上一期我们在科学栏目里介绍了兴建于两千多年前的都江堰水利工程巧借自然之力，化害为利，与自然和谐共处等特点。其实，中国历代都非常重视水利建设，这一次我们介绍一个古代的水利工程，其中包括郑国渠、坎儿井、邗沟和大运河。
立体引水系统坎儿井
气候极其干燥的吐鲁番，素有“火洲”、“风库”之称。不过从很久前开始，那里就一直有大片的绿洲。这奥秘之一，就是在吐鲁番盆地上分布着四通八达，犹如人体血脉似的坎儿井群和潜流网络。
“坎儿”即井穴，它是把盆地丰富的地下潜流水，通过人工开凿的地下渠道，引出地面灌溉、使用。坎儿井是立体的引水系统，在盆地边缘由高向低打若干口立井，再将立井逐次从地下挖通边境成串，水便从地下引出地表，这就是坎儿井群。
作为一种结构巧妙的特殊灌溉系统，坎儿井群由竖井、暗渠、明渠和涝坝（一种小型蓄水池）四部分组成。竖井的深度和井与井之间的距离，一般都是愈向上游竖井愈深，间距愈长，约有三十至七十米，愈往下游竖井愈浅，间距也愈短，约有十米到二十米。竖井是为了通风和挖掘、修理坎儿井时提土之用的。暗渠的出水口和地面的明渠连接，可以把几十米深处的地下水引到地面上来。
据记载，汉武帝时在今陕西大荔县修筑龙首渠，于商颜山（今大荔县北的铁链山）开凿十余里的隧洞工程，运用了井渠法：“因岸善崩，乃凿井，深者达四十余丈，……井下相通行水。”汉通西域后，塞外乏水且沙土较松易崩，就将“井渠法”取水方法传授给了当地人民。
坎儿井的发展和应用是由“井渠法”而来。坎儿井适应当地易渗漏和蒸发快等特点，后来逐渐趋于完善，发展为适合新疆条件的坎儿井。成为古代新疆地区的主要灌溉设施。
新疆大约有坎儿井一千六百多条，分布在吐鲁番盆地、哈密盆地、南疆的皮山、库车和北疆的奇台、阜康等地，其中以吐鲁番盆地最多最集中，达一千二百多条，总长超过五千公里。参观过坎儿井的人，无不为它设计构思的巧妙，工程的艰钜而赞叹。在乘坐的汽车临近吐鲁番县城时，在那郁郁葱葱的绿洲外围戈壁滩上，可以看见顺着高坡而下的一堆一堆的圆土包，形如小火山锥，座落有序地伸向绿洲。这些就是坎儿井的竖井口。假如从高空俯视，这些土堆宛如珍珠串结的项链，扮点着吐鲁番这个古老的土地。
林则徐赞叹不可思议
吐鲁番现存的坎儿井多为清代以来陆续兴建的。据史料记载，由于清朝的倡导和屯垦措施的采用，坎儿井曾得到大量发展。清末大臣林则徐在吐鲁番时，对坎儿井大为赞赏。一八四五年（清道光二十五年）正月，林则徐赴天山以南履勘垦地，途经吐鲁番县城，在当天日记中写道：“见沿途多土坑，询其名，曰‘卡井’能引水横流者，由南而弱，渐引渐高，水从土中穿穴而行，诚不可思议之事！”坎儿井的清泉浇灌滋润吐鲁番的大地，使火洲戈壁变成绿洲良田。
今天的坎儿井面临着灭顶之灾。据报导，从二零零四年新疆坎儿井研究会第四届三次理事会上得知，目前吐鲁番地区的坎儿井的现状十分令人担忧，从一九五七年的一千二百三十七个减少到现在的四百零四个，照这样的速度下去，不到二十三年时间坎儿井将会完全消失。作为新疆最古老的地下取水方式之一，这项具有两千多年历史的地下水利工程，目前受诸多原因影响，自然生态平衡已受到较大的破坏。主要原因是随着近年来现代水利工程的兴建，地下水补给量逐年减少，加上过度的地下水开采，使水位下降，导致坎儿井逐渐干涸。
大运河影响每一个朝代
京杭大运河，也称大运河，北起北京通州，南达杭州，连接了北京、天津、河北、山东、江苏、浙江六省市，连接海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系，全长一千七百九十四公里。
据历史记载，大运河是由春秋时期的吴王夫差开始凿造的，到隋炀帝杨广时才初具规模，之后又在元世祖忽必烈时再度扩建，基本形成现在的大运河。大运河在中国历史上扮演着一个不容忽视的角色，深深的影响了历史上的每一个朝代。
大运河最早的一段就是邗沟，由吴王夫差下令建造。
邗沟是联系长江和淮河的古运河，也是中国最早见于明确记载的运河。邗沟又名渠水、韩江、中绿水、山阳渎、淮扬运河、里运河。那沟南起扬州以南的长江，北至淮安以北的淮河。
春秋末年，吴王夫差北上争霸，于公元前四八六年筑邗城（今扬州市），开通邦沟。最初南端自长江引水北流，向北绕经一系列湖泊，以较短的人工渠道相连接，航道弯曲，到末日入淮河。东晋南北朝时，由于自然条件的变化，江水已不能引入运河，于上游开支河从今仪征引江水通航，并在运河口建堰埭、水门节水，河上亦建有多处堰埭。隋代两次重开此河，成为后来大名鼎鼎的京杭大运河中的重要一段。唐代，长江中的沙洲扩大，并与北岸相连。
开元二十二年（七三四年），在扬子镇以南接开伊娄河，经瓜洲入江。从此，瓜洲运口与仪征运口井用。
北宋，在邓沟上建有数十处闸、坝、涵、达等建筑物，并且出现了世界上最早的船闸──复闸。直到元代开京杭运河，邗沟成为其中的一段，南口在瓜洲和仪征，北口仍在淮安北。
京杭大运河的全面成型是在隋朝。公元五八一年，隋朝统一中国后，建都于长安，为便于从黄河下游和江淮地区转运粮食等物资及坚固北部边防，便对运河进行了全面的规划和建造。从六零五年开始，陆续开凿四条运河，分别为通济渠、邗沟、永济渠、江南河，全长二千五百多公里。大运河共施工近十年，动用了上千上万的民工。大运河沿途尽是江南工商繁荣和农桑发达的名城重镇，如无锡、苏州等。从此，南方丰富的物产源源不断的运向北方。
元世祖忽必烈灭南宋统一中国之后，因统治中心北移、京都地区物资匮乏及江南地区往来不畅等情况出现，世祖乃令郭守敬等对隋代大运河的北段进行大规模的改造。一是引水将京都和大运河中段连结起来，二是裁弯取直，缩短了大都到江南富庶地区的航程距离。
公元一二八零年，利用汶、泗诸河之水源，开凿了济州河。九年后又开凿了从东平到临清的会通河，与隋代开凿的永济渠接通。一二九零年，又征集民工开挖了从大都至通州的通惠河，总长八十余公里。当新修的通惠河、会通河、济州河与原运河接通之时，从以北京为起点至杭州为终点的大运河全线贯通。元代大运河完成后，航程比隋代大运河缩短了近七百公里，使南方的粮食、丝帛可以便捷的运到大都。
明、清两代仍以北京为都城，经济仍依赖于繁华的江南，因而依然不断修整和疏濬京杭大运河。在元、明、清三代这五百多年间，京杭大运河成为南北交通的大动脉。
直至清代康熙二十七年（一六八八年），大运河才与黄河完全分离。大运河的河段并非全部由人工开凿，当中很多地方利用了天然的河流和湖泊，不仅减少了资金和劳力的投入，缩短了开挖时间，还解决了新开河道往往缺乏水源的难处。乾隆皇帝自乾隆十六年至乾隆四十九年的三十三年间，六次南巡，他从北京到杭州，均沿京杭大运河向南行，对大运河的治理有着重要的影响。
至一八五五年，因河道枯竭和海运兴起，所以漕粮改作海运，经大运河北上的只占小部分。一九零一年，终将漕粮全部折现，停止漕运。
大运河连通促使繁荣东移
大运河的开凿与航运是应历史而生的结果。许多历史事件，朝代的生存和发展与大运河都有密切的关系。
在长达一千多年的时间内，大运河一直是中国的运输大动脉。一旦运河的通航情况不理想，整个国家的发展必定受到影响，所以历代都特别注重运河的开发及整治。
运河沿岸的古墩、古庙、古塔、古桥、老街、老店、老厂、老窑以及街市的繁华景象、市民的生活习俗，犹如《清明上河图》的长幅画卷展示在人们面前。
“船舶往来，商旅辐辏。”运河畅通后，一直是沟通南北的交通要道，许多古城因此而兴起。中国的繁荣逐渐的由西向东转移。中国东南方由于统治中心的东移北上，与大运河的连通而繁荣兴旺起来。对此，明清古运河研究学者有这样的形容：“运河沿岸的古墩、古庙、古塔、古桥、老街、老店、老厂、老窑以及街市的繁华景象、市民的生活习俗，犹如《清明上河图》的长幅画卷展示在人们面前。”两朝，运河沿岸地区更是市场发达、经济繁荣。
大运河是中国古代一项伟大的水利建筑工程。它随着中国繁荣的东移而发展，又随着海运的兴起而衰落。
郑国渠引泾水入洛河
郑国渠是秦王瀛政元年（公元前二四六年）由韩国水工郑国主持修建，故名郑国渠，是中国古代最宏大的水利工程之一。
其灌渠全长三百里，可浇灌关中农田四万余顷。郑国渠渠首位于陕西省泾阳县上然村泾出口一带。其东西拦河大坝，以小砾石、黄土及黑红土混筑，全长两千六百五十米，基宽一百五十米，顶宽二十米，高六至八米。坝体上遗留有汉代墓葬和陶窑，大坝东侧还发现引水口和渠道等遗迹。
据《后汉书》记载，此工程始于“韩闻秦之好兴事，欲罢之，无令东伐。及使水工郑国间说秦，令凿泾水，自中山西邸瓠口为渠，并北山，东注洛，三百余里，欲以溉田。”而后，韩王的计谋暴露，秦王要杀郑国，郑国曰：“始臣为间，然渠成亦秦之利也。臣为韩延数岁之命，而为秦建万世之功。”于是，秦王让郑国继续主持这项工程，大约花了十年时间，修成了这一引泾水入洛河的灌溉工程。
常言道：人算不如天算。这一灌溉水渠使关中干旱平原成为沃野良田，关中更加富饶，秦国更加强大。这是令韩国人始料不及的。
当时，秦兴并诸侯一天下，实乃天象也，并不被人的意识所安排。就郑国渠《史记》上说：“渠就，用注填阏之水，溉泽卤之地四万余顷，收皆亩一钟。于是关中为沃野，无凶年，秦以富强，卒并诸侯。”在中国统一的天象下，郑国应天象而行，郑国渠应天象而生。
郑国渠虽是人工凿成，却遵循着自然规则，引泾水入洛河，历时两千年，它与历朝在其基础上修建的其他水利工程，滋润着关中平原这块中华文明的腹地，滋润着秦、汉、唐等朝代的辉煌。
本文转自57期【新澳门威尼斯人赌场官网周刊】“古代科技”栏目
