历史维度：大流堰引水工程生态文明基因研究

叶 舟

(浙江海洋大学，浙江 舟山 316022)

1 问题的提出

许多水利工程在生态环境方面的影响需要历史检验后才能评价其功过，但历史检验大都会滞后，滞后的检验和评价都会给早期投入、生态环境带来巨大风险。我们能否从历史维度研究河流治理中传承的生态文明基因来指导当代水利工程建设？答案应该是肯定的。许多学者对古代水系研究认为，中国古代生态智慧为当代生态文明建设提供了有效的参考价值。[1]从尊重自然的角度主要体现在哲学思想研究上，田英杰等[2-3]从易学、儒释道角度研究中国传统哲学对古代生态文化,认为“天人合一”思想是中国古代哲学中关于生态的最基本的思想，通过辩证的方法来论证人与自然的关系。白海若[4]认为“天人合一”是生态的终极目标，路径是顺应自然并按自然规律办事，生态价值取向是万物平等以及仁爱万物，主旨是维护生态平衡，实现资源永续利用。从利用自然的角度研究古代城市规划上，林文棋[5]认为我国古代城市这一“人”工构筑如何与“天”为自然的共存共荣的“天人合一”思想，非常注重对大环境条件的顺应，对小环境条件的组织与设计改造。贾璞[6]认为古代都城选址对于以山川河流为载体的水源的高度依赖，并且对河流、池沼进行疏浚、截流、导引、改造等形成水系，使其更好地满足城市对水源的需要。陈柳[7]研究认为古代城市选址体现“高亢、近水、向阳”的原则，承认自然的生命属性，将自然要素与城市建设结合，巧妙地布置城市政治空间、商业空间、宗教空间、文化空间。从改造自然的角度研究古代水系上，叶炜[8]认为历史水系曾经是古代城市主要的基础设施，不仅是宝贵的生态资源，也是历史文化资源和城市公共空间资源。具有供水、调蓄洪水、交通运输、防火、改善城市环境、军事防御、躲避风浪、城市景观功能。傅凡[9]认为风水是古代营建城市、建筑和园林的水系规划的方法，涉及美学、生态学和其他学科，它源自我国古代，但其尊重自然的原则在今天仍然是适用的。袁琳[10]认为古代水系是一个人工自然系统，该水系具有生态基础设施功能和价值。这个系统的建设不仅需要科学技术，还需要社会管治体系构建[11]。韩双羽[12]认为古人把江河水系比作城市的血脉，南宋八年席益就谈到“邑之有沟渠，犹人之有脉络之，一缕不通，举身皆病”。这些学者虽然研究了古代人们尊重自然、利用自然、改造自然的理念和实践，但是还未完全揭示出历史上许多水利工程经过了几百年、甚至几千年的运行仍在发挥重要作用的内在的传承的基因。

笔者试图从网络及网络流角度探究古代水利工程所传承的生态文明基因。从上面学者研究中也可以发现，水系网络既是许多学者所提及的内容，也是他们研究中不够深入或者没有将其作为主要对象的领域。近年来笔者对网络及网络流这个专题进行了一些研究，包括着眼于网络联合调度的“基于水库群联网联调的区域水资源配置效率研究(2016)”和“Study on Regional Water Resources Allocation EfficiencyBased on Networking and Joint Scheduling of ReservoirGroups(2018)”，[13]“从历史治水中探寻生态文明的秘密，讨论生态文明研究方法的“基于历史维度的河流治理生态文明基因研究”等。笔者认为网络及网络流思想既体现尊重自然、利用自然、改造自然的理念，又在时间历史维度上顺应社会、经济、科技发展在科学思想、工程技术、制度安排三个变量上传承与创新，是水生态文明基因。事实上每个城市的格局都有着相对应的自身独特的水系及水利发展史，城市的城墙走向、主要街道布局都受水系的点—线—网的发展影响。治水的目标就是对城市内部水系进行有机梳理、科学联通，通过构建复合生态网络最大程度地实现水域空间和沿河绿地、生态用地的耦合，发挥水系在城市格局中的综合功能[14]。大流堰及其生态水系网络就是这样的案例。

2 工程历史背景

大流堰引水工程是明清朝时期浙江省的一项官办水利工程，位于浙江省瓯江流域宣平溪支流西溪上，工程包括大流堰坝、引水渠系等。工程主要任务是通过该堰坝抬高西溪水位，引水进入宣平县城解决该县城生活用水、消防用水和灌溉用水。宣平溪又称宣平港，古时也称午溪，流经武义、松阳和莲都三县，为瓯江大溪的一级支流，发源于武义顶头岗。宣平溪流域面积820 km2，主流全长77 km，其中武义境内560 km2，主流长39 km，莲都境内227 km2，主流长38 km。宣平溪为山区性河流，整个河段坡度为上游陡下游缓。

宣平县为古县治，建立于明景泰三年(1452年)，县址位于宣平溪上游东溪、西溪交汇的柳城(柳城原名鲍村)，隶属于处州府。至1958年撤县建县历史长达506年之久，宣平县城是典型的中国古县城布局。中央区块为政治空间，四周主街有太平街、司前街、县后街、县后直街、县前街、县前横街和东街，宽不足丈，石板铺路，边嵌卵石，街道两旁为明清建筑。县城东隅为文化空间，设文庙、县学、社学、文昌阁、书院等，县城西隅为宗教空间，设有城隍庙、天后宫、万寿宫、三元宫、夫人庙、东岳宫等宗庙、神庙等祭祀场所。整个县城通过四门、四桥沟通城内城外，四门即北门(拱辰门)、南门(迎恩门)、东门(丽春门)、西门(太平门)，南门外的南门码头，经过三港沟通丽水、温州等之间的水陆交通。四桥即通济桥、东溪桥、西溪桥、蔴济桥沟通东溪、西溪两岸(见图1)。[15]宣平古城位于众山环抱中，近处四周北有鳌山，东有岱山、周山，西有西山、白马山，利用南低北高、左低右高的自然地理优势，巧妙地构筑水系，东、西溪在东南角绿岩潭前汇合。

图1 清道光四年宣平古县城图

大流堰引水工程经过历任县令的重视建设，特别是明朝万历年间陈应麟、清康熙年间韩宗纲两位县令的努力，修建、扩建大流堰引水工程使其真正达到一是确保城内居民生活用水；二是水渠通往城内各街道，可防火灾之不测；三是充分利用生活用水之再利用，可灌溉数百亩良田的功效。大流堰建成，造成“水通城市，民居赖以汲饮，并可救火灾、灌近郭田，远至五里余”的景象。直至1959年为建设普照寺水电站将大流堰沿西溪上游移50 m建猪头潭堰替代，但仍沿用原来的大部分渠系。表1为民国时期宣平县及附近有关县的人口情况，从表中可以看出宣平县当时属宣平溪流域的社会经济文化发展中心(1)瓯江流域每一一级支流都有一个相应的经济文化政治中心，如龙泉溪的龙泉市，小溪的景宁县，浮云溪的云和县，松阴溪的松阳县、遂昌县，好溪的缙云县等。。

表1 1933年浙江金衢丽部分县人口情况 人

资料来源：①《浙江省镇市村落统计》第4期1933年12月；②《内政调查统计表》1933年12月第4期

3 大流堰引水网络工程

3.1 水系布局

大流堰引水工程充分体现了中国传统治水的 “天人合一”“因势利导”的理念。[16]从工程规划角度看大流堰引水工程包括大流堰及贯穿宣平古城的河网水系。河网水系组成中既有自然河流东溪、西溪及绿岩潭，又有大流堰及城内纵横交错的水渠，是一个典型的体现网络流思想的工程实践。从水资源利用上看体现了先城市后乡村、先生活后生产、先基础后提高的思想，形成可持续利用的水资源供水网络。具体布局上大流堰引水工程起自西溪大流堰，自柳城镇曹门、太平坊引水入县城各街巷，最后尾水出城，大部分出城后经过灌溉进入东溪，部分城西农田灌溉后仍然进入西溪下游河段。从源头官堰—大流堰经西门流入，经曹门至太平坊分为甲乙两支。甲大支北行，经县后坊折东，至双

门郑祠门口分为两支。一支北行，经杨泽街口出东溪；一支南行，经东街至警察所前会大街水，引入畔池，出文昌阁，入大流畈灌溉后也入东溪。乙大支南行，经大街天后宫前折东，至三角店分为两支。一支东行经县署前横街至警察所前，会东街水并入大流畈后入东溪；一支南行，经县前坊直街至夫人庙前又分两小支，一支出夫人庙后灌田，一支出城隍庙后灌田，这两支水均入南部西溪。大流堰形成的引水水系网络不仅解决了县城的供水，而且堰区数千亩农田实现了从车水灌溉到自流灌溉，提高了劳动生产率。图2为清末宣平古县城布置图及水系图。

图2 清朝末年宣平县城大流堰水系示意图

3.2 引水工程及构筑物

工程技术及构筑物主要目的是将工程设计思想落到实践层面，宣平溪大流堰引水工程技术及构筑物主要包括四个方面。

3.2.1 利用两个水源

利用自然地形和上下游水头落差合理选择大流堰位置形成整个网络的水动力体系，使引水工程可以通过水体自流实现水资源配置的目标。大流堰引水工程建成后，西溪大流堰成为第一水源，绿岩潭则成为灌溉备用水源。一般情况下大流堰引水工程都利用西溪水，当干旱年份大流堰来水不足时，利用绿岩潭提水解决灌溉用水。绿岩潭地处宣平溪上游东溪、西溪汇合处，属于宣平溪河谷盆地中心地带。据民国版《宣平县志》卷一载：“绿岩潭，在县南祝村，深十余丈，最藏鱼。康熙甲午年旱，以水车戽潭水灌田，未至底，有石刻云赤乌年车至此”。从绿岩潭石刻碑记可知，宣平一带在大流堰建设之前常常采用水车提水灌溉农田，保证了此地农业丰收。

3.2.2 渠首配水建筑

南门码头是宣平县城主要交通运输码头，起着沟通丽水、温州等地的货物运输的作用。大流堰引水工程建成后既要保证城市供水，又要使原河道中有一定水量保障下游航运需要，因此大流堰引水工程渠首工程设计要同时满足这两者对水资源的需求。大流堰集雨面积124 km2，堰高度为1.5 m左右，引水渠首宽度为1 m，底板高程高出河床0.5 m，并在进水口设置闸板，使大流堰起到节点分水和自然控制水流作用。猪头潭堰高度为2 m，渠首闸门尺寸为1.25 m×1.55 m，渠首宽度为1.1 m。大流堰坝身由卵石干砌而成，从现存的遗址看其尺寸与猪头潭堰接近，堰底宽度在3 m左右，堰顶宽度在1 m左右。

3.2.3 形成供水灌溉一体网络

利用大流堰坝址处与东、西溪汇合处上下游之间约15 m的水头落差，合理布置修建整个城市供水网络和农业灌溉网络。堰区渠道总干渠为1 m×0.7 m，在渠道进入灌区后分一路支渠(0.6 m ×0.3 m)并后洞坑来水用于灌溉西门外近40 ha农田，余水在南门汇入西溪；在曹门分设一路干渠(0.7 m×0.5 m)到北门，灌溉近20 ha农田，余水并杨泽街口来水汇入东溪；在曹门东岳宫附近设两水碓，尾水进入西门外农田灌溉；沿司前街进入城区，每间隔30～50 m设高度不等跌水坎或闸板，分设不同分水形式和支渠尺寸，形成环网供水网络，经过城市用水后，在文昌阁、县前横街、城隍庙后等分成三支渠道进入大流畈，灌溉农田近46.67 ha，余水进入东溪、西溪。

3.2.4 沿程各种水工结构物创新设计

宣平溪属于山区性河流，整个宣平河段平均坡度为13.6%，下游莲都区段为2.16%，上游坡度明显大于下游。宣平溪流域山地土壤以红黄壤亚类、侵蚀性红壤亚类、岩性土、潮土、水潮土为主。在这种地势坡度和土壤类型下，设计引水渠系需要考虑水的流态和岸坡的稳定，因此渠道沿程开发了许多水工结构物，其中堰、闸、栅、渠、涵等这些小型水工建筑物主要用于沿程水资源自动分配、过滤水质、道路立交、平缓流速、提高水位、应用水力加工等。通过这些建筑物实现了水资源的有效分配和利用，如“水进司前街后逆流至县后街的上街头，尾水又进入沿巷向东流向五蓬下百田之畈灌溉之良田，当时是一奇迹。”

3.3 水系网络运行管理

从大流堰到猪头潭堰的300多年中，它们承载着饮用、洗涤、排水、泄洪、消防以及灌溉等多种功能，静静守护着古城的安然无恙。在这背后，宣平人在多年运行中形成了具有长效机制的护水公约，政府把大流堰引水工程确定为“官堰”“阳沟”，都寓意着公共工程需要共同遵守的规定。西溪水入城后，主要街道旁均开明沟。明沟主要发挥着饮用、洗涤、排污、防火及灌溉等功能。由于合饮、洗、排、提、灌五沟为一的明沟，保证饮水清洁为首要任务。宣平县衙发布规定夏8时、冬9时前一律不得在水沟洗衣物及污物等分时段用水公约，出台告示规定绝对禁止纵放禽畜等入沟、严禁将赃物抛入水沟、严禁抛入病死动物等等一系列制度。每年有两到三次清理沟渠，使水渠清澈见底，干净清爽。这些制度安排历经几百年实践被证明非常有效，它构建了工程安全和人水和谐的制度基础。这不仅显示大流堰引水工程是宣平人引以为傲的共同财富，更是宣平人赖以生存的生命之源。

4 生态文明传承基因研究

古人治水，因势利导。在我们的基因中，携带着千百年来与水和谐相处的基因。“得水为上，治水为辅，量水扩容”是凝聚在中国古老城镇、村落选址、规划和营建中的丰富智慧[17]。研究大流堰引水工程，主要根据古今文献资料和现场考证，通过采集水文、地理、气象、土壤信息和检测相关工程技术指标研究，发现生态文明基因主要体现在科学思想、工程技术和制度安排三个维度。

4.1 科学思想维度

数千年来人水交互活动就是在寻求一种天、地、人三者之间的均衡关系。这种均衡关系具体体现在生态网络水系及其它的科学思想。这种科学思想包含了水润万物的系统性、与时俱进的兼容性、利益协调的均衡性，具体包括三方面。

4.1.1 构建了“天人合一”的生态网络水系

古宣平县因势利导利用地理、地质、气候等条件，按照中国传统的哲学思想科学规划了宣平城区水系，成功构建了由自然河流与人工渠系相结合的“天人合一”的水系网络，这个水系包括东溪、西溪和大流堰及其水渠系统。制度在这里承担了非常重要的水资源利用中相关者利益协调功能，与工程技术一起完成分水配水的任务，形成能够持续300余年运行的“天人合一”的网络流。

4.1.2 科学选择水源兼容各种水资源需求

东、西溪流域面积分别为137.1 km2，东溪164.3 km2，第一水源选择了西溪的大流堰(后来改为猪头潭堰)。这与现代水利规划思路相一致，原因是：一是水动力因素。大流堰为规划区内的制高点，可以充分利用水能资源作为其动力。二是水质保障。西溪上游山林峻秀，人口稀少，便于保护水土资源。流域内至今最大水库内庵水库(库容2 990万m3)就建在西溪，并与青岭水库联合作为现代引水工程的水源。事实上，西溪流域水土保持情况一直良好，水质优于东溪。三是绿岩潭作为备用水源，这也符合现代城市规划思想。

4.1.3 因势利导将科学治水与城市规划紧密结合

这个供水网络不仅是众多涉水功能归集，包括水运、消防、供水、灌溉、景观等，自然河流和人工暗渠、明沟形成立体交叉、独立完善的供排水系统，而且成就了城市与外界之间的天然屏障和城市景观。对于网络的巧妙设计以及众多功能归集，整个设计科学合理，不仅精巧地反映出古人用水治水的先进理念，同时这也是古代城市规划的一个奇迹，建成了一个有城门无城墙的城市(见图3)。

图3 网络流形成原理图

4.2 工程技术维度

从大流堰引水工程中可以看出，工程技术的作用主要是保障水资源在各用途之间分配，提高水的使用效率、供水质量，工程技术物理使网络成为现实。

4.2.1 工程技术首先体现在渠首工程分水

渠首的大流堰和引水闸调节了西溪河道航运所需水量与宣平城市引水之间的数量关系。南门码头对宣平人来说是其经济命脉，它是宣平与温州、丽水之间的重要水上交通，大量的物资、商品从这里上岸。虽然只有丰水期可以通木船，但宣平有竹筏200多付，即使不通木船河流也要保证一定的水量。

4.2.2 水能资源的利用

无论是大流堰引水工程网络，还是水碓、油车、利用水力舂米、磨粉、榨油等，都利用了水能资源。特别是从大流堰到猪头堰，到内庵水库洞头电站尾水供水，再到青岭水库供水，经历的四个阶段都体现了对水能的利用。[18]第一阶段是大流堰建成到1958年的300多年间，宣平县利用大流堰引水解决县城用水，促进了宣平县经济社会发展。第二阶段是1959年建设普照寺水电站(2)普照寺水电站位于柳城镇曹门，为径流式电站，1959年4月建成时总装机30kW，以后更换为64 kW，1983年重建为75 kW。电站主要供电柳城镇，引水渠长320 m，水头6 m，流量每秒1.81 m3。选用金华ZD760-LM-60水轮机，配金华75 kW，8极立式发电机，年均发电量21万kW，当时总投资6.7万元(其中国家补助1.5万元)。，为了使电站达到设计水头，在上游70 m处新建猪头潭堰替代大流堰。第三阶段1991年内庵水库及洞头电站建成，1996年利用洞头电站尾水供水。内庵水库集雨面积57 km2，库容2 950万 m3。第四阶段是1997年青岭水库建成(3)青岭水库集雨面积35.2km2，设计库容758万 m3。，2012年青岭水库直接供水。到第三、四阶段，生活用水网络完全从原来的网络中脱离出来，形成了两张平行在柳城镇物理空间上网络叠加水系。

4.2.3 河渠及构筑物的设计建造

山区河流坡面陡峻，洪水汇流时间短，丰枯流量变化大，因此根据西溪、东溪河道比降建造了许多普通堰坝，既可以蓄水，又可以减缓流速。据《武义县水利志》记载，到清末宣平地区有137条堰坝。在大流堰引水网络中，根据地理、地质特性和用水户数量，设计渠系断面尺寸、长度和走向，并在沿程建造了各种形式的构筑物，调节渠系水流流速、流量和水位。

4.3 制度安排维度

成功的治水工程，往往经受了许多历史考验的制度安排。这些制度安排包含当时社会倡导的价值观、政府主导下用水户自治管理模式和人们的生活方式和习俗，它们自觉或不自觉地协调着人们之间的关系，分配着人们之间的利益，成为河流治理生态文明制度基因[19]。

4.3.1 政府公约

大流堰引水系统能够历经300多年正常运行，当时县政府的规定起到了非常重要的对公众的约束作用。大流堰是“官堰”，这种规定就是现代经济学中的制度安排，官堰意味着政府投资，意味着官办、官管。对于特定的大流堰引水工程进行制度分析，可以用现代经济学理论解释古代治水制度安排的协调性。其一是验证古代治水制度安排与当时当地社会结构之间的兼容程度。其二是制度安排之所以能起到保证工程的长期有效运行，它反映了核心价值和特点。其三是基于许多已经建成的水利构筑物提高了客观上的保障。

4.3.2 生活习俗

在宣平溪人水交互数百年间，宣平这座城市无不体现出河网交织的氛围。人们在耕读、商贾之余，城隍庙擎台阁看戏听曲成了人们业余生活的一部分，而古渡、古桥、古道和互联互通的水系网络提供了交通便利。在宣平人、河、桥、船、坝、堤、堰、闸、堰、岸、田、民居、水生植物、水生动物等元素构成了一个复杂多元的生态系统、生存方式、生活形态，并逐步形成了与河流影响密不可分的制度安排。

4.3.3 水神崇拜

水神不仅包括位于县城南边的大禹庙，还有城隍庙。陈应麟、韩宗纲等所代表的古代治水城隍神，已经形成了当时当地社会的共同的价值观。共同的水神崇拜对凝聚力量、维护秩序发挥了重要作用。[20-22]“宣平地处瓯江分水岭，高山丘陵起伏，涧流分歧，源短流急，陡涨陡落，洪枯明显，大旱大水交替发生”，同时由于缺水，火灾频发蔓延，陈应麟、韩宗纲等修复大流堰，引水入城，主要街道旁均开明沟。他们的行为感动了社会，韩宗纲被朝廷敕封“宣平威灵伯”，百姓于城南建城隍庙尊封他为城隍神，并将其生日五月十六作为每年的庙会擎台阁。他们的精神遗产至今还在不断传颂。

5 结语

从历史维度研究大流堰引水工程，可以明确的是河流治理中传承的生态文明基因不仅仅是几个概念，而是基于当时当地包含了科学思想、工程技术、制度安排等“三位一体”人类进步的文明思想和治水实践，具体来说包括：从古到今治水实践中传承的科学基因就是生态水系网络和网络流思想。保证网络和网络流实现的是工程技术和制度安排，前者可以实现物理网络，后者实现人文网络，两者融合才能真正实现网络流。水生态文明的标准是“因势利导”地利用自然资源，“天人合一”地将治水、城乡规划、人文等结合起来，从而实现人水和谐的社会。大流堰及生态水系工程是古代水利工程设计的一个创新，也是古代城市规划的杰作，更是水生态文明建设的典范，它告诉我们生态文明建设是通过“以人文养水文”逐步形成的人与自然和谐的关系。总结历史经验再一次提醒我们，中国古代生态智慧对当代生态文明建设具有重要的参考价值。