而引停泊在河港的船只顺利进入运河，可以做到水量的日调节，具备引潮与借潮行运功能。 仪扬运河真州段故道东起漕河大桥，西至老闸口以西入江，全长约5000米。其入江口有五坝、四闸、里河、外河组成的航运系统。 拦潮闸是仪扬运河“四闸”之一，曾被誉为“江北第一闸”，对沟通长江和仪扬运河之间航运交通起到了十分重要的作用。

▲  仪征拦潮闸原址现状

复闸

复闸是宋代在长江两岸运口上出现的新的工程设施，如长安闸、京口闸等。澳闸是集复闸与蓄水设施于一体的系统工程。       闸与澳的联合运用、闸门起闭的配合、潮水的节制调蓄和巧妙的工程规划，使澳闸具有       引潮、蓄水、节水、输水       的功能，成为了运河中的标志性设施。京口闸，位于长江下游与江南运河交汇口以南、镇江城区西侧云台山之东，是古代江南运河第一闸，为历代漕运咽喉、交通枢纽。北宋元符年间，曾孝蕴主持修筑京口澳闸，包括京口闸、腰闸、上闸、中闸及下闸等5座水闸，组成一组四级船闸。      

▲  复闸的工作原理

▲  复闸过船示意图

▲  京口闸遗址出土文物

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素材来源：水利新语、中国大运河博物馆、永康五水共治公众号

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