水利质量发展研究

赵文斌

水利质量发展研究

赵文斌

水是生命之源、生产之要、生态之基。我国是传统的农业大国，水利不仅直接关系到农业生产发展，而且关系到整个社会经济繁荣。水利工程涉及力学、土木工程学、气象学等多学科，包含防洪、灌溉、航运和城市供水等多方面，其质量反映了人类利用和改造自然的能力。

一、规划和施工技术均关系质量

我国人民建造水利的过程，是对自然不断认识和改造的过程，也是不断总结实践经验的过程。在这个过程中，人们对水利工程质量的把握从宏观和微观两个方面均取得持续发展。

规划设计的科学性，直接决定着水利工程成败。水利工程规划设计体现在众多方面，涉及众多因素，非常复杂，而文化无疑对规划设计具有深远影响。我国有着深厚的水文化，天人合一、顺势而为、人与自然和谐等成为古代水利建设的主要文化。无坝引水工程是我国古代水利工程最基本的建筑型式，是人与自然和谐的生动范例，秦汉时期的三大工程都江堰、灵渠和郑国渠，是我国早期无坝引水工程的典范。李冰在主持建造都江堰时，就是严格遵循“乘势利导、因时制宜”的治水指导思想。三国时，无坝引水工程扩展至南方各省，如汉中的三河堰、四川岷江中游的通济堰。唐宋以后，无坝引水工程普遍分布在黄河和海河流域中下游。正是在和谐文化的深刻影响下，我国古代水利工程建设创造许许多多佳绩。

土料是古代水利工程中应用最多的材料。由于土料有孔隙，容易透水和变形，并不是随处取土和堆土都能达到控制水流的目的。我国古代很早就积累了有关土质的丰富感性认识。在《尚书·禹贡》《管子·地员》《周礼·职方氏》等古代文献中，都对土的物理性质有所描述。在实践中，人们对土料的工程性质的认识日益丰富。元代《河防通议》把黄河下游的土分作花淤、牛头和沫淤等几十种，其中胶土的工程物理性质较好，而活沙、流沙和走沙三种不能用来筑堤。明清以后，对土料的物理性质认识更加细致。《中国河工辞源》按工程性质将土大致分为淤土、沙土和黄土等三类，并对各种土质的适用性进行了分析。由于单独一种土往往有某种缺陷，实践中常以两种或三种土掺合起来使用，最常使用的是石灰、沙和黄土混合而成的三合土。适宜的土料为修建合乎规范的水利工程提供了基本材料，而对于防洪堤来说，还必须重视土料含水量的控制、基础处理、边坡选择、堤身夯筑等。战国时期，已明确认识到土料含水量对堤防填筑质量的影响，认识到不同季节土壤含水量的差异及其与施工质量的关系。明代中叶著名河臣刘天和认为，施工土料“必干湿得宜。燥则每层需用水洒润”。清代河工施工的规范性著作《安澜纪要》，具体记述调节土料湿度的办法。对含水量适宜的土料还必须加以夯实，以增加土体的紧密度和干容重，保证土体抗倾覆的稳定性和抗渗透能力。掌握堤防横断面的合理形状和边坡陡缓度，是保证堤防抗滑稳定和渗透稳定的又一个重要因素。任何土料都有其维持稳定所必须的边坡，战国时代对此已有所认识。

水工建筑物在挡水、蓄水、输水、泄水的关键部位往往要经受水流的集中冲刷，要求具有较高的稳定性和抗冲刷性，石工建筑物在这方面较土工有着显著的优越性。石工建筑物的基础尤其重要，“石工之坚与不坚，全视底桩之有力无力”。水工建筑物的大型砌石结构最早见于黄河上的引水石门，为了保证砌石稳当持久，每块砌石必须打凿合乎规定，砌于建筑物表面的面石必须六面齐整。《河防通议》记载宋朝规定黄河防汛的每块砌石尺寸。清代砌石的尺寸略有加大，砌石除丁顺间砌外，还应注意错缝勾压，砌缝务需密致，以竹篾签试不入为好。胶结材料是保证水工建筑物安全的关键之一，也是水工建筑物较非水工建筑物技术更复杂的原因。古代水工砌石砌砖建筑物的胶结技术，大致分为胶结材料和金属固结两类。常用的胶结材料是石灰，但一般石灰在水中强度低。古人常从煅烧蛎壳中获取水硬性石灰，然后加沙成浆后，用以砌石，在水中可以继续硬化，其抗压强度可达25kg / cm2。目前所见水工砌石用铁锭的最早记载是宋代建隆二年（961年）。

二、政府管理从多方面保障质量

在土地制度和大一统的中央集权制度前提下，我国传统水利是通常由政府规划决策、拨款投资、主持操办。水利工程一般规模较大，兴建常常汇聚着千百万人的共同劳动，牵涉众多地区和部门的利益。要保证工程质量效益，维持工程正常运行，没有采取科学的管理是难以想象的。

水利决定着农业经济的成败，关系到封建王朝的存亡，中国君王常常亲自过问、主持水利兴役，完善水利制度、管理和礼制。古代水利管理有行政和监察两大体系。《周礼》记载，西周冬官为水官。春秋战国时，司空的职权之一是负责水利工程的兴建和管理，司空下设立川师、川衡、水虞、泽虞等。先秦以来，在中央和地方官制中一直设置水行政管理机构，机构和职能随国家官制的不断健全而逐步完善。汉代以后，在州（郡）县行政长官之下设官置吏，形成稳定的地方水利行政管理机制。唐朝，中央尚书省下设有水部郎中和员外郎，又设有都水监，掌管京畿地区的河渠修理和灌溉事宜。唐朝以后，水利建设主要由地方政府负责，司农寺负责考核。宋代，由都水监对地方重要水利工程行使督导职能，对工程建造出现质量等问题和稽查不力的官吏，均要给予处分。明清时期，御史对工程质量、效果等考稽，直接关系到官员的升迁和机构的置撤。

古代还重视制定水利管理专门法规。水利法规在春秋时期已经出现，是我国古代重要的法律法规之一。秦代法律已有对施工质量不符合规定的处罚条例。最初的水利法多是某个水利门类的单项法规，或附属在国家大法当中的有关条款。以后水利法规和行政管理逐步完善，为我国水利持续发展作出重要保障。各种水利法规均对工程的规范和质量以及如何处罚失职行为作出规定。唐代是我国封建法制集大成的时代，《唐律疏议》对维修水利不及时，造成财物损失和人员伤亡，要比照贪污罪和争斗杀人罪减等处罚。唐代的《水部式》是现存最早的全国性水利法规。《农田水利约束》是宋朝制定的最为著名的水利政策法规，也是王安石变法的主要产物之一。金代泰和二年（1202年），颁布《河防令》，对黄河和海河水系各河的河防修守作出规定。万历制定的《护守堤防总考略》共10条，分别规定了各项工作流程，针对堤防溃决的三种情况提出了四种管理措施。顺治初年，清政府工部为保障黄河、运河以及海塘堤岸修筑质量，制定河工《考成保固条例》，以保修期作为处罚依据。《大清会典事例》关于水利的规定有31卷之多，规定得相当细致。

水利是一个技术性要求较高的门类，古人很早就注意到专业方面的要求。战国时管仲就提出，要委派懂水利技术的人主持施工。《周礼》规定，施工前，每一里处先做出一个标准的样板断面，以便随时参照和检查，保证施工进度和质量。宋代，出现两本河工技术规范性著作《河防通议》和《宋史·河渠志》，详细记载了河工测量技术的施测方法，对砌石、卷埽、筑堤等主要工程形制作出了具体规定。明清两代，水利著作远多于前代，分类完备，规范更加细密，有《圩田施工章程》、《安澜纪要》、《修防琐志》、《五道成规》、《大清会典事例》等。为了保障质量，施工完成后要进行检验。《农政全书》记载万历年间，疏浚常熟河道，用样桩和信桩检验疏浚的深度，用轮竿检验疏浚的宽度，开挖完成后放水再次检验施工深浅是否符合要求。《河工器具图说》记载了一种用铁锥签试的方法检查夯筑质量，试锥时，将铁锥用木榔头打入新筑堤内，缓缓地垂直拔起后，立即在锥孔中灌水。根据锥孔中水渗入速度，可知夯实程度。

水利工程长期使用，良好质量不仅在于建造，而且在于长期维修。战国时期，已重视堤防的管理维护，冬天水官要检查堤防状况，将需要维修的地方向上级汇报。我国古代一些著名的水利工程之所以能够经历很长时间，无不经过严格的维修管理。建于春秋时期的芍陂，西汉设陂官专管灌溉维修。都江堰历时二千余年，至今受益，没有一套科学合理的管理办法是不可想象的。京杭大运河全长约1794公里，是世界上里程最长、工程最大、最古老的运河，在漫长的岁月里，主要经历三次较大的兴修过程。

水利工程涉及社稷民生、国家安全，其维护管理自然受到统治者的高度重视，维护管理通常由政府组织，并以相应的法规予以规范。