讨赖河流域屯田水利遗产制度体系与传统水利技术探讨

2023-09-11杨勇

甘肃科技 2023年8期

杨勇

（甘肃省水利厅讨赖河流域水资源利用中心，甘肃酒泉 735000）

1 前言

讨赖河流域是中国干旱区的典型绿洲农业区，文献可考的水利建设史长达两千年[1]21，多数与屯田事业相关[1]8。屯田活动历来是国家稳固边疆、开发边疆的重要举措；中国西北干旱区的屯田历史中，水利活动具有先决性的特殊地位。横穿河西走廊中部的讨赖河是中国第二大内陆河黑河的最大支流[1]40，是明万里长城西端关口嘉峪关所在，历来为边防要地。讨赖河流域屯田水利遗产是中国干旱内流区河川引水工程及其管理制度的典型代表。其工程体系的多样性与完备性、制度与工程“软硬件”的匹配性，不但在中国干旱内流区无出其右，在中国水利技术史与制度史的谱系中亦占有独特地位。相关遗产生动展现出近600年来水利事业对于西北边疆地区稳定繁荣与民族团结的重要支撑作用。

讨赖河流域屯田水利遗产包括两个物质遗产物项与一个非物质遗产物项，共同组成一个有机的整体。物质遗产物项分别为明清洪水河洞子渠与明清河北坝渠道[1]4～14。明清洪水河洞子渠（现为洪水河东西干渠）主体为洪水河峡谷东西两侧悬崖上的长距离引水隧道，始建于明初，扩建于清中期，改建于20世纪下半叶，是我国河川引水工程中密集建设的隧道的代表。明清河北坝渠道（现为讨赖河北干渠）位于流域中游戈壁之中，始建于明中期，扩建于清中期，改建于20世纪下半叶，是中国干旱内流区平原引水渠道的代表。

非物质遗产为清代民国流域分水制度，是现行流域分水制度的直系鼻祖。该灌溉制度与屯田水利工程相配套，以独占灌溉时间为单位计算灌区水权，初创于清代中期[1]135～136，修订于民国[1]136～141，完善于中华人民共和国，现行流域分水制度是我国目前唯一以“时间”为单位计算区域水权的流域性水资源管理制度，其“定时不定量”的水权分配原则是干旱区水资源分配体系的活化石。

通过对讨赖河屯田水利遗产的深入研究，挖掘历史长河中先民发扬智慧利用地形地质条件开凿“洞子渠”进行引水灌溉，利用平原地势自然坡降布设渠道进行长距离输水，同时根据来水丰枯条件制定一套天然与人工调剂相结合的以时分水制度体系，促进了河西地域农业文明的赓续延沿，为讨赖河流域水利建设开发史保存了重要的工程遗产和非物质用水经验借鉴。尤其是工程遗产和分水制度在经历复杂历史演化后，至今仍然紧密配合、不同程度地发挥着作用，生动体现了中国水利技术与水利制度与时俱进的历史图景，使得我们对于传统水利事业的理解更加丰富、更加立体。

2 讨赖河屯田水利遗产的制度体系和工程概况

2.1 明清洪水河洞子渠

讨赖河流域最大支流洪水河因河流出山后深切古洪积扇，形成陷入地表以下数十米的深邃峡谷，两侧高岸无法就近引水，须从上游较远处选择有利高程实施引水。据明万历（1573—1620）年间成书的《肃镇华夷志》记载，明洪武年间当地官员督修洪水河东、西洞子渠，两渠总长三十余里[1]4～7。由于这2条渠道的主体修筑于洪水河东西两岸悬崖高数米至数百米的砂砾岩峭壁上，工程形态以隧道为主，故当时被命名为“洞子坝”，“坝”系当地对于干渠的称谓。洞子渠引水隧道施工以水平导洞法进行，首先在高3～50 m的悬崖上开凿诸多水平导洞，随后进行多头掘进，最终贯通形成输水隧洞[1]19～20。明清洪水河洞子渠的修建，使得此前无法开发的洪水河两侧高岸土地得以耕种，人工绿洲及耕地不断扩大。

2.2 明清河北坝渠道

据《肃镇华夷志》记载，明代讨赖河干流以北只有一道干渠，名为“河北沙子坝”，其末端分出一支渠名为“老君坝”，此为明代讨赖河干流左岸仅有的灌溉渠道[1]5～14。

进入清代后，政府在此开展规模较大的军屯与民屯。为保障新开垦土地的灌溉，雍正年间相继在左岸新修新城坝、野麻湾坝两大干渠；河北坝也增开大量支渠，至乾隆初年已发展为由数条支渠构成的较大规模灌区[1]10。至19世纪后期，河北坝最大支渠老鹳坝改从讨赖河直接引水，至此清末民国时期的讨赖河左岸四大干渠全部形成。讨赖河左岸四条干渠与右岸始建于明洪武年间的三条干渠兔儿坝、沙子坝、黄草坝一起，在肃州城西南的西河口共用一个拦河渠首[1]135。民众用芨芨草编制草笼，内填卵石，层层堆叠制成简易拦河坝，构成渠首的壅水建筑物。坝前左右岸各有一个分水口，分别为河北四渠与河南四渠的进水口，建有隔河相望的龙王庙两座，分别为左右岸水利活动中心。至清末，河北坝与其他各渠共用的西河口渠首，已发展成为中国内陆河流域平原水利枢纽的典型代表，在讨赖河各干渠中以渠线平直、渠道断面规整著称。1958—1965年，酒泉专区与当地水利主管部门对渠道进行维修改建并统称为讨赖河北干渠。建成至今，渠道基本形态没有变化，从2020年开始将南北两条干渠纳入讨赖河供水共用骨干工程维修改造项目，在运行过程中逐年分段进行维修加固。

2.3 清代民国流域分水制度

清康熙五十四年（公元1715年），为用兵西域、彻底消灭准噶尔部割据势力，清廷决定在河西走廊大力开办屯田。讨赖河流域为屯田重点区域，下游的金塔寺（今金塔县城附近）、王子庄（今金塔县大部）尤其重要。

在清代中期的屯田活动中，伴随着灌溉面积迅速扩大，讨赖河流域水资源大量被中游（肃州境内）截引，下游地区（金塔县）水资源分配不足，酒金争水纠纷迭出。乾隆二十七年（公元1762年），判令讨赖河中游茹公渠得水三分，下游金塔寺垦区（金塔坝）得水七分，立案为例，灌溉水量按比例分配首开流域分水制度[1]136。此制度自创立后，经历两次重大调整，分别是：

第一次调整。民国初年，在一系列复杂要素的作用下，讨赖河下游金塔地区水资源供给进一步恶化，金塔各界要求中游仿照黑河干流实施“均水”。黑河干流“均水制”创立于雍正五年（公元1733年），系两任川陕总督年羹尧、岳锺琪为解决黑河干流下游新设屯田区水源不足的问题而创立的流域性分水制度，其核心是在中游、下游之间实施“定时不定量”的水量分配。民国二十五年（1936年），甘肃省政府应金塔各界请求，决定效法黑河“均水制”，发布训令在讨赖河中游酒泉与下游金塔之间每年分两时段实行“均水”，具体规定为：每年自芒种日起封闭讨赖河干流中游全部渠口，使河水全部下流，灌溉金塔夏禾十天；每年大暑前五日起，封闭洪水河全部渠口，使全部河水下流，救济金塔秋禾五天。此制度因未考虑诸多现实问题，未能切实实行。

第二次调整。中华人民共和国成立后，考虑到鸳鸯池水库库容有限，讨赖河流域委员会决定参考民国二十五年甘肃省政府均水办法的精神，发挥中国共产党的执政优势，在中游酒泉与下游金塔实施多时段“定时不定量”的分水。经过三十余年的不断调整优化，1984年流域委员会通过《讨赖河流域分水制度》[1]787～789。1984版《讨赖河流域分水制度》延续了“定时不定量”的基本制度精神但更加细密复杂，适应流域社会经济发展的基本状况与工程实际，一直执行到今日[3]58～62。2001年后，随着“均水制”在黑河干流以及河西走廊其他各河逐步退出历史舞台，讨赖河现行分水制度成为“均水制”核心精神的唯一继承者，也是目前中国仅存的以时间为单位计算水权、对全流域农业灌溉实施“定时不定量”水资源分配制度的河流，是中国干旱区传统水资源管理制度与水权制度的活化石[3]13～15。

3 传统水利技术的工艺特点

3.1 渠道选线是讨赖河流域传统水利技术的核心内容

讨赖河流域地处河西走廊平原，合理控制渠道比降，满足最大控制灌溉面积，保证渠道运行安全与克服淤积是前人在渠道选线方面深入探索反复考虑的重点。明清时期讨赖河干流左岸开凿的河北坝渠道渠线平直、比降合理，沿用至今，在渠线布置方面没有做过大的调整，只是在原渠基础上进行维修加固。

洪水河蜿蜒出山后，深切山前古代洪积扇，形成深10～20 m的河槽，最终导致缓坡地及扇缘连片可耕作土地无法取水。先民为获得合理有效引水高程，从明初开始即在峡谷深处修建渠首，同时在沿河开凿长距离隧道，逐渐将河水引上高岸。随着耕地面积的不断扩大增加，地势更高的耕地逐渐被开垦，当地民众历史上以新建比降更低的渠道有效扩展灌溉面积，逐渐形成新渠摞旧渠的情况（图1）[2]22。

图1 讨赖河流域历代山地渠道纵剖面示意图

洪水河上游的东、西洞子渠总长约15 km，隧道比例分别占70%和50%，隧道断面高宽相当，宽度可达两手伸展距离。隧道开凿时首先在山体上平行开挖水平导洞，每洞相距二三十米，然后分头掘进，最后将各导洞串联起来形成隧道，从外部看就像开孔的“横笛洞箫”。水平导洞的作用，一是可以作为施工开凿入口，便于倾倒开挖砂土石；二是可以利于开挖空间作为修建人员临时居住的窑洞和活动场所；三是隧道通水后，一旦引入隧洞的洪水过量，预留的导洞就可以在短时间内起到溢流泄洪作用；四是施工导洞从外侧测量定线和丈量开掘深度更为简便、易行，渠线放样更为准确；五是施工过程多头左右开凿，效率更高且不易出现大幅度偏移，可谓一举多得。水平导洞法开凿引水隧道避免了在峡谷开凿引水渠道人力、时间大量耗费，土石方工程砂石运移量巨大，以及施工过程塌方落石危险的各种弊端，是前人巧妙利用地质、地形地貌条件，运用和掌握传统水利技术的智慧体现（图2、图3、图4）[3]36～43。

图2 明清洪水河洞子渠（洪水河东干渠引水隧道出口，高翔摄）

图3 清代洪水河洞子渠景观复原（郭思言绘，左侧悬崖上为两列水平导洞出口）

图4 尚在使用的明清洪水河洞子渠（东干渠）引水隧道内部（下部浆砌层为20世纪70年代增建，高翔摄）

3.2 渠首布置及建造是讨赖河流域传统水利技术的关键部分

渠首的建造维护技术是整个传统水利技术的关键核心技术。历史上，讨赖河流域河北坝渠首通过建设与河道径流方向垂直的挡水建筑物抬高河水水位，使河水全部进入拦河坝一岸或两岸的干渠进水口。讨赖河渠首采用以“砂卵石堆筑法”构筑主体、以“柴梢捆扎法”构筑附属设施的方法完成每年引、导水任务[2]19～20。

所谓“砂卵石堆筑法”，是以当地随处收集的芨芨草、红柳枝、榆木条等物编成兜栏、网框，里面装填就地取材的砂卵石制成“石笼”，并将“石笼”一层层堆码起来，形成导水或挡水建筑物，地方名叫“石笼坝”[2]20。

渠首主体一般包括正面承受水流冲击的拦河坝、导水墙，而河道两侧起挡水作用的河堤、“活动坝”等承受冲击较小的部分则采用“柴梢坝”。“柴梢捆扎法”是近代以来讨赖河流域每年采用且比较富有民众智慧和地方特色的传统水利技术，将白杨树横置在筑坝地区，并在树枝间填筑砂卵石、黏土等，利用白杨树紧束的侧枝繁叶裹扎留滞填充砂土料并稳固坝体，形成七八米到十几米长度不等的柴梢，横挡在冲击力小的河堤及河段用于挡水。“柴梢坝”取材、施工较为简单，树不必非大树不可，但枝叶必须完整，与“石笼坝”的巧妙结合完成了每年讨赖河渠首拦河雍水，导水分水的重大水事任务（图5）[3]40。

图5 20世纪30年代河北坝渠首石笼拦河坝即将合龙（酒泉市档案馆藏历史照片）

3.3 管理制度与分水技术是讨赖河流域传统水利技术形成体系的重要组成

水利管理技术的核心是水资源的合理分配和出现余缺时的平衡再分配。历史上，在讨赖河流域干渠层面的水资源分配一般采用“镶坪法”，支渠与农户层面的水资源分配一般采用“点香法”[1]855～856。

“镶坪”是指在河道分水口或干渠首端修建高程一致、宽度不一的分水口，通过设置各渠引水口的不同宽度实现按预先商定好的比例进行水量分配。由于渠道供水能力有限，一条渠道多处不能同时灌溉，且有时来水量小或渠道引水量有限必须实行轮灌，轮灌时间按各片各户种粮交赋多少决定，同时兼顾考虑上、下游共同取用水的需求，在缺乏计时工具的情况下，各户灌溉时长被提前换算为不同长度的香柱头，灌溉时通过乡绅、专员监督点燃确定灌溉起止时间，这就是所谓的“点香法”。在讨赖河下游的一些地区，还有使用“细木棍”直插地面作为简易日晷计时灌溉的方法，其核心目的与“点香计时法”同出一辙，都是以时间作为计算水权的依据。

4 传统水利技术及制度体系对现代水利管理参考价值

4.1 工程材料的合理选用

讨赖河流域传统水利技术基本适应农业时代河西走廊自然与人文环境，以砂卵石、芨芨草、红柳条、白杨树等作为主要施工原料，做到因地制宜，就地取材。所用材料不仅节省建设成本且对生态环境影响较小，现代水工建设中，如砂卵石等取自河道疏浚时收集筛分的骨料依然是水工砼或浆砌石施工的上乘材料。

4.2 传统水利技术的应用特点

从中国水利技术史研究的角度看，讨赖河流域传统水利技术比之新疆坎儿井地下输水隧洞开凿技术更具地理特点，更加符合当地地质、地形地貌条件。讨赖河屯田水利遗产中的洪水河洞子渠虽与坎儿井有几分相似，同属山体高坡或峡谷悬崖开凿引水隧道，但讨赖河流域洞子渠出现时间较新疆吐鲁番等地更早，且获得合理有效引水高程、避免渠道开凿损劳耗时、降低渠线测量定线偏移误差、避免岸台崩塌的建造目的和方法与坎儿井垂直凿洞、吊运清淤、减少蒸发、沿坡面和地势收集自流冰雪融水、降水及地下潜水的暗渠开凿目的和方法迥异[2]26，其开凿平行导洞的施工方法顺应了深切河道两侧悬崖地势限制的需要，又考虑了山体沟壑高低不平，高程测量和施工开挖容易出现偏差且工程难度和耗时较大的现实。

4.3 传统分水制度的借鉴意义

轮灌制运用于渠道上下游在中国古已有之，但率先运用于内陆河全流域并作为分水制度是清代河西走廊“均水制”的重要创举。清代民国讨赖河流域分水制度从最初的中游、下游依据水量比例同时分水，演化为在全流域农业灌溉中施行“定时不定量”制度的“均水制”，有利于解决远距离输水损耗这个干旱区水利工作中的关键问题，体现出前人制度创新中抓住主要矛盾、解决主要问题的思路，对于当前水资源管理工作“定时与定量结合、旱涝余缺灵活调剂”的制度创新仍具有启发与借鉴作用。