大运河上科技含量最高工程技术解析

京杭大运河，从杭州至北京，全长1794公里。一南一北，有两个科技含量最高的工程：北段的南旺枢纽和南段的清口枢纽。

清康熙《运河图》中的清口

清口枢纽，位于江苏省淮安市境内，它被誉为大运河的“咽喉”，历史上是黄河、淮河、中国大运河三条河流的交汇之处，体现了“束水攻沙、蓄清刷黄、济运保漕”的工程意图，经历数百年沧海桑田，汇聚数代人智慧而成，持续维护运行了4个多世纪。

南宋建炎二年(1128)，金兵大举南下,北宋东京留守杜充命人在今河南滑县以西扒开黄河河堤,黄河在今山东巨野、嘉祥一带汇入泗水,再由泗入淮,夺淮入海。

绍熙五年（1194年），黄河势力愈发强盛，最终从淮安清口一带汇入淮河，并以此为通道入海，形成了“黄河夺淮”的稳定局面。同时，也开启了中国历史上的“第二次南北朝”——南宋与金、元的对峙时期。

此前的清口，是古泗水汇入淮河的出口，称“泗口”。含沙量极高的黄河水与相对清澈的淮河水在此交汇，并注入运河，带来了三大难题，促成了清口枢纽的诞生：

1.通航困难：三条河流的水位、流速和水情各不相同，如何保证漕船安全平稳地穿越这一复杂水域是巨大挑战。

2.泥沙淤积：黄河泥沙极易淤塞运河河道，导致航道中断，最终形成十多万平方公里的被流沙盐碱覆盖的黄泛区，还最终逼迫淮河主流入江，使“四渎”之一的淮河成为长江的支流。

3.水位倒灌：淮河水、黄河水，在淮安以西滞留，将原有的大小湖沼连成一片，形成今天中国的第四大湖泊洪泽湖。而黄河河床因泥沙淤积而不断抬高，形成“地上河”，水位高于运河，极易倒灌入运河和洪泽湖。

面对这些问题，明清两代在清口地区投入巨大，逐步建成了一套集堤防、闸坝、河道于一体的综合性水利枢纽。

而这一切的神秘面纱，在2008年至2013年持续5年的考古发掘中被揭开：

为配合中国大运河世界文化遗产的申报工作，考古工作者在江苏淮安市西边的农田间，黄沙掩埋之下，揭开了一座水利枢纽的清晰面貌— 淮安清口水利枢纽。

考古发现：明以前，清口一带已有一些水利工程，如高家堰、南运口等，但没有形成体系，清口核心治水思想诞生于明代，潘季驯治河。

潘季驯治水规划思想包含两大核心是：

•束水攻沙：他在黄河两岸完成徐州至淮安长达600里的遥堤，黄河被固定于徐州至淮安一线。他于遥堤上修建减水坝、缕堤、月堤和格堤，收窄河道，利用水流的自然力量增加流速，从而冲刷河床，带走泥沙，减缓淤积。

•蓄清刷黄：这是“束水攻沙”思想的延伸应用。他加高加固高家堰，使之增至60余里，堵住了淮河向东的出路；创筑王简、张福堤，切断了淮水北泄的通路。自此，淮水专出清口，达到“以清刷黄”的目的。

清代靳辅治河。

康熙十六年（1677），清口水患已十分严重，靳辅受命治河。他提出“治河之道，必当审其全局”的思路，坚持潘季驯“束水攻沙”、“蓄清刷黄”的治理措施。

首先，将高家堰延长至100余里，并于高家堰上修建减水坝6座。这些堤坝不仅用于防洪，更重要的是引导水流方向，防止黄河水肆意漫流和倒灌。

其次，在洪泽湖出口处开挖五道引河，以引淮外出，增强对黄河泥沙的冲刷。于归仁堤上建减水闸，使黄河南岸减下之水和睢水注入洪泽湖，以减黄助清刷黄。

明清时期，清口枢纽中最具技术含量的就是闸坝系统

主要分为三类：

一是拦水闸

御黄坝：设置在黄河与运河（或洪泽湖）的交汇处，抵御黄河洪水，防止其倒灌入运河。

束清坝：设置在洪泽湖出口，用于控制湖水的下泄流量，确保有足够的水量用于“刷黄”和济运。

在黄河水势较弱时，可以同时打开束清坝和御黄坝，利用洪泽湖高水位的清水强力冲刷黄河河口，带走泥沙，为后续通航创造条件。

二是中河开挖

为了避开黄河最凶险的河段，在黄河北岸开凿了中运河。漕船在通过清口船闸后，可以直接进入中运河，无需再在黄河中逆流航行180里。

二是船闸

运河河道低于黄河，为了让漕船顺利通过，古人发明了多级船闸系统。惠济闸、通济闸、福兴闸三座水闸,它们按由南向北的顺序排列,三闸涉及的河道长度七八里通过引入洪泽湖的清水来抬高闸室内水位。

例如漕船沿着运河北去，过闸时犹如登上三级阶梯,完全靠人力拉纤，把漕船拉到水位高的运口(里运河入淮河口),然后才能从淮河进入黄河转中运河北去。

咸丰五年(1855),黄河在铜瓦厢决口，北徙夺山东大清河入海，京杭运河被拦腰截断。

北徙,三闸水势大减。老涧等三座现代化船闸。1934年,建成淮阴船闸,沟通了里运河和中运河,避免通过三闸之险，从此来往船只不再经过三闸,三闸的历史使命就此终结。