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格物志 | 润水安邦:流淌千年的治水智慧

来源:科学文化纪录片《格物志:中国古代科技巡礼》作者:蝌蚪五线谱

水,是流淌在大地上的生命脉络,不仅带来灌溉、航运的便利,更塑造着人们的生活模样与社会结构。

中国人在与水的相处中,既驯服水患,又借力兴邦,将治水实践升华为治国方略,铸就了大一统文明的根基。治水连着万家灯火、系着国家安定。这些蕴藏在治水实践里的科学理念,也浸润进文明的发展,至今仍在滋养着华夏大地。

系列科学文化纪录片《格物志:中国古代科技巡礼》今日播出第三集《润水安邦》。


△《润水安邦》视频


良渚:五千年前的“超级水利”

五千多年前,长江下游的太湖流域,孕育出一片独特的文明。这片土地,如今被称作“良渚”。

这里河网密布却水患频发,稻作农业的存续与古城营建,迫切需要一套完善的水利体系。2011年,考古团队通过一张上世纪60年代的卫星影像,揭开了这个古国的治水秘密——一个影响范围超100平方公里的庞大水利系统。

△良渚外围水利系统演示图


良渚水利的精妙,首先体现在因地制宜的布局。先民在古城西北的C型盆地山口筑起多级堤坝,蓄水量堪比三个西湖。独特的“草裹泥”工艺更是匠心独创,将南荻与淤泥捆绑成型,让堤坝抗剪性提升六倍,水能渗透却不带走泥土。古城内,八座水城门引入外围水源,与“井”字形河道交织,构成“水上威尼斯”般的交通网络,物资与手工业品通过水路顺畅流转。

△良渚古城遗址公园


经放射性碳定年法证实,良渚水利系统是中国已知最早的水利系统,比大禹治水传说早一千年。它不仅解决了降水不均与物资运输难题,更推动了社会人力整合与分工细化,成为良渚文明走向成熟的关键。如今,许多古坝仍在发挥灌溉功能,五千年前的智慧至今仍在滋养大地。


都江堰:两千年不退役的治水传奇

时光流转三千余年,治水智慧在蜀地绽放新的光彩。战国时期,秦国为实现“得蜀则得楚”的战略,亟需治理岷江泛滥。蜀郡太守李冰历经千辛勘探,总结前人经验,造就了举世闻名的都江堰水利工程。

△都江堰水利工程


都江堰的核心渠首由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大设施构成,协同联动堪称天然杰作。鱼嘴作为分水器,将岷江分为内江和外江,实现“丰水期四六分洪,枯水期四六引水”;飞沙堰借弯道环流形成漩涡,用离心力将泥沙排入外江,破解淤积难题;宝瓶口则像智能水龙头,精准控制进入成都平原的水量。这套设计不拦堵、不征服,既保障岷江水文节律,又让江水永葆活力。

△“深淘滩低作堰”六字箴言


让都江堰跨越两千年仍能运转的,还有代代传承的岁修制度。“深淘滩、低作堰”的六字箴言,是先民的治水精髓:内江河床挖至卧铁为准,保证枯水期引水;飞沙堰控制高度,让多余水沙顺畅排出。这份平衡智慧,让蜀地从水患之地变为“沃野千里、不知饥馑”的天府之国,为秦国统一六国奠定了战略基础。


大运河:贯通南北的水运命脉

真正的治水之道,在于读懂水的本性。从治理单一河流到贯通不同水系,中国人用“不争而利万物”的智慧,勾勒出大运河的宏伟脉络。

中国的大运河于隋代第一次全线贯通,以洛阳为中心,北抵涿郡,南达余杭,构建起连接南北的水运网络。元代定都大都后裁弯取直,却面临通州至大都“最后五十余里”的漕运难题。

郭守敬带着对水文的精准洞察,给出了解决方案。他创造性提出“引泉济运”,从昌平白浮泉引水至翁山泊(今昆明湖),沿途凿河修堰,避开淤积地段,其引水路线竟与700年后的京密引水渠高度重合。针对30余米的地势高差,他设置11组24座闸坝,以梯级控流实现漕船“爬坡”入城,节水又高效。

△郭守敬纪念馆内船闸演示


而山东会通河的“运河水脊”难题,直到明代工部尚书宋礼采纳汶上民间治水专家白英的建议,修建南旺分水枢纽,从时间和空间两个维度系统性解决了会通河的水源难题,让大运河真正突破了自然条件的限制。

这里通过戴村坝拦截大汶河,抬高水位后顺小汶河南下,流向南旺运河最高处,再分水南北。此外,在小汶河入运河对岸设弧形石拨岸,调节分水,又沿会通河航道陆续修建四十多座节制闸,再辅以围湖存水、引泉入河补充水源,构建起完整的水利调控体系。

△南旺枢纽遗址考古公园


南旺枢纽代表了17世纪前世界土木工程的最高成就,保障大运河畅通五百余年,成为连接南北的经济文化纽带。


郑和航海:扬帆远洋的水之智慧

水的智慧不止于内陆,更延伸至浩瀚海洋。

1405至1433年,郑和率领庞大船队七下西洋,远航西太平洋与印度洋,成为古代世界规模最大的远洋航行。这场壮举的背后,是中国航海技术的巅峰积累。

△郑和船队演示图


船队的导航系统堪称“双轨智慧”:在西太平洋用中国传统的“海道针经”,靠罗盘定航向、地标辨位置;横渡印度洋时则借鉴古代阿拉伯天文导航方法“过洋牵星术”,通过观测星辰的海平高度来确定航行方向和在南北方位上的大概位置。


宝船能抗风浪的核心,便是水密隔舱技术。这种“竹节式”结构将船舱分为8至13个独立空间,既增强船体坚固性,又能在触礁漏水时限制进水范围,为救援争取时间。

△水密隔舱船模


从良渚到都江堰,从大运河到郑和宝船,这些跨越千年的工程奇迹,不仅彰显了古人顺应自然、因地制宜的科学理念,更承载着兼收并蓄、和平交流的文明基因。水的流动与奔涌,恰是中华文明源远流长的生动写照。




为讲好中国古代科学技术成就,由北京市科学技术协会和中国外文局中国对外书刊出版发行中心出品,北京科普发展与研究中心承制,解读中国工作室执行制作的《科学传播视听精品》系列科学文化视频节目《格物志:中国古代科技巡礼》,于11月17日起全网上线。

节目依次按照“金木水火土”五大元素的顺序,走进中国古代的发明与发现,揭秘中华造物之智,体悟求实创新之理,深入探寻传统科技中的科学方法、科学思想和科学精神,培育全社会创新求真的科学文化氛围,从历史中找寻中华文明的科学启示。


谨以此片,致敬古往今来,

所有探索未知的科技工作者。



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