长江水利委员会、上海勘测设计研究院。2100433B

蒋光明、谭培伦等。

优势

我国古代有不少闻名世界的水利工程。这些工程不仅规模巨大，而且设计水平也很高，说明当时掌握的水文知识已经相当丰富了。

古代最重要的生产部门是农业，农业受自然因素的影响极大。这在古代科学技术不发达，人们抵御自然灾害能力低下的情况下更是如此。因此中国历代王朝都十分重视农业基础建设，兴建公共水利工程。同时，兴修水利不仅直接关系到农业生产的发展，而且还可以扩大运输，加快物资流转，发展商业，推动整个社会经济繁荣。（另外水和土一样又是作物生长的条件，水又是最为重要的资源。）正是由于兴修水利具有如此的重要性，所以古代不仅在平定安世时期，就是在纷争动乱岁月，国家也往往不放弃水利事业的兴办。如三国时期蜀国在诸葛亮的辅佐下，十分重视水利工程的兴办和对都江堰的修缮。诸葛亮指出：“此堰为农本，国之所资。”所以国家专置管理堤堰的“堰官”，负责维护都江堰。

中国古代水利工程技术

由于历代政府的重视，中国古代的水利事业处于向前发展的趋势。夏朝时我国人民就掌握了原始的水利灌溉技术。西周时期已构成了蓄、引、灌、排的初级农田水利体系。春秋战国时期，都江堰、郑国渠等一批大型水利工程的完成，促进了中原、川西农业的发展。其后，农田水利事业由中原逐渐向全国发展。两汉时期主要在北方有大量发展（如六辅渠、白渠），同时大的灌溉工程已跨过长江。魏晋以后水利事业继续向江南推进，到唐代基本上遍及全国。宋代更掀起了大办水利的热潮。元明清时期的大型水利工程虽不及宋前为多，但仍有不少，且地方小型农田水利工程兴建的数量越来越多。各种形式的水利工程在全国几乎到处可见，发挥着显著的效益。

古代帝王重视水利工程

公共水利工程建设，是古代东方和古代中国国家管理经济的带有决定性意义的重要内容和重要职能。中国历史上还留下了不少高层领导（皇帝）重视农业基础设施建设的佳话。

西汉武帝亲往黄河工地视察，命令随行将军、大臣负草堵河，自己作歌鼓动。

隋炀帝兴修大运河。

清代康熙帝亲自研究水利学和测量学，为组织治理黄河和永定河，还曾六次南巡，到治河工地勘察。

中国古代重大的水利工程

历代兴修的水利工程

（1）战国：秦国的都江堰、郑国渠。

（2）秦：开通了秦渠、灵渠和江南运河。

（3）两汉：农田水利地区特色明显。

①黄河流域以营建灌溉渠系为主，著名工程有六辅渠、白渠、龙首渠等。

②江淮、江汉之间以修治天然陂池为主，著名工程有六门陂。

③东南以排水筑堤、变湿淤之地为良田为主，著名工程有鉴湖等。

④西北主要利用雪水或地下水，修筑特殊的水利工程—坎儿井。

（4）三国两晋南北朝：曹魏兴复了芍陂、茹陂等许多渠堰堤塘。北魏孝文帝下令有水田之处，都要通渠灌溉。

（5）隋唐：开通大运河有利于农田灌溉。唐朝设专官管理水利事业，各地修建了不少水利工程，仅江南兴建和修复的水利工程，就大大超过了六朝的总和。

（6）五代十国：兴修水利工程，如安丰塘（南唐）、捍海塘（吴越）。

（7）元：开凿会通河（山东东平到临清）、通惠河（通州到大都）。

古代开挖的运河

（1）古江南河——开挖于春秋时期的吴国，沟通苏州和扬州间的水道，它是中国开挖最早的运河。

（2）邗沟——开挖于春秋时期的吴国，沟通长江与淮河水系。

（3）灵渠——开挖于秦朝，秦始皇伐南越时，由史禄负责兴修，沟通了湘水和漓水。这条运河连接了向北流的湘江和向南流的漓江，使长江水系和珠江水系之间沟通，以后历代又曾多次修缮利用。

（4）隋朝大运河——开挖于605年，分为永济渠、通济渠、邗沟和江南河四段，全长四五千里，以东都洛阳为中心，东北通到涿郡，东南到余杭，成为南北交通的大动脉。

（5）元——开凿了从山东东平到临清的会通河。后来又开凿了从通州到大都的通惠河。这就使原有的运河连接起来。

古代对黄河的治理

（1）大禹用疏导的方法治理黄河。

（2）西汉武帝、东汉明帝都进行过大规模的黄河治理工程。

（3）元朝政府多次征发农民和兵士，治理黄河。

润扬河工程是扬州城市防洪的骨干工程，是在充分考察、科学规划的基础上建造的，它的建成实现了扬州城市防洪包围圈的全面封闭，扬州城区不再受仪扬山洪的影响，防洪标准达到50年一遇，排涝标准达到20年一遇。工程还发挥着农田引水灌溉和清水活水等重要作用。

给水和排水工程结构

一般由排水管系、废水处理厂和最终处置设施三个部分组成(图2),通常还包括必要的抽升设施（见排水泵站）。废水的处理是为满足排放标准；有时则是为了再用；或者为了把再用与处置结合起来（见废水再用、水处理）。废水是生活废水、工业废水以及城市地面上流泄的雨水和冰雪融化水（雨水）的统称。“废水”是国际上近年来用以代替“污水”的较好术语，但在某些惯用词中，两者仍在并行使用，如“生活污水”和“污水处理厂”等。给水和排水工程排水管系起收集、输送废水的作用，分成合流制和分流制两种系统（见排水体制）。废水的最终处置，一般是排入水体或排在土地上。为了控制废水对水体或土地的污染，必须对废水进行一定程度的处理，满足规定的水体或土地的排放要求。

给水和排水工程简史

古代的排水工程基本上只是限于排除城市雨水的管渠。在伊拉克巴格达郊区的考古挖掘中，发现了约在公元前2500年建的砖砌排水管，并有支管和住房的用水冲洗的厕所连接，这是极少的在古代排水管中流入生活污水的例子。公元前 6世纪为罗马广场排水建造的、称为大阴沟的拱形渠道，高4.2米，宽3.6米，至今仍在使用。

中国在河南省淮阳挖掘出在龙山文化时期（公元前2800～前2300年）的古城下所埋的陶质排水管；还有在河北易县燕下都出土的，属于战国（公元前475～前221年）后期的圆形陶制排水管；陕西西安（汉朝长安）出土的五角形陶制排水管。历代帝王的京都大多建造了较完整的雨水排除系统。据记载，汉朝长安的安门内大街，长达5.5公里，街宽50米，中央是皇帝专用的驰道,宽20米,两侧有排水沟。唐朝长安城的规模尤其宏大,有南北并列的14条大街(最宽的街达150米)和东西平行的 11条小街，将全城分成103个矩形的里坊,每个里坊面积25～40公顷。大街的两侧有宽、深各两米多的排水沟。明清的京都北京城，皇城建有完整的雨水道系统,由长2公里多的内金水河和总长 8公里多的大小明渠、暗沟组成。清光绪十一年（1885年）开始疏浚过一次，共费时三年，耗银20多万两，可见规模之大。北京城内的大小街道下面都有砖沟。

用管道输送生活污水是19世纪中期以后的事。由于对城市卫生的重视和慑于霍乱病的流行，法国巴黎、英国伦敦才开始把粪便污水排入原来的雨水道，因而出现了合流制的下水道系统。单为输送生活污水的下水道也从此出现。但这是对霍乱以及其他一些传染病，是通过粪便污水传播的事实，具有明确认识后才出现的。这一认识不仅知道必须修建污水管道，而且也知道必须进行水处理（包括给水和废水），才能有效地控制霍乱等传染病在城市中流行。

从1848年到1854年，伦敦共流行霍乱五次，死亡人数约为26000人。在这期间,J.斯诺医生研究了伦敦宽街霍乱流行的原因，首次提出了水源因受污水污染而传播霍乱的见解。R.科赫在19世纪90年代进行了类似的研究。当时德国汉堡（人口64万）和阿尔托纳城（人口15万）都同时以易北河为水源。阿尔托纳紧挨汉堡下游，汉堡由市区上游取水，阿尔托纳则从排入80万人口的污水后的下游处取水。1892年霍乱流行，汉堡的死亡率为每10万人中有1342人,而阿尔托纳的死亡率每10万人中仅234人。科赫正确地指出，这是由于阿尔托纳的自来水是经过慢滤池过滤的。这不仅又一次证明霍乱是通过受污染的水源而传播，而且是第一次证明慢滤池起了消除霍乱流行的作用，为水处理的必要性第一次提出了有力的证据。科赫还于1881年证明用次氯酸盐可杀死细菌的纯培养物。1883年分离出霍乱病菌。第一次大规模用氯进行污水消毒出现在1893年的德国汉堡城，比城市给水的消毒约早10年。

用污水灌溉是废水生物处理的古老方式。19世纪末，由于对微生物学知识的理解，人工强化了的废水生物处理法才发展起来。1893年首次在英国索尔福德城用滴滤池处理城市废水。1914年首次在英国曼彻斯特城用活性污泥法处理城市废水。中国最早的活性污泥法污水厂，是1921年建的上海北区污水厂；最早用于城市污水的生物滤池处理厂，是1953年建的上海彭浦污水厂。

1949年前，只有72个城市有自来水厂，日供水量为240万米，供水管道长6589公里，供水人口962万人。仅上海和南京两个城市设有4座废水处理厂,处理能力为每日3万米。到1983年底,中国共有253个城市有给水系统，水厂660座，每日供水量为3539万米,供水管道长56852公里,供水人口8370万人。另外，各单位自备水源供水能力为每日5673万米。中国修建了排水系统的城市有252个，城市排水管道总长为26448公里，服务人口9273万人。全国每日排放废水总量为8475万米,其中工业废水量占6452万米。经过处理的工业废水量为1348万米/日。城市废水处理厂共39座，处理水量为90万米/日。1984年中国最大的城市二级处理污水厂──天津纪庄子污水处理厂建成投产，处理能力为26万米/日。

参考书目

同济大学主编：《给水工程》，中国建筑工业出版社，北京，1980。

重庆建筑工程学院主编：《排水工程》上册，中国建筑工业出版社，北京，1981。

哈尔滨建筑工程学院主编：《排水工程》下册，中国建筑工业出版社，北京，1981。

M.J.Hammer，John Wiley & Sons，New York，1975.

D.Barnes et al，Pitman，London，1981.