中國大運河，船往高處走，水往高處流

古代的大運河，因為運輸的需要而產生，以都城為中心建造。隋朝大運河以洛陽為中心，北達涿郡（北京），南至餘杭（杭州），分四段，地跨北京、天津、河北、山東、河南、安徽、江蘇、浙江8省市，連接海河、黃河、淮河、錢塘江5大水系（古代水系河道會不斷變化），全長兩千七百餘公里。

京杭大運河以元朝都城元大都為中心，是隋唐大運河的直線貫通，全長約1797公里（未過隋唐運河經過的河南、安徽）。

京杭運河的部分河段是原來天然的河流和湖泊，部分河段是人工開挖的，它的水量大部分從溝通的天然河道中得到補給，因此各段的流向很不一致。大運河各段之間高差懸殊，全線地勢「三起三落」，其中濟寧北部的南旺地勢最高，號稱水脊。引汶河之水在此分流，向北過黃河至臨清入南運河（即衛河），流向天津；向南經徐州流向清江。臨清與徐州之間高差最大，且水源不足，水深較淺，航行困難，為此設置38個水閘，分段攔水，保持水量，便於通航。長江南岸的丹徒一帶地勢較高，是大運河的第二個分流點，向北經長江至清江，向南流至杭州。北京地勢較高，北運河從北向南流至天津。

位於北京的京杭大運河海拔高度約是52米，位於杭州的京杭大運河海拔高度約是18米，二者比較，海拔落差約是34米。

杭運河地處我國黃、淮、海沖積平原東部邊緣地帶及長江三角洲的里下河地區、太湖流域兩大碟形窪地之內。

沿運地勢具有三起三伏的特點，起伏之差一般在20～40m之間。

北京至天津段，距離雖短，卻高差懸殊，本段系京杭運河的第一降落段。通惠河河底平均高度約30m，（該高度指高出廢黃零點高度），通縣河底高約20m，天津市海河河底高度則為 3m，北京至天津段河床高差可達33餘米。

天津往南地面逐漸隆起，到黃河現道止，為第一隆起段。臨清河底高25m，從天津到臨清，河床高度相差28m。大運河穿過黃河現道之處，是京杭運河最高地點，可視為京杭運河在黃淮之間的分水嶺，穿黃處河底高38m。

從天津市至穿黃處，京杭運河河床高度相差41m。

運河過黃河到南旺以南，地面高度又逐漸降落，直到長江為止，為京杭運河第二降落段。

濟寧河底高31m，淮陰河底高4m，在穿過長江處，河底高度為-15m。長江以南，運河河床又逐漸隆起，到丹陽北部為最高點，這是第二隆起段，是江南運河的分水嶺。丹北分海拔高程30～40m，相對高程僅20m左右，河底高程約8m左右，至無錫崇德河底高程下降為-7m，這是第三降落段。

從崇德到杭州，河床又略見隆起，但河底高程均在-1~-5m之間，這是第三隆起段。

由於京杭運河各段地面高度不同，因此各段航道水流的方向也不相同。

當大運河全線通航時，從北京到通洲、臨清到淮陰、鎮江到常州三段，利用河閘通航，維持比較困難，其餘各段則屬普通河流性質。

京杭大運河全程分為七段，具體流向如下：

（1）通惠河，天津以北到北京段，流向是北向南；

（2）北運河；流向是南向北；

（3）南運河；流向是南向北

（4）魯運河；流向是南向北

（5）中運河；流向是北向南

（6）里運河；流向是北向南

（7）江南運河。流向是北向南

京杭運河的流向、水源和排蓄條件在各段均不相同，非常複雜，流向總體概括為四個節點、五種流向：

節點1 天津（海河）以北的通惠河、北運河向南流；節點1與節點2 東平湖 之間的南運河、魯北運河向北流；節點2與節點3長江（清江）之間的魯南運河、中運河、里運河向南流；節點3與節點4長江以南的丹陽之間河段向北流；丹陽以南河段（江南運河）向南流。

①通惠運河。歷史性通航河道。由於清末實行「停漕改折」政策和20世紀以來鐵路、公路交通發展，貨物轉為陸運，加之水源不足，航道失修,至50年代初期,僅有少量船隻作間歇性通航。目前該河主要用作北京市排水河道，已不能通航。

②北運河。長約180公里,集水面積5.11萬平方公里，由天津注入海河。除屈家店至天津段15公里可供小船作季節性通航外，其餘河道均不能通航。

③南運河。又名御河,長414公里。四女寺至臨清段稱衛運河,長94公里。天津至四女寺段航道窄狹彎曲,底寬15～30米,水深約 1米，建有楊柳青、獨流、北陳屯、安陵4座船閘，可通航100噸級船舶。由於上游水庫攔蓄，兩岸農田灌溉，加之年久失修，現已處於斷航狀態。衛運河底寬 30米,水深約1米,建有四女寺、祝宮屯船閘,可通航100噸級船舶。由於上游岳城水庫畜水，截走水源，尤當衛運河擴大治理后，航道情況驟然惡化。

④魯北運河。也稱位山、臨清運河，原河段已淤塞。1958年另選新線，長104公里，但未開挖。1960～1968年,根據引黃輸水要求，開挖了周店至尚店76公里渠道，兩頭河段尚未開挖。

⑤魯南運河。國那裡至梁山段稱東平湖湖西航道,長20公里,1968年雖經疏浚整治,但河道嚴重淤積,水深不足，尚不能通航。梁山至南旺段長33.8公 里，枯水期航道水深0.5米,每年可通航6個月,為季節性航道。南旺至濟寧段長27.1公里,底寬15米,枯水期水深0.5米,每年僅通航6個月,為季節 性航道。濟寧至二級壩段長78.1公里，航道順直，枯水期水深1米以上，底寬50米,可通航100噸級船舶。

⑥中運河。二級壩至大王廟段原來 是走韓庄、台兒庄一線。1958年在江蘇省境內新辟南四湖湖西航道及不牢河河段，使河道經徐州市北郊通過，至大王廟與中運河匯合。大王廟至淮陰段仍循原來 河道南下,長163公里。徐州以下河段,經近年分段拓寬,航道一般底寬45～60米，水深3米以上,已可通航500～700噸級以上拖帶船隊。是為徐州煤 炭南運主要線路。

⑦里運河。全長169公里，其入江口原在瓜洲,1958年改至六圩入江。近年屢經整治，航道底寬一般達70米,水深3米以上，可通航1000噸級拖帶船隊。年運貨量1500萬噸左右。

⑧江南運河。自長江南岸諫壁口經丹陽、常州、無錫、蘇州、平望至杭州。其中，平望至杭州有3條航線，即東、中、西線，如以東線計算,全長323.8公里，大部分底寬20米，水深2米,一般可通航40～100噸級船舶,年貨運量達1600餘萬噸。

運河需要對水系的自然流向進行改變，利用天然的水資源和人工開鑿的渠道形成水上運輸動脈，貫通城鎮，形成水運通道。其困難在於需要讓運河的流經的區域的海拔的不一致，水不能往高處流。先人的水利智慧是設計運河分段，船隻通過燕埭水閘和複式水閘由低處提高到高處。另外，對於較高海拔的運河段引入更高海拔的水源，確保運河運輸水深的需要。

京杭大運河最高海拔位置在現在山東的汶上縣南旺，高39米，如果通過這一制高點，是運河貫通的難點。

公元1402年，朱棣奪了他侄兒朱允炆的皇帝位子之後，準備遷都北京，龐大的官僚機構每年需要的幾百萬石糧食和大批的絲綢、茶葉等生活用品，還有養活衛戍京城和北部邊疆的200萬軍隊的物資，再加上大規模地修建皇宮王府和修築長城的建材，這些物資大都仰給江南。南北運輸問題擺在了面前。當時的運輸線路主要有三條，一條是海上航線，一條是陸路，一條是元人改線開通的京杭大運河。海上風大浪急，當時的木帆船抗風浪能力很低，海運的損失往往十分之二三。陸路太慢，且運量有限。所以，最好還是通過京杭大運河來運輸。但是，明太祖洪武元年（1638年）和洪武二十四年（1391年），黃河的兩次決口，已將會通河（濟寧至臨清之間的一段大運河）淤塞。當時迫切需要重新開通大運河，永樂九年（1411年），明成祖朱棣命令工部尚書宋禮徵調民夫16.5萬人，疏浚會通河。

宋禮面前擺著兩條路。一條是，像許多貪腐的官吏那樣，把這次接手的國家大工程，當作天賜的發財良機，偷工減料，剋扣民夫，把工程做成豆腐渣，那幾十萬兩白花花的銀子就會像流水一樣流進自己的腰包，然後拿出一小部分，上上下下打點賄賂一下，就會皆大歡喜。第二條是，循規蹈矩，把元代的舊運河疏浚一下，既省時省力，又能凸顯政績，做成一個毫無風險的「面子工程」，再雇幾個歌功頌德的吹鼓手吹噓一番，立上一塊大大的「功德碑」，一定會得到皇帝佬兒的加官晉爵和同僚的讚譽，一舉多得，何樂而不為呢?但是，老宋偏偏一根筋，不願走這兩條路。一心要實踐他治國平天下的抱負，一心只想著為國家為人民謀永利，決心走出一條別人不敢走的創新之路。這需要遠見，需要智慧，需要勇氣，還要敢於擔當。

他不辭辛勞，實地勘測，精心研究，發現元人為了「引黃濟運」開挖的會通河距離黃河太近，強悍的黃河每次決溢都會將弱小的運河淤塞。如果一個弱小者與一個強勢者靠得太近，就隨時會有失去自我甚至被吞噬的危險。所以，弱小者不應只想著沾強勢者的光，要時時懷有警惕之心、敬畏之心，最好敬而遠之。還有，會通河岸狹水淺，堤岸抗洪能力太低，河床寬度僅在10米以內，水深只有0.8—1.0米，只能航行150料（約合今天4.5噸）的船隻，每年的漕運不超過10萬石，所以，終元一代，以海運為主，漕運為輔。於是，老宋做出了一個大膽的決定，將袁口（今汶上縣袁口）以北至壽張沙灣的一段運河東徙20餘里，移到魯中丘陵西部邊緣的高亢之地，讓運河之水往高處流，避開黃河的侵擾，利用棄土遍筑西堤以阻擋黃水，並且將新運河拓寬挖深，以增強其通航能力。

但是，創新是有風險的，一旦失敗，將招致罷官乃至殺頭。1411年7月，新的會通河挖成之後，卻有河無水，是一條幹溝。輿論一片嘩然，老宋一下子被推到了風口浪尖上。怎麼辦？老宋急紅了眼，徹夜不眠，苦苦地思索，突然悟出，智慧存於民間。於是他放下官老爺的架子，「微服旁求延攬，行至汶上城北遇公（白英）於曇彩山之陽，遂虛心訪問利漕之事」（《白氏宗譜》）。白英，這個鄉野草萊之中的奇才高士，雖然沒有功名，沒有官位，不吃皇糧，只是運河邊上十幾個民夫的小小的領班，但他深知運河對國家的重要性，深知運河民夫拉縴放溜的辛苦。他十幾年間走遍汶上、濟寧、東平、泰安等20多個州縣，認真地考察了這些地方的地形水勢，精心構思了一套科學旳治運方略，胸中蘊藏著利國利民的大才大智，儲玉於櫝，以待善賈與良機。如今，機遇終於降臨了。白英感於老宋「禮賢下士，治河心切」，遂「為之出奇計」（《白氏宗譜》）。

白英分析，元代的郭守敬設計、李奧魯赤開挖的濟州河（濟寧至須城的一段運河）因缺少水源，畢輔國在寧陽縣堽城築土壩截住汶水，導其南流匯入洸河、府河，在兗州西邊再與泗水匯合，流入濟寧，經過玉帶河（在今太白中路）至天井閘流入運河再南北分流，以解決運河水源之不足。應該肯定他們引「四水濟運」和南北分水的思路是正確的。但是，元運河最大的失誤是把分水點選在了地勢較低的濟寧。濟寧地勢北高而南低，故濟運之水南行容易，北行困難。而如今運河又東移了20多里，到達地勢最高的汶上縣南旺，南旺的地平面與濟寧的太白樓頂齊，這裡是全運河的制高點，號稱「水脊」，運河之內怎麼會有水呢。

那麼，怎樣破解這道難題呢？白英建議，在不違背水往低處流的本性的前提下，讓它向高處流。把分水點選在南旺，即不讓汶水流向濟寧而流向南旺。在海拔達50米的汶河段築壩（戴村壩），接著從戴村壩開鑿一條可以自流的引水渠通過下游的運河水脊南旺，從這裡進入運河，左右分流，貫通運河水脊。

這個堪與李冰父子的都江堰相媲美的高科技的水利工程在白英老人的指導下於1411年8月開工修築了。他一邊破開堽城大壩，使汶水全部自然西流，並且堵住汶河上的堽城入洸口門，使之不再流入濟寧；一邊在堽城以西汶上縣的坎河口西邊的汶河上修築了一個「五里十三步」的土沙壩，即戴村壩，截住汶水使之不向西流，然後扒開汶河南岸大堤，將汶河的一條岔流疏通稱之為小汶河，把汶河水通過80多里長的小汶河引入南旺運河。為了防範汶水激流對運河大堤的衝擊，在汶運交匯的丁字口砌築了一道300米長的石壩。為了使汶水向運河南北分流，，在石壩的中部迎汶激流處設置一個活動的魚嘴形的「分水撥」，汶水流到石壩下，即被「分水撥」一分為二，「南流接徐沛十之四，北流達臨清十之六」（《明史·宋禮傳》）。也可以「三七」分，即俗稱「七分朝天子，三分下江南」。為了彌補汶河枯水期水源之不足，白英又採用「導泉補源」「建立閘壩」「設立水櫃」等措施。至永樂十二年（1414年），工程告竣，「漕運大通，帆桅連檣而下，舟艦魚貫而行」，「漕粟益多，永樂十三年遂罷海運」（《明史·宋禮傳》）。自此以後的60年裡，每年漕運到北京的糧食都在600萬石左右。

大運河貫通南旺水脊的思路：

（只能說是貫通，不能說通過，南水北調必須是通過）

1 保證河道有水，並確保一定深度，可以是不同流向；

2 確定最高水脊的位置，如大運河的水脊是在南旺，高39米；

3 找比水脊樑更高海拔的水源，如果水源高度差不夠，可以考慮通過攔壩提高水源的高度；

4 引水源到水脊，相反方向分流；

5 水流方向不同不是問題，古人的智慧是用水閘，或直接生拉硬拽；

（其實各段運河的流向和海拔就是不同的，彙集各地水流，只要河道有水，其它問題都會水到渠成。）

（運河所意欲達到的運輸功能與南水北調的調水功能是不一樣的。所以大運河可以用水閘，而南水北調則是用水泵，確保流向一致。）

中華人民共和國成立后，對運河進行了大規模整修，使其重新發揮航運、灌溉、防洪和排澇的多種作用。1988年底建成的京杭運河和錢塘江溝通工程已將江、河、海銜接起來，構成了以杭州為中心的、以京杭運河與長江、黃河、淮河、海河、錢塘江五大水系相連通的水運網。

現代的南水北調工程分為西線、中線、東線。東線工程就是利用高杭大運河逐級提水北送。運河的主要目的已從古代水運轉向為水資源的輸送。南水北調工程通過現代科技手段利用水泵實現了真正的水往高處流。

京杭運河南水北調：從長江調水到黃河南岸設13個梯級抽水泵站,總揚程65m,穿過黃河可自流到天津.

從長江下游揚州抽引長江水,利用京杭大運河及與其平行的河道逐級提水北送,並連接起調蓄作用的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖.

出東平湖後分兩路輸水：一路向北,在位山附近經隧洞穿過黃河；另一路向東,通過膠東地區輸水幹線經濟南輸水到煙台、威海.

黃河以南輸水幹線上設泵站30處；主幹線上13處,分幹線上17處,設計抽水能力累計共10200m3/s,裝機容量101.77萬kW.黃河以北各蓄水窪淀進出口設5處抽水泵站,設計抽水能力共326m3/s,裝機容量1.46萬kW.

參考

1《探索發現》中國大運河 http://www.docuchina.cn/2014/12/22/VIDE1419227288700173.shtml

2 《走近科學》 東線水事 http://tv.cntv.cn/video/C10355/d38516d349b341cf9f1b8d257684d438