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古代京杭大運河是如何穿越長江黃河的?今天運河穿黃難點在哪?

2023-01-01由 地球味兒 發表于 歷史

對於京杭大運河大家已經耳熟能詳,它的前身為隋唐大運河,隋唐大運河為隋煬帝楊廣於公元610年左右打通,西起隋東都洛陽,南至杭州,北至北京,分為通濟渠、永濟渠、山陽瀆和江南運河四部分,全長2700多公里。

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霸氣的隋唐大運河

隋朝滅亡後,唐朝建立,隋唐大運河為大唐盛世立下了漢馬功勞。大唐崩潰後,進入五代十國,最終北宋統一了中原廣大地區。運河特別是通濟渠將江南地區的錢糧源源不斷的運到開封,成為北宋立國的根基,巔峰時期,開封的百萬人口全部仰仗運河的漕糧供給。

北宋滅亡後,南宋東京留守杜充為了阻止金兵南下,掘開黃河渡口,黃河沿通濟渠氾濫,將通濟渠淹沒。到了公元1194年,黃河徹底改道,奪淮入海,開啟了600多年的南流歷史。南宋遷都臨安後,不再有運河需求,也就疏於管理,金朝也無心疏通,隋唐大運河西端自此於廢。

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黃河奪淮入海,北宋之後改道南流

元朝建立後,定都北京,在南糧北運的需求刺激下,重開大運河被提上日程。但此時的隋唐運河通濟渠和永濟渠大部分早已淤廢,重新開鑿還要繞道洛陽、開封,於是乾脆截彎取直,開魯運河、中運河,連線裡運河、江南運河,全長1700多公里,自此,貫穿南北的京杭大運河出現。

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元代京杭大運河,截彎取直

京杭大運河歷經元、明、清三代,成為帝國的南北大動脈。直到公元1855年,黃河再次改道山東北流入海,截斷了運河,運河自此中斷,已有100多年的時間。

今天,京杭大運河仍然止步于山東的黃河岸邊,南北兩端都已通到黃河面前,那麼,京杭大運河為何還不連通呢?面對地上懸河的黃河,運河應該怎樣穿黃?古人面對黃河長江這樣的大河,又是怎樣將運河貫通的呢?

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今天的京杭運河止步於黃河

古代京杭大運河從北至南貫通了海河、黃河、淮河、長江和錢塘江五大水系,注意,明清時的黃河南流入黃海,下游侵佔了淮河河道。其中,長江是第一大河,水量充足,黃河是泥沙含量最大的河,也是一條地上懸河,對於這兩條河流,古人是如何應對的呢?

首先,運河雖然看起來是一條,但實際上是分很多段的,各段的水文情況都不同。

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京杭運河地勢剖面圖

這是一張京杭運河的地勢剖面圖,可見,運河在山東境內的東平湖附近是地勢最高的,運河從東平湖往兩側流,東平湖以北的海河是一個低點,從北京是往南流的。在東平湖以南長江是一個低點,兩側往長江流。丹陽以南錢塘江是低點,從丹陽往南流。

當然,這只是一個簡單的分類,實際情況要複雜得多。

因為地勢等的原因,運河和自然河流交匯處就有了落差,往往會形成急流,更甚者可能形成瀑布,嚴重危害行船的安全,因此,古人發明了船閘。

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船閘原理,將不同水平高度的水面連線起來

船閘採用連通器原理,將運河交匯處分為多段,中間為過渡段,這樣,就可以從低水位一級級爬上高水位,或者從高水位一級級下到低水位。水位相差小的時候,可以分三段,水位相差大的時候,可以分四段五段甚至更多段。直到現在,船閘仍然是世界上最普遍的運河調控系統。比如我國的三峽船閘就是五級調控系統,巴拿馬運河有三級六組12個船閘。

在運河和長江的交匯處,南為鎮江,北為揚州,南北運河注入長江,除了在運河出口處設船閘外,古人還將運河分為多個出入口,出入口斜相對,這樣,借用用長江東流的水勢,便可進入對面的水道,更為省力。

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古人的智慧,藉助長江東流水勢過江

長江和運河的水頭差比較小,還比較簡單,對於黃河就比較複雜了,黃河含沙量極高,河道不但於成了地上河,還容易倒灌入運河淤塞河道,因此運河與黃河相交處的航運系統更為複雜。

明清時期,運河和黃河在淮安市淮陰以西的清口相交。當然,現代的運河經過改造,河道情況和古代已經大大不同。

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淮安清口運河形勢圖

這是一張清朝乾隆年間的淮安清口運河形勢圖,可見,運河系統非常複雜。在裡運河出口處,除了設定有福興閘、通濟閘和惠濟閘三座閘門之外,為了消除黃河水頭,還開通了多條引河。另外,又設定多道攔沙壩和攔水壩,將黃河泥沙和洪峰過境時的黃河水擋在運河之外,過壩時採用人力或者畜力牽拉過壩。

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古代的運河過壩,用畜力牽引

清口運河可謂是京杭大運河中最複雜的一段,也關係到整個運河體系的安危,成為整個京杭運河的樞紐。

京杭大運河運行了500多年,直到1855年黃河改道,奪大清河入渤海,從北面切斷了運河。運河被切斷之初,黃河的水面和運河水面還可大致持平,透過修建船閘的方式運行了一段時間,但隨著黃河越於越高,水患不斷,運河徹底中斷。此時大清內憂外患交加,無力重修,且海運興起,大運河遂放棄,至今已160多年的時間。

新中國成立後,對京杭運河重新進行了清理,或者另闢河道,今天,黃河以南濟寧至杭州的的運河河道已經全線打通,可通航2000噸級以上貨船。2022年,黃河以北京杭運河全線通水,當然,因為北方缺水因素的影響,與南線無法相提並論,何時通航還是個問題,但至少這是個非常積極的訊號,就差打通黃河這最後一步。

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運河止步於此了

目前,黃河以北止步於位山,黃河以南止步於東平湖,如何穿越黃河成了個問題。

由於黃河高出運河太多,比較成熟的有三個方案,一是建船閘,二是打隧洞,三是建渡槽。

建船閘就是類似長江三峽過壩一樣,建三級或四級船閘,從南面進入黃河河道,再從北面出黃河。最大的問題是黃河泥沙太多,容易於堵閘門,維護成本太高。

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運河船閘

再就是打隧洞,從黃河底部穿過,這樣無需借道黃河,運河兩端可直接連通。這樣雖然快捷,但問題也不小,黃河底部的土質疏鬆,通隧洞風險很大,如果再往下挖就成了U型管,顯然是無法通航的。

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打隧洞,從黃河底下穿黃

還有就是建渡槽,從黃河頂上透過。問題是建渡槽相當於提升了運河航道,兩端還要嫁接閘門系統,另外黃河跨度達300到500米,如此長的渡槽,成本自然小不了的。

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運河立交

總之,目前來看,運河穿黃其實是一個工程難度和成本效益之間的博弈,特別是黃河以北段,文化價值大於航運價值,至於採用何種方式,還要從多方面考慮和進行更嚴謹的論證。

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