中国给水历史：从先秦“凿井”说起，你知道多少？

小编导读：水是生命之源，人的不断增加使得“给水”在我们的历史里频频出现。我国有文字记载的给水处理是从明矾净水开始，追溯我国给水技术发展已有4000多年的历史了，从古代单纯地掘井给水技术到我国早期水厂的建设，这一路都发生了些什么？今天小编就带大家来了解下中国给水历史~古代掘井、凿井给水技术掘井技术的发明促进了村落和市集的形成，在古代建都或择地集居时, 井泉的有无往往是人们所重砚的。至于如何选择地形和审察泉源, 在科学还不够昌明的古代,复杂的阴阳迷信之说是不足为怪的。古代凿井通常有五步构成: 第一是选择凿井地方、第二是测量水源的浅深、第三是需要辟开地震地带、第四是审察泉水的源头、第五是利用一些方法将水澄清。

我国凿井机械的沿革, 按有关文献的记载, 大致可以分为三个阶段：1先秦时期在先秦的文献中很难找到关于凿井器械的记载, 而类似《孟子· 尽心篇》: “掘井九朝( 八尺为朝) 而不及泉” 的记载虽然有好几处,可是都没有提及是用什么工具掘井。但从近年出土的文物中却有一些可供参考的查料。安阳殷墟出土的铜制工具中有钻掘用的铜锥, 郑州二里商殷文化层发现有凿龟甲用的铜圆凿。这些出土的钻凿器具, 当然不一定是当时的凿井工具, 但要用于钻凿浅井, 只要略微加大, 也未尝不能胜任, 这只要一看宋应星《天工开物· 作咸篇》的开井口图中所呈现的小型凿器就可以明白。以后凿井所用的钎、锥、锉等钻掘工具, 无疑是从上述这些简单工具不断加工、改进而发展出来的。

2汉武帝时期汉武帝时曾穿渠引洛水至商颜下, 因“岸善崩, 乃凿井, 深者四十余丈, 往往为井, 井下相通行水。”从这里所记载的凿井深度来看, 已经不是一般开挖所能办到的。在成都锡子山汉墓出土的汉代画像砖中, 发现有几幅描写当时盐井的开采情况图, 征明汉时凿井已有了一定程度的机械投备。图上极清楚地表明: 井杆上装有辘植式的滑车, 吊桶系在绳的两端, 由四人操作。以人的长度比例来看, 当时井架豹有两丈多高, 上有顶篷; 从井架向上渐狭, 向下渐宽的结构, 和《天工开物· 作咸篇》盐井汲卤图, 及近代使用顿钻钻井法的钻井设备情况图相仿佛。

3南北宋时代到了南北宋时代, 凿井机械日趋繁琐, 从汉唐的大口井, 进而能够开凿需要更复杂、更精巧机械的小口井。关于小口井的记载, 屡见于宋人著述, 如北宋的文同、苏轼, 南宋的陆游、胡元质等。从文同和苏轼所述筒井( 即卓筒井, 明以后别称竹井) 的情况来看, 基本上与现今顿钻钻井法相同, 就是利用钢铁的钻头把岩石冲击成碎末, 然后将松碎的岩石用汲筒取出, 再继续冲击汲水, 使钻慢慢深入, 以达到需要的深度。综上所述, 凿井机械的发明,经过了秦以前的整个历史时期的酝酿, 到公元前一、二世纪的西汉时代,出现深井钻掘机械, 并一直沿用到明清, 中简在南北宋时代经过一次较大的改进。据王国维《观堂集林》卷十三《西城井渠考》一文考证, 凿井技术在西汉初年既已传入西域各国( 汉时的西域包括玉四关、阳关以西, 中亚、西亚道到欧洲的广大地区) 。后来, 我国人又在大宛教他们穿井, “ 宛城中无井, 汲城外流水 ? 宛城新得秦人, 知穿井。”以后, 更由大宛推广到乌孙, 汉将军辛武贤教他俩建筑大井与六条通渠。西域少水, 所以凿井技术的传入, 对当地人民的生活和发展生产的作用是很大的。而且苏轼在《蜀盐说》一文中所描述的筒井也在十一世纪左右传人西方。

早期给水厂的建设在我国建立最早的自来水厂是现在上海市自来水公司所属的杨树浦水厂, 解放前, 上海的自来水事业同其它电力、电话、煤气、公共交通等公用事业一样, 大部分掌握在外国在华垄断资本手中。1879年旅顺自1879年建有军用水管, 二十多年一直推持原状。1904年沙皇俄国为经营旅顺, 曾将龙引泉水源进行扩建, 工程正在进行中发生日俄战争,1905年旅顺转入日本手中, 水源工程由日本关东厅继续完成。1880年英商上海自来水公司在伦敦组织起来。1881年在上海正式筹建, 1883年6月供水。1896年上海前法租界组织自来水公司, 垄断法租界的自来水事业。同年我国筹设上海内地自来水公司( 郎今上海市自来水公司所属的南市水厂), 至1902年完工放水。1905年广州增步水厂创于1905年冬。由1906年7月兴工, 建筑水池机房, 建造水塔于西关长寿大街, 敷管于城厢内外, 至1908年7月开始试水, 逮1909年全部工程一律告成。

1907年建抚顺自来水厂。早期东北各地的水厂, 大多由日本举办, 属南满铁路株式会社。所建水厂如抚顺(1907年)、沙河口(1908年)、长春(1910年) 等, 主要供铁路和采煤川水。1908年创办北京自来水, 1910年3月( 清宣统二年二月初十) 正式供水, 时称《京师自来水有限公司》。

1909年1909年7月，汉口既济水电公司自来水厂建成供水。此外, 我国建立较早自来水厂的城市还有大连(1901年)、天津(1903年)、青岛(1905年)、汕头(1907年)、安东(1910年) 等地。近代给水50年代50 年代是我国近代给水建设的始创阶段。

解放后全国开始恢复经济, 并实施第一个五年计划, 进行我国基础工业建设。当时我国集中了全国的给水工作者的力量, 学习苏联的给水理论和经验, 并在苏联专家的指导下, 担负起配合我国工业经济建设的给水工程和必要的城市供水。在这10 年中, 我们建设了几项具有相当规模和技术难度的工程, 如:

( 1) 包头钢厂的黄河取水构筑物。

( 2) 兰州西固第一水厂的黄河引取水工程( 我国最大最早的斗槽式引水和高浊度水处理工程) 。

( 3) 北京水源三厂的地下水源工程。

( 4) 东北大伙房水库取水工程( 80 万m³/ d) 。

( 5) 洛阳、包头的大型渗渠工程。

1958 年苏联专家撤走, 我国给水工作者解放思想, 通过技术革新、技术革命, 开始全面学习各国给水经验, 完成几个大型水厂的设计( 如上海、广州和天津的30 万m³/ d 规模水厂) , 这些水厂设计的完成为今后我国给水建设打下了基础。

在这10 年中, 后期由于设计思想的变化, 同时我们根据生产实际的要求, 因而在设计技术和科学研究方面, 开始出现了活跃的局面。完成了一些重点科研项目, 如:

( 1) 针对原苏联KO1 型滤池进行了接触双层滤池的研究。

( 2) 针对水库、湖泊的除藻要求, 我们学习英国技术, 进行了微滤机除藻的研究。

( 3) 为提高水厂的絮凝效果, 进行了悬浮反应和机械絮凝设备的研究。

在这10 年中, 除了工程设计和科研外, 我们开始了给水建设体系的基础工作。

( 1) 开始了我国给水人才的培养教育。

( 2) 完成第一部给水设计规范( 1957) 。

( 3) 刊发了《给排水译丛》介绍苏联给水技术。

( 4) 在1957 年至1958 年发行了上海自来水公司的《给水工程汇刊》, 介绍苏联给水技术和交流了我国水厂管理经验论文约200 篇。这些对当时的给水建设作出了重大贡献。

60、70年代60、70年代是我国给水建设成熟的时代, 由于文革10年的干扰, 国家建设放慢, 此时我们广大的给水工作者尽管身处逆境, 但仍锲而不舍、不断努力、忠于事业。这20年由于我国自己培养的技术人才正是风华正茂、意气风发的时期, 他们已具有大量的工作实践经验, 同时又吸收了世界各国的先进理论。为此在这一时期, 我们在科学研究、技术理论、工程设计和建设实践方面取得了重大的成就。

在这20年中, 我们进行了大量的给水实践, 但工程不是很多, 几个主要给水工程有:

( 1) 兰州西固二期工程: 规模为286万m³/ d,以黄河为水源, 采用上下游斗槽式预沉和改进的100m辐射式混凝沉淀池, 提高了高浊度水处理效果, 用地少技术先进。1984年获建设部优秀设计二等奖。

( 2) 武钢二号水源泵站工程: 长江取水, 取水量400万m³/ d。泵房为2座直径37.4m 圆形沉井, 泵房设5台湘江56-28型离心泵, 采用高水位自流进水, 节约了用地。1978年建成, 1982 年获国家优秀设计一等奖。

( 3) 株州市第三水厂: 规模为70万m³/ d, 净水厂50万m³/ d。取用湘江水, 于1979年建成。水厂采用水平沉淀池、单阀滤池。获建设部70 年代优秀设计二等奖。

( 4) 阜新大凌河给水工程: 取水量80000m³/ d,由大凌河浅滩开采潜水供应, 渗渠和大口井结合取水。

( 5) 北京水源六厂工程: 设计规模为17万m3/ d,净水工艺采用6 座直径24.9m的大型机械搅拌澄清池。1965年建成投产, 为我国第一个采用加速澄清池水厂。当时自行摸索设计参数, 通过试验, 落实池型, 为日后在全国推广加速澄清池作出了重要贡献。

80、90年代这20年是我国给水建设向现代化发展的阶段。我国进入了改革开放的时期, 全国经济形势出现了前所未有的高涨, 推动我国给水建设的高潮。但是由于水源水质的污染以及水量的不平衡问题, 使我国给水工作者面临新的挑战。在设计思想上, 重视了水质问题, 对有机污染的防治形成了工作主题; 在生物处理方面, 取得了重要进展; 在供水系统上, 相应出现了:

(1) 长距离输水工程。如天津、上海、青岛、西安、济南、大连等不少城市出现了长距离引水工程。

( 2) 区域供水工程。如江苏江阴、南通、锡山、广东深圳、开平、浙江黄、椒、温和上虞等城市, 都开始组织区域供水。

由于大量的工作实践机会和国外仪表、设备的引进, 加之我国改革开放的有利条件, 因而促使了我国的给水建设有了飞跃的发展, 同时在工作中不断总结和不断提高, 从而逐步形成了我国自己的特点。

在这20年中, 我国给水的业务建设和技术交流活动空前活跃, 在国内建立了情报网络, 及时广泛地进行了技术交流; 同时在1989年及1994年两次在北京举行了国际给排水学术会议。会上反映我国近期主要的给水建设和科研学术论文, 获得了国际同行的赞誉。在此期间, 我国还出版了大量的给水论著和手册, 如《给水排水设计手册》、《水处理原理》、《净水厂设计》、《高浊度水处理》和《给水管网》等专著, 同时发行了国家及地区的给排水期刊。

在这20年中, 我国的给水工程建设, 从成熟向现代化水平发展, 并建成了不少具有时代特色的工程, 主要有:

( 1) 北京水源九厂, 采用密云水库为水源, 设计规模为150万m³/ d, 分三期建成。处理工艺采用波纹板絮凝, 侧向流斜板沉淀, 均质煤滤料, 及污泥脱水处理等新技术, 是我国大型的新型水厂, 处理效果好, 为此荣获建设部优秀设计二等奖。

( 2) 上海长桥水厂, 总规模140万m³/ d, 分三期建成, 首次采用了浅层水平沉淀池及我国最大的虹吸式移动罩滤池( 60万m³/ d) 。该项设计曾因技术先进, 1982年获得建设部70 年代优秀设计一等奖及国家优秀设计金质奖。

( 3) 杭州赤山埠水厂, 总规模15万m³/ d, 在我国首创采用避咸蓄淡水库为水源。水厂采用立式机械反应、斜管沉淀和泵吸式移动罩滤池, 水厂平面采用组合式布置, 紧凑高效, 荣获1984年国家优秀设计一等奖金质奖、建设部优秀设计一等奖。

( 4) 长春中日友谊水厂, 系中日合资建设, 规模为20万m³/ d, 隔板反应、斜板沉淀和虹吸滤池, 水厂控制全部采用集散型系统, 由日本引进, 是我国当时较为完善的自动化水厂。1988年建成, 获部优秀设计二等奖。

( 5) 引滦入津工程, 为了缓解天津地区供水困难, 由大黑河水库引滦入津长234km, 年供水10亿m³,由输水隧洞、明渠、暗渠蓄水库和4座大型泵站组成引水系统。1982年开工至1983年9月竣工投产,是我国第一个长距离输水工程。工程投资11.34亿元, 工程效益显著, 1984年获国家质量金质奖和优秀设计奖。

总结回顾中国给水发展的历程, 是经过了几代人的奋发图强, 经历了始创、摸索、成熟和发展的努力, 才取得了辉煌的成就和基本形成了具有我国给水建设体系。