自秦入关中之后,当地流行着一首民谣:“八百里秦川尘土飞扬,三千万老陕齐吼秦腔。”(《中国国家地理》杂志)可见当时关中还有很多土地缺水严重,以致尘土飞扬。要发展农业,用地为耕,非兴修水利不可。秦国当时确有兴建灌溉工程的打算。“韩闻秦之好兴事,欲罢之,毋令东伐,乃使水工郑国间说秦,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。中作而觉,秦欲杀郑国。郑国曰:‘始臣为间,然渠成亦秦之利也。’秦以为然,卒使就渠,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,秦以为强,卒并诸侯,因命曰郑国渠。”(《史记·河渠书》)记载韩国抓住秦国在水利工程上有迫切之需,萌生“疲秦”之计,派人到秦国去,劝秦开凿大型水利工程灌溉大片旱、荒、卤地以耗费其人力物力,令其无力东伐韩国,乃派使水工师郑国入秦,上献兴修水利之计,在北山支脉中山(即仲山)西部之泾水河上筑一拦河堰将泾水邸住(邸,古语意为停留),壅高水位,堰上游壅水面随着河槽长宽伸展,形如瓠状(瓠,籐生瓠子,形体长细、圆筒形),在瓠之岸旁凿开一个水口为引水渠道之进水口,开渠傍北山横截诸支脉之水流,一直向东延伸三百余里(后经测量,实为126公里)注入洛水,以灌溉农田。施工过程中发觉郑国是一个间谍,秦王政非常愤怒,欲杀郑国,郑国对秦王说:“开始我是个间谍,但渠道建成之后是秦国得利呀。”秦王觉得言之有理,最后还是让郑国继续施工,经过十多年的大规模施工,渠道建成,引用渠水淤灌泽卤之地四万余顷(1顷为100亩,四万余顷是四百多万亩,灌区南北宽30公里、东西长126公里,扣除不可耕地50%,折合今可耕可灌面积约284万亩),每亩产量1钟。“钟”是量器,秦国的量器单位:合、升、斗、斛,均为十进制,但没有“钟”;齐国的量器单位:升、豆、区、釜、钟,“十釜”等于“1钟”。公元1857年山东省胶县出土的战国时铜釜,一釜容积为20.46公升,“十釜”就是0.205立方米,“1钟”稻谷的重量就是0.205立方米的谷重250市斤。亩产1钟的粮食作物对当时的耕种收获来说是丰收的,渠道建成放水灌溉,使关中平原成为沃野,无荒收之年,秦国得以富强,才有能力兼并诸侯之国,渠效显著,乃称此渠为郑国渠,以记其功绩。
郑国渠是淤灌工程。中国之淤灌始于春秋时期的郑国。战国时,郑国被韩国灭亡,而其东部土地为魏国占领,故魏国有郑国之淤灌技术才有经验作引漳灌邺之工程,“西门豹引漳水溉邺以富魏之河内”(《史记·河渠》),“二十里中作十二墱,每墱相去三百步,令互相灌注,一源分为十二流,皆悬水门”(《水经注·浊漳水》),首创多口引水,渠渠相通,通水清淤两不误,是多泥沙河流引水灌溉的好方法,出现渠口有水门一事,更是当时工程上一大创造。作为被派出国的水工师郑国,对于本国的淤灌技术自有过实践经验,对《管子·度地篇》“夫水之性,以高走下,则疾至于剽石,而下向高,即留而不行,故高其上领瓴之,尺有十分之三,里满四十九者,水可走也。”的水力学论述,他当然有深刻的体会,还有“板侧水流急,坑深水落迟”等直观水流知识,蜀郡都江堰“道法自然”、“天人合一”的成功的工程实例以及其他诸侯国经过几百年的水利工程实践逐渐积累起来的宝贵的水工经验,丰富了郑国的水工科技知识,妥善地处理好他将面对的技术难题,应该是很有把握的。
郑国心中满怀技术把握,肩上担负着韩国的重托,出使秦国,向秦朝廷上献兴修水利之计,引泾水开渠,傍北山淤灌泾洛两水之间的低洼、盐碱荒地,变荒废之地为良田,大面积良田使关中成为沃野,但秦朝中官员颇有异议,“量力不足,不敢渠地而耕”(《吕氏春秋·上农》),经郑国力促,又经众臣权衡利弊之后,还是决定依郑国之计,实施引泾(水)灌溉工程。
秦既确定本工程计划,郑国便开始查勘工程,他沿泾水上行,走过一级阶地、二级阶地,到达今泾阳县城西北约五十里的泾水河岸靠仲山嘴边缘处,可见灌区沿北山脚向东伸展,西北高,东南低,此为居高临下之处;泾水河岸在此的状态是深水环流下切河床的弯道末端,据后来明代末期万历年代(公元1573~1619年)泾阳知县袁化中的《开吊几嘴议》说:“国使至秦北山之下,视巨石嶙嶙约三四里许,而泾水流于其中,堪以作堰。于是立石囤以壅水,每行一百余囤,凡一百十二行,借天生众石之力以为堰骨,又恃三四里许众石之多以为堰势,故泾水于此不甚激,亦不甚浊,且堰高地下,一泻百里,东投洛水,达于同州,灌田四万余顷,利可溥也。”(李令福《关中水利》)因而又是置身于东岸河湾过渡到下游西岸河湾的浅水河床之始点处,从此处向下游的浅水河床,停留着“巨石嶙嶙约三四里许”的天然铺砌,泾水流于其中,但泾河水位低,岸上田地面高(据李令福著《关中水利》,当时河水位低于地面5~6米),照管仲所述“而下向高,即留而不行,故高其上领瓴之”,即要河水由低位引上高处,须作拦河堰截留河水,用堰高引领水位升高,就像水瓶盛水,在瓶身的引领下由瓶底升高至瓶顶一样,才能引用河水作灌溉之用。该处既是上游河湾末端,面层水流含沙量少,宜于引用,又是浅水河段之始点,堰身高度最低,且“巨石嶙嶙”,基础优良,宜作拦河堰之址。渠首工程的堰址及引水渠口位置均优,郑国乃选定此处为渠首工程之位置,科学的选址,为郑国渠灌溉工程奠下成功的基础(见图2-2)。
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图2-2 郑国渠渠首工程示意图
堰址位置确定后,便组织力量,备料施工。“于是立石囤以壅水”,将石囤(竹筐内充装大石)分行排列,每行用一百余囤,分层叠高,“凡一百十二行”,动式囤筑大石堰,“借天生众石之力以为堰骨(堰之核心部分)”。堰面表层,由于过堰溢流“以高走下,则疾(急)至于剽石”,郑国从河床上得到“巨石嶙嶙”可以保护河床的启示,采用巨石结砌堰面;又从屋面斜盖以泄流雨水的启示和“板侧水流急”的告诫,他放缓堰面溢流斜坡,在巨石糙度及缓坡下泻的双重效应下,使堰面急流转化为缓流,“故此泾水于此不甚激(急)”;“又恃三四里许众石之多以为堰势”,即又倚仗堰下游天然铺砌之“众石”为抗冲消能的天然堰裙之态势;由于总干渠长达三百余里,沿渠众多的支渠分水口存在一定的水头损失,为保证引水渠口有满足实际所需的水头,堰顶必须预留增加堰高的余地,故宜采用宽顶堰。整座干堆石拦河堰可描述之为大石包面,囤石为骨,宽顶、缓坡、长裙堰,结构独特,规模宏伟。外观堰下游坡如“高屋”之面,仰望堰上游之水似是泾河来水被“瓴之”屋上,瓴水居高临下,沿渠一泻三百里。后来西汉司马迁在《史记·汉高祖本纪》中描述地势之利,高位对下层,“譬犹居高屋之上建瓴水也”(成语“高屋建瓴”之来源)。
郑国渠开工于秦王政元年(公元前246年,始皇十三岁继位),秦王政九年(公元前238年)发现郑国是韩国派来的间谍,欲杀郑国,但考虑到千千万万劳动人民的九年之功将毁于一杀,是眼前的重大损失,而渠成之后的广大之利、万世之功更是不可估量的损失,于是让郑国继续施工,直至渠成通水,效益广大,“于是关中为沃野,无凶年,秦以为强,卒并诸侯,因命曰郑国渠。”
郑国渠是在秦王政的直接关注下,利用韩国的水工技术,组织秦国的劳动力,经十多年努力建成的,是秦国继都江堰工程之后的第二大水利工程。工程竣工后,成就“关中沃野”,震撼中原诸国,为秦统一中原的宏伟大业创造了有利的条件。
郑国渠虽然早已埋没在淤泥沉积之中,其灌溉任务也早已由后建工程所代替,但它的效益及工程名声永不埋没,永垂史册,永留人间。
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