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1900年以前中國和國外的大壩建設

2014-07-01新聞來源:中國能源報

我國是一個水旱災害頻繁發生的國家,在過去的2000 年裏,全國範圍內共發生過1092 次水災,1056 次旱災,平均每年至少發生一次水災或旱災,且災害嚴重。1920 年的華北大旱,餓死50 多萬人;1931 年長江大水,死亡14.5 萬人。洪災、旱災一直是心腹大患,但由於我國近代在技術和經濟上非常落後,1949 年以前水庫大壩極其有限,缺乏儲水設施,長期對自然災害無能為力。

世界曆史沒有明確記載第一座水庫大壩何時何地產生,但公認中國、印度、伊朗、埃及是世界上最早建設水庫大壩的國家。我國的堤壩產生於防洪工程,公元前2000 年以前,即夏朝之前即已開始。人們受"天然堤"的啟示,逐步產生了土能擋水,水來土擋的概念,如傳說中共工治水"壅防百川"。戰國(公元前47—前221 年)時期成書的《國語˙周語上》記載:"防民之口,甚於防川,川壅而潰,傷人必多",一方麵說明了堤壩發展曆史很長,另一方麵也說明了治水的複雜性和潰決導致災害的嚴重性。

曆史資料表明,水庫大壩的失事概率,尤其是早期的水庫大壩,是很驚人的。早期各國雖然建設了不少水庫大壩,但存續下來的大壩極其有限,下表是根據有限的資料整理的各國古代建設的壩高超過15m 的大壩,表中的大壩多數都因建設和管理缺陷而潰決,今天仍然發揮作用的少數幾座,也是後期不斷維修加固的結果。

黃河上從春秋戰國時期(公元前770 年至前221 年)即開始修建堤防,並認識到應在枯水季節施工。堵口工程促進了截流技術的進步,立堵法、平堵法都已產生,發明了"茨防"來堵塞決口,代表性的如瓠子堵口、東郡堵口。

我國堰壩的發展來源於農田灌溉工程,主要有兩種形式,一種為截斷上遊來水,壩上建水門,人工調水;另一種為在河流上建滾水堰壩,抬高堰前水位。前一種壩,長度長,形狀不規則,寬度、高度尺寸都很小,形成淹沒很大的平原水庫,如約公元前598 年修建的芍陂(今稱安豐塘),西漢時期建成的鴻隙陂,公元前34 年修建的六門堨,公元140 年修建的鑒湖等。後一種堰壩在河床上拋填築壩,旱季施工,以石護坡,如約公元前600 年修建的期思雩婁灌區渠首堰壩,公元前453 年修建的智伯渠壩,公元前422 年修建的漳水十二渠渠首堰壩,公元前255 年修建的都江堰,公元前246 年修建的鄭國渠渠首堰壩,公元前219 年修建的靈渠大小天平等。

公元514 年南北朝時期開始修建浮山堰,第一次截流失敗未建成,第二次建成,壩體為土壩,壩旁開有兩條溢洪道,有的文獻記載壩高約48m,也有考證指出壩高隻有30m 至32m,總庫容約100 多億m3,但建成四個月即潰於洪水,造成極大災難。

唐代修建它山堰(堰高低於5m)時首次以大墳石疊砌而成,至今尚存;北宋修建木蘭陂時布32 根嵌入溪底的石柱,溶生鐵灌注固基,再以千斤重的塊石砌築石柱周圍,陂上的大石條以鐵錠相接,該陂至今尚存。

北宋始建高家堰,堰高5m以上,明清時係統維修,采用漿砌石護坡,至今尚存,形成的水庫即是今天的洪澤湖,庫容極大。根據相關資料和下表,可以歸納出以下幾點結論:

(1)我國水庫大壩發展曆史悠久,但符合國際大壩委員會定義的大壩數量有限(壩高15m 或者壩高5m 至15m 但庫容300 萬m3 以上)。我國古代修建的符合大壩標準的有安豐塘(壩高6.5m,庫容9700萬m3)、浮山堰(壩高48m)、高家堰(壩高5m 以上,庫容大);文獻記述的公元前240 年建的陝西GUKOW 河壩,壩高30m,但未查到相應的國內紀錄;也許有其它符合的大壩,限於資料的不足,不能詳述。

(2)壩高是代表發展水平的重要標誌。公元1000 年以前,雖然建了很多的大壩,但壩高超過30m 的隻有三例,一個是也門的Marib,壩高37m,建於公元前1000 年左右;一個是印度的Sudarsana壩,壩高30m,建於公元前322 年,一個是我國的浮山堰,壩高48m,建於公元516 年。

(3)1900 年以前建的最高壩隻有60m,是法國1866 年修建的砌石拱壩。

(4)科學技術的發展不僅促進了高壩的建設,同時也為保障大壩安全奠定了基礎。古代修建的眾多大壩,壩不高且大多已潰決,究其原因,主要是科學技術發展水平有限。

(中國大壩學會/供稿)