投稿信箱 |  网站地图 |  收藏本站
   
当前位置: 首页>黄河文化>历史走廊>文献>当代文献


黄河之根本治法商榷

来源: 发布时间:2011年08月18日    责任编辑:徐倩

李仪祉

(本文写于1922年)

第一节 以科学从事河工之必要

  昔者欧洲治河与吾国同,未尝有科学之研究与有条理之治导,故迄未能尽得河之益,而祛其害。中世纪意大利科学家名哲辈出,如Galileo、Polcni、rorricelli及Zendrini辈,于发明物理外,兼留意于河道之改良,故波河之堤防,始得有秩序之建设,而为法、英、德,奥、荷兰诸国遗范。近世纪科学愈阐明,而治河之术亦愈精,如法国之DuBuot,DuBois及U.Forgue倡于前,德国之Hagen、Schlichting、Franzius及Engels等继其后,而中欧各国几无不治之河,航运之外,兼利及农工各业。噫!天然河道之非尽可恃,而人为有效也如是。

  今之欧美治河者,大抵宗自然之论(natural theory),谓中世纪治河者,迷信科学,可以统驭一切,惟水亦然,指之东则东,指之西则西。乃施之实际,而无不失败,于是继之者乃知人之才力,究属有限,而人定胜天为弗可能之事也。然所谓自然之论,非舍弃科学,乃正需科学以阐明自然,因乎自然以改良水道。所谓自然者无他,即孟子所谓水之道,即今人之所谓水性(Char acteristics of Rivers)也。因自然以治水,所谓由水之道,而禹之所以称其所无事也。科学之研究愈切,则因乎自然者愈多,而愈能行所无事矣。杞柳杯棬,科学者也。削足纳履,非科学者也。

  以科学从事河工:(一)在精确测验,以知河域中丘壑形势,气候变迁,流量增减,沙淤推徙之状况,床址长削之原由;(二)在详审计划,如何而可以因自然,以至少之人力代价,求河道之有益人生,而免受其侵害。昔在科学未阐明时代,治水者亦同此目的,然而测验之术未精,治导之原理未明,是以耗多而功鲜,幸成而卒败,是其昕以异也。

第二节 中国治河所取之方针

  吾国自神禹治洪水,奠山川,其治功迥非其他文化古国所可比拟。而疏瀹排决,悉行所无事。统筹全国,四海为壑,使深明科学之治水家,无以异其辞。江、淮、河、汉,水由地中行,历千余年不弊,且《禹贡》浮济漯达河,浮汶达济,浮淮、泗达河,沿江海达淮、泗,浮江沱潜汉逾洛至南河,浮洛达河,浮潜逾沔入渭河,浮积石至龙门西会渭汭等水,足徵昔时运道纵横,往来无阻,禹之功诚伟矣!周室衰微,诸侯各自为政,间有言治水者,大抵白圭之流,以一隅为利,无所论乎治功,而此时必盛筑堤防,壅遏无已。且复以水攻敌,如智伯攻赵等事,尤足以虐水而病国。夫治水之事,智者尚不易为,况乎以邻国为壑,其居心岂可问耶?

  周定王五年,河徙砱砾,自宿胥口东行漯川,未有塞筑。汉武帝时,河决瓠子(今濮阳),刚塞之而已,而复归禹河故道(大河北渎由章武入海),余波仍归漯川,遏其南袭之途,论者归功焉。自此后历汉成时二决,王莽时一决,而河复东犯,北渎以废。盖此时河敞已甚,北渎馆陶决口,已积淤高仰,不可复循故道也。汉哀时贾让主决黎阳(夸河南浚县东北)遮害亭,放河使北入海,以为上策。多穿漕渠溉冀州田,以分杀水怒,以为中策。缮完故堤,增卑培薄,以为最下策。其所取上策者,盖欲以复禹故道,且使河西薄大山,山间诸水皆分股引取之,以得借清刷沙之助。所谓中策者,即鄙人所主张施之于此时之黄河者。而所谓最下策者,即现时河防所奉之不二法门也。贾氏之上中策,既不能用,仅用其最下策,以苟廷日月,于是河之敝益甚。至后汉明帝时,王景始一修治之焉。景之治河,修渠筑堤,自荥阳(今河南荥泽县西)东至千乘(今山东高苑县北)海口千余里,凿山阜,截沟涧,防遏冲要,疏决壅滞,十里立一水门,功成历晋、唐,五代千年无恙。其功之伟,神禹后所再见者。而胡氏渭斥其仅从事汴、济,不知复禹旧迹,此则未免有胶柱鼓瑟之见。夫河之变迁,自虞夏迄后汉,且二千余年,故道之淤塞高仰,势所必尔。治导之法,自必因利乘便,未可责其今必如古也。且景之治河,必大有规划,非如寻常治河者可比。凿山阜,截沟涧,欲河道之有规律也。防遏冲要,疏决壅滞,固其防而除其碍也。十里立一水门,更相洄注,以减洪也。其治法虽不可详考,然必有深合乎治导之原理者。

  历代治河,大抵不外塞筑以维现状。后汉以前治河目的,在维持禹河故道,及王最后而此议破矣。及宋河决又屡见,或南犯淮、泗,或北流,治河目的则在维持京东故道(欧阳修所名,即唐五代以东之河道,由千乘入海者)。至景德(应为景祐,此处误)时横陇决,庆历时商胡(皆属澶州)决,而河道北徙。其后虽塞商胡,开六塔河以引归故道,而因六塔河不能容,即夕复决。后又开二股河,导东流,北流闭而河复南溃。元丰时复北决,绍圣中回河,元符二年河复北。盖自商胡决后,至绍圣三十余年(应为四十余年)之间,河南溃北犯而东道终不可复,则可见故河高仰,地势之不便回复也明矣。欧阳修曰:“大河已弃之道,自古难复,”不其然哉?

  金明昌五年,河南徙入淮,犹一部入北清河。迨元至元二十六年,会通河成,而全河入淮。是时因运河关系,河不利北行,故贾鲁治河,不外乎恢复入淮之道,防其北决。元末河复北徙,自东明、曹、濮下及济宁,而运道坏。明洪武初引河至曹州,东至鱼台入泗以通运,是时北流仍未断也。明都北迁后,视运尤重,而严制河之北徙。弘治中筑断黄陵冈支渠,而北流永绝。黄淮既合,则治河之功,惟以培堤堰闸是务,其功大收于潘公季驯。潘氏之治堤,不但以之防决,兼以之束水刷沙,是深明乎治导原理者也。固高堰以遏淮,借清敌黄;通淮南诸闸以泄涨,疏清口以画一入海之道,治河之术,潘氏得其要领。盖自王景以后,贾收鲁虽智术胜人,而遭逢乱世,未能扩展,乃至潘氏,而再治河之功者也。

  清初河道复渐敝,顺治十六年至康熙六七年,归仁堤、古沟,翟家坝、王家营、二铺口,邢家口等处,屡决不塞,河流散漫,下游淤塞,黄、淮交病,于是靳辅治之而大效,是犹明之有潘氏也。靳氏之功,在修复潘氏之黄、淮故道,通漕运,又开中河以避黄河百八十里之险。其治导原理,亦一本诸潘氏。其曰:“黄河之水,从来裹沙而行,水合则流急,而沙随水去;水分则流缓,而水漫散停。沙随水去则河身日深,而百川皆有所归;沙停水漫,则河底日高而旁溢无所底止。”故其治绩,挑浚清口,培固高堰,慎防堵决,无非以潘氏为师。盖清初海运未开,运道关系至重,故以因有明治法为利也。

  靳氏而后,河道复渐敝,时复北决。至咸丰五年铜瓦厢决口,而河复北徙,夺大清河由利津(即汉之千乘)入海,而王景之故道,复见于今日。清季诸臣,有主张挽之复南者,如文彬,丁宝桢辈;有极力反对者,如胡家玉、李鸿章辈。卒之以国库空虚,且海运大通,而运道不复为国家所注重,乃于东省黄河两岸筑堤渐定,而南流遂断。东南志士,多拟藉此机会,黄不南犯,恢复淮河入海之道,以减少患者,其持论最力者,前有丁显,后有张謇。盖黄昔夺淮,黄去而淮之故道亦淤,尾闾不畅,而徐、扬之属困于昏垫者久矣。于是导淮之说,甚嚣尘上。然自黄河北徙后,及今六十余年间,导淮既属空谈,而河道又复敝甚。同治十年,河决郓城侯家林,复南侵南旺,旋即合龙。十二年东明石庄漫口,河复南趋,李宗羲力请堵口。光绪时河屡决,十三年大决于郑州,河趋东南,自豫而皖,东省河涸。十四年郑工合龙,河复由利津入海。是后至清末犹复六决。民国二年濮阳大决。十年复决宫家坝,淹没利津,口门宽二百丈余,至今未堵。说者谓河昔夺大清,深入地内,今则复现墙头行舟之状,若不根本图治,奔突溃决,不南病徐淮,即北犯冀州,南则皖、苏之灾不堪设想;北则天津商埠,将成泽国。而目前状况,妨运病漕,犹其次也。

  历代治河名臣,虽于测验之事不精,建筑之术未善,然其名言谠论,深合乎治理,可取者甚多也。略举之如下:

  后汉明帝诏曰:“左堤强则右堤伤,左右俱强则下方伤,宜任水势所之,使人随高而处,公家息壅塞之费,百姓无陷溺之患。”

  宋神宗语执政曰:“河决不过占一河之地,或东或西,若利害无所校,听其所趋如何?”又曰:“水性趋下,以道治水,则无违其性可也”。

  按上二说,本于大禹行所无事之主旨,然不善行之,则不免于流弊。夫使地球上无人类,则固无治河者,而河亦无所谓治不治也。盖河出山泉以汇于海,中途或滞或湍,或潴或泄,或歧或一,其于床址崖岸,或蚀或积,一皆本乎自然。河之有治有不治,则自有人类之关系始。人类之利害因于河,治则利,不治则害。若专以趋避为事,则又何以治河云之?惟明帝使人“随高而处”,则适合欧人都邑择地之旨,而可为吾华人居住最简之针砭。常见吾国南方都邑,大抵逼水而处,岸旁无余地,多趋于交通之便,然稍有涨漫,便遭泛滥,是岂水逼人哉?实人自投水耳。更有妄筑圩堤,侵踞湖荡,使水无游移之地,此贾让所谓与水争咫尺之地者。宋神宗谓宜顺水所向,徙城邑以避之,其言不免有过。然如此等城邑,则真应徙者。盖滨沙沮洳,不惟城邑妨河,亦且不适卫生。管子曰:“凡立国都非于大山之下,必于广川之上,高毋近旱,而水用足;下毋近水,而沟防省。”试观欧洲建立都会,毋不合于此旨,而吾华人反忽之,惜哉!

  苏辙曰:“黄河之性急则流通,缓则淤淀,既无东西皆急之势,安有两河并行之理。”

  潘季驯曰:“河之性宜合不宜分,宜急不宜缓;合则流急,急则荡涤而河深。分则流缓,缓则停滞而沙淤。此以堤束水,借水攻沙,为以水治水之良法也”。

  上二说皆主河不宜分,西人治河亦以堵塞支流(closing secondary arms)为要,其义一也。苏氏之说,则言其势,其意谓溜趋于左,则其右淤,故河分为二支,必致一通一塞,不可并存。潘氏之说,则言其理,盖水挟沙之力,视其流速之大小,急则水力挟沙之外,兼可以攻沙,缓则力弱,并所挟之沙,亦不能远致而停置焉。

  禹厮二河,后世学者拘于泥古之法,则以为河不可不分。故自汉以后,治河者莫不以分河为长策,唯张戎反对之,潘氏则尤深知河分之弊。盖自来决口不堵,则正流断绝。靳辅论黄河下游之淤高,亦归咎于决口不即堵塞.顾河非绝对不可分也,不分亦未可即能免其淤也。使河身宽弛,则虽合亦淤,使其狭深而整,则虽分亦可不淤。散漫之支歧,固必封闭,然因地势流量关系,亦非必强之使不分。故禹之厮河,无弗当也,谓河必分过也,谓必不可分,亦未为得也。

  以堤束水,其意甚善。盖必有束水之能,而后有治导之效。若但以防泛滥,则宽缩无律,沙之停积失当,必致河道荒废也。德国著名水工,如Ehlers、Tolkmitt皆主此说。然近观吾国今日之黄河,人皆以河之病由于堤。噫,是岂堤之咎哉?

  嵇曾筠曰:“治河之要,深其槽以遂其性而已。治河之方,相势设坝以作溜势而已。潘氏之前.河流歧出,沙分停而不厚,潘氏导而一之,然后河得集力以攻一道之沙,是谓以水治水”。又曰:“夫河之败,不败于溃决四出之日,而败于槽平无溜之时,河性激而善回,深与回常相待也。槽浅则溜不激,水无以回而为淤,浅者益浅,激者益平,河性拂矣,能毋怒乎?怒而无以待之,则必成事,成事则河底垫高,而潘氏所创之滚坝,日渐卑矮,不能不封土。遇急去土以减水,减水既多,则河仍歧出。其堵合也,常在冬令力薄之时,不能刷去前淤,淤日高则河日仰,溜日缓,故近日墨守潘氏之法,仅足以言防,稍弛,则防之而不能矣。故能言治者,必导溜而激之,激溜在设坝,是之谓以坝治溜,以溜治槽。”

  嵇氏此论,深得潘氏治河之旨。盖水性就下,唯槽淤浅,则水过之无异堰防,而不得遂其性,势必横决。惟欲深其槽,徙事浚渫,必无效也。且黄河挟沙之盛,淤淀之速,绝非浚渫所可及,惟以溜攻沙为最良之法。作溜之法,惟有筑坝。所谓坝者,即英文所谓dyke,德文所谓Bumen及Parallelwerk等是也。以坝束狭河身,则坝上水高而降陡,其溜自急而沙可攻矣,槽可深矣。溜之缓急方向无律,则河槽病,以坝治之,即可使其缓急方向适宜矣。溜既得其适,则河槽可自治。故善治河者,在与河以机会,使之自治,非钳制束缚之也。

  潘氏创设滚坝(即over-flow weir)以减水,所减者盛涨之水也。河床日高,则培堤之益高,而滚坝之底,日形其低,不足以范常流,故必以土封之。迨水涨抉去土封,则不惟涨水泄而常流亦移,而致水分歧矣。

  陈潢曰:“河之性,约而言,则曰就下;分而言,则避逆而趋顺也,避壅而趋疏也,避远而趋近也,避险阻而趋坦易也。涨则气聚,聚不能泄,则其性乃怒。分则气衰,衰不能激,则其性又沉。”数语深识河性。又曰:“治河必顺水性,必也度势也,如有患在下,而所以致患在上,则势在上也,当溯其源而塞之。又有患在上,而所以致患者在下,则势在下也,当疏其流以泄之。苟不知势,用力多而成功少;若审势以行水,则事半而功倍。”数语尤为治河之要。所谓势者,即英文所谓tendency of river者也。愚尝解释之曰:河之无律而病,以有障碍故也,治河者去其障碍而已。而施工之始,必审定河线(alignment),定线必先审势(tendency)。审势之法,须假设河中障碍祛除,则水之趋向当若何,然后按其趋势以定工程先后,则事半而功倍。

  以上略举先哲治河要语,而加以评释。至吾国言治河之著作,汗牛充栋,不暇枚举也。

  河道经行之地,亦为历代河工所争论之点,其别可约为三:(一)主恢复禹河故道,东汉以前,此说最为得力。及河改东道后,后世虽有肓及禹河者,然已皆不能考其所在,徙作空谈而已。(二)主维持现状,历代治河,大抵趋向此旨。(三)主测量形势,完全改道,如清之冯桂芬改河道议,应请下前议绘图法于直隶、河南、山东三省,遍测各州县高下,缩为一图,乃择其洼下远城郭之地,联为一线,以达于海。冯氏论治河知用算学,是科学治水传吾华人之嚆矢,然改辟河道之议,则难见用于世也。

  历代治河者,虽不乏成功,然未能永绝河道迁徙之患者,第一图为历代河道沿徙之图,自孟津以下,北薄天津,南犯淮阴,数千里之面积,适如河口之三角洲,河道奔突荡(马失),如汊港更番,而治河者亦仆仆随河南北奔走,以有限之人力,应无常之河变,守故辙而不改,欲其长治久安也难矣!

  潘氏、靳氏之功,苟有以维持之,亦未尝不可使河历久不替,无如后继者,或怠忽将事(如决口不塞),或不知因时变通,人亡政息,良可慨已。

  今后之言治河者,不仅当注意于孟津——天津——淮阴三角形之内,而当移其目光于上游,是则予此篇最注重者也。

第三节 黄河之所以为害

  言黄河之弊,莫不知其由于善决、善淤、善徙,而徙由于决,决因于淤,是其病源一而已。陈省斋云:“夫河之决者,皆由黄水暴涨,下流壅滞,不得遂就下之性,故旁流溢出,致开决口。决口既开,旁流分势,则正流愈缓;正流愈缓,则沙因以停,沙停淤浅,则就下之性愈不得遂,而旁决之势益横矣。”此言也,深得肯要。盖凡河流,未有不挟沙者也,而黄河斯为甚。至挟沙之多寡,则因水位之高低而异。低水时,水力微,则挟沙甚少,故水或湛然可鉴.盛涨至,水力强,则挟沙甚多,故水浑浊。是力也,法人名之曰force d'entrainement,日人冈崎文治译为押转力,今因之。因水位之高低,故知其与水之深有关系焉。然湖泊之中,亦有深逾于恒者,何以清而不浊。则因湖泊之中无降(slope)而河流之中有降故也。降大者其动能亦大,降小者其动能亦小。力生于能,故押转力之关系,水深之外,降亦同有力焉。故西人论河流中相持均势者,厥惟三事:日水量,日沙量,日降。水位高则水量增,故沙量亦增也。

  河中所挟之沙,英人以load(负荷)名之,负荷过重,则水惟有舍之而已。涨水至,其力固足以挟浮游之沙以行。是沙也,入于海者一部,而其余尚未能达,迨水落深减,押转力削,则积滞中途,于是而河床日高,于是而河口日仰,于是而河流散漫日益甚,于是虽盛涨时其深犹且不足,而沙愈无可推泄之途,水益失归海之势,而屡决矣。决不能塞,而徙不可免矣。盖自周砱砾徙后,二千余年,为患繁复,而河所演之剧,则周而复始,始终如出一辙也。

  黄河所挟沙量据津浦铁路于泺日测验如下表:

  一八九八年河堤决口,山东境内王家梨行地为黄沙所掩,地面占300方公里,厚自0.6米至2.O米,取其中,以1米计算,则有300,000,000立方米之土积,可谓巨矣!

  夫如许巨量之沙,何自束乎?曰:黄河流域,厥土黄壤者多,河中之沙,即雨潦刷削取之地面,而带入河中者也。

  考黄壤之为物,即德人所谓Loess,按Y.Richthofen之释Loess曰:“Loess之为物,似只限于适温之带,而传布极广(按传布之区最著者为中国北部,其次则德意志之莱因谷,美利坚之美西比谷)。其性质纯一,不因高出海面及高出川谷之底之高低不等而相异。其化合质,为富于石灰质之泥土,色黄而极罅疏,内含类草茎根遗留之细管,不能盛水,善吸收雨水,及因毛管收力,吸聚大气之湿气。于其底基或有细泉流出,面子其中绝无水泉,无层累,而因内含垂直细管之关系,管内又多含石灰质之内着物,易致壁立圯裂。”又曰:“其质甚绵细,拈之于水,其棕黄之色可入肤,仅留细硅粒于外。其形角砾无定式,直径约可0.05~0.026厘米。又含云母之片,但非平衡排列而参差无定律。”又曰:“Loess积累之厚,由极薄之层以达数百米。Loess为甚肥沃之农壤,尤适于麦黍等类,惟其积太厚者,因不能盛水,故雨泽失期,辄易旱枯。”

  Loess之在吾国,按禹贡名之为黄壤,俗名黄土。其成立之自,按V.Richthofen,大抵因于风力。然亦有湖泊及水沉淀者,V.Richthofen名之曰teeloess,alluvialloess亦统名之曰Loessahnliche Bodenorten(义为类似黄壤之土壤),盖以别于风积正式黄壤言之也。其可以鉴别者,湖泊黄壤(Teeloess)内含盐质,洪积黄壤(Alluvialloess)内含水介,与陆介相混。

  Bailey Willis之论中国黄土之生成曰:“中东亚细亚因天气由湿孺变为干燥,深厚之腐化石层上,植物消绝,常受风力剥蚀,有时亦为雨所击洗,被剥之石质为风及水所搬运而类别之(谓按其粗细分别沉淀之也)。风之力于干燥气候,广漠平原之上最为得力。水则限于雨期,在川谷之中与有力焉。类别之,搬运之,风及水交互为用而更迭之,而石质渐变为极细之尘堁,即为黄土。风及水皆可致巨积之黄壤,然二者常相混淆,故常有沙砾为洪水所携者,闯于黄壤之中也”(见Bailey Willis Researich in Chian,…Vol I,P.185)。

  黄壤之累积,常依山岭之侧,或填坑谷,唯其绵细,故易为雨潦所刷洗,以流入河中。且黄壤带半沙漠之性质,树木不易生长,若雨水衍期,则甚至草亦不生,赤地千里,地面失维护之物。然犹有幸者:(一)黄壤渗漉投易,若地面平衍,则完全可无径流;(二)黄壤之域,农田大抵作阶级状,名曰阶田,故得使斜迤之坡,变而为平阶。然大雨之时,地面沾濡,渗漉不暇,则径流入川谷矣。地面既无维护,则壤之被刷去者自不少。尤有一事,足以助黄沙之入河者,则道路是也。黄壤之区,道路多深处地面之下,深者至十余丈,北方名之曰胡同,西人比之为canyon。canyou者,深狭之谷之名也。未至黄壤区域者,可以想得其形象矣。每乘骡车,蹒跚闷行其中,仰窥天之一线,遇旱则虚土埋轮,尘堁扑鼻,几闭呼吸;遇潦则泥泞没胫,马蹄不前,或两崖崩坍,浃旬阻碍交通,其苦难喻。夫道路之至于如是,岂其固然,亦渐有以致之耳。盖蹄轮之下,土被践磨为极细之沙,风激雨洗,则其被侵蚀较两侧田地其速倍之,道路既深,故雨潦时,地中之泥归于道路,道路之泥归于河溪,故名为道路,实与支河无异。夫使一河床之底,有人捣其石而扬其沙,则其河床之质,宁堪实其剥蚀哉?而胡同类似。

  

  河流以黄壤为岸崖者,尤易致坍岸之患,而使沙入河流甚多。盖黄壤壁立如削,高出河面有至数十丈者,观第二图可见其一般,是壁立之岸,若无他力侵袭,本可屹嶷不变。然河水刷洗其下,渐致腰足内洼,上部伸突,及至支点太弱,上重偏侧,则颓然而圯,第三图示坍岸之次第,A为原岸状,B为刷削已渐入,Im面之牵合力,渐弱而离。C为刷削已深G×a之力Force Moment,几过于1m面之面幂系数,与牵力相乘之积(S×F=Section Modulus×tension)而致1m处,裂为深隙,D则岸前一部倾圮入河矣。

  岸既倾颓,其倒下之土质,或被水溜洗掘下移,溜力复及岸壁之脚,刷洗颓坍,愈进不已,或倒下之质甚多,足以改移溜向,使趋对岸;然一处虽暂免圯掘,而下游复受其祸,及至他处倾圮,溜仍趋是处而复不免矣。

  黄河之支流大者,若洮、若渭、若汾、若洛,以及河东西两岸秦晋诸水,洮、渭、汾、洛所属诸支流,其所溉洗之区,十之六七非黄壤,即所谓与黄壤类似之湖泊黄壤也。加以流经河套,虚沙无际,荥渭以上,谷狭降陡,流速足以挟所有之沙而归之下游。及至由豫东骤遇平原,于是河沙淤积,河道靡常矣。

  观黄河者,须知盂津-天津-淮阴三角形,直可以三角洲视之,鲁地山岭,其昔海岛也,则此三角形面积中,俱黄淮诸流淤积而成也。其所以淤积如是之广者,迁徙之功也。

第四节 治导之要图

  尝谓吾国治河历史,虽数千余年,而及今尚未有一就治之河也。盖吾国河功,主要在黄,其次乃运,其次乃与运河有关系诸流淮、沂、汶、泗诸河,又其次亦直隶五河,而江汉等流则仅有及之者焉耳。然江之通航,恃其自然;汉之行舟,仅通艑艇;运河航行,渐至废弛。直隶诸河通航尚优者,唯大清,子牙二河。而黄河废吾全国之精力,历数千年之历史,至今犹不能通一小汽艇,民船间断行之,上下不过数千里耳。夫是谓之已治可乎?夫所谓治导者,不仅祛其患害已也,亦其欲因其利。而所谓黄河下游者,农无益于灌溉,工无济乎硙碾,商无惠乎舟楫,千古劳劳,唯思防其泛滥而犹且不能。噫,治河如是,亦足悲矣。

  今欲使黄河就范,且可为人所利用,则所须考虑者,当不出乎以下各端:

  一、如何使河床固定。

  二、如何使河槽保其应有之深,以利航运。

  三、如何以减其淤。

  四、如何以防其泛滥。

  五、如何使之有利于农。

  下当逐条讨论之:

  一、如何使河床固定今日之河床,可以使之固定乎?抑必另辟一新床,而后使之固定乎?另辟新床,冯氏桂芬之议也。然其工程浩大,用费不赀,万非今日之国家所可议及。且即另辟一渠,以容纳河流,而欲使之积久不敝,(一)必使其横断面得当,(二)必使维护得法。若横断面不得其当,则必蹈宋六塔二股之覆辙。使维护之法,不能历久不弛,则如潘氏靳氏之功,亦势必人亡即败。维持今日之河床,非必不可行者,然以今之人,由今之道,绝不可能也。今之河床,已较昔之大清河淤高甚多。据Jaylor之观察,河址之淤高,每岁约三寸有余。比岁河决屡现,国家已有穷于应付之象,则不及十年,河之不复改徙而他往也,难矣!欲使河床固定,必与以适宜之横断面,是横断面也,范常流,泄洪涨,挟所有之沙,直注海洋,无随处淤塞、侵削岸址之弊;是横断面也,浚渫之不能为功,必仿以坝治溜、以溜治槽之意行之。唯问者必谓:“今之河工,固有埽也坝也,何以愈防愈敝也?”则答曰:"是无他,其设施之不当耳。”盖流水之中,相持均势者,凡有三事:一曰水量,二曰沙量,三曰河降(Slope of river)。水之于沙,或取或舍,视乎水量及河降若何。低水之时水清,沙被舍也;洪水之时水浑,沙被取也。水量可以其深浅表之,命水之深为t,命河之降为i(即水面上下二点高低之差,与其水平距离之比),流水取沙之力(即水过平衡土面,侵取其沙,挈之而走之力,即日人冈崎文治所谓押转力)之大小命为s。以米计水深则s=1000it为施于1平方米之押转力,以公斤计者也。


  按德人Franzius所立之算式:G=X(lOOOi)2S0b(t-t0)×tdx,式中G为河之一横断面中可以输过之沙量,以立方米计之。X为一系数,关乎沙质之种类,须由本河观测试验而定之。i为降,t为水深,以米计之;t0为极限水深,即水深小于t0,则S=0,水无挟沙之力也。dx为自河水面上自一岸量向他岸所取之分段距离也。b为河面之全宽,以米计之。t<t0则河床不免洗掘,唯t=t0,则无停沙无洗掘焉。故河身太浅者,将欲深之,欲增其t,使大于t0,则水力可以刷沙。河床洗掘太过,而其深t>t0者,必设法保护之。欲增t,无他法,缩其b而已。不能尽缩河面,则唯以坝缩之耳。而缩之多寡,坝之位置疏密,皆须精审计算而定之,非贸然从事也。

  岸坡之陡易,亦颇有关系焉。按Franzius命S0为押转力之极限值,即在平衡面上δ=S0公斤时,水无洗掘之力也。S为岸坡前水深t下之押转力,t=t0,则s=s0;Φ为岸土于承面上之静止角(angle of repose),ɑ为岸坡面对于平衡面之角,则S/S0=t/t0=(sinΦ-sinɑ)/(sinΦ+sinɑ)。若ɑ=0,则t=t0。按此式则岸坡坍毁者可坦其坡以止之。然过坦则又恐淤积焉,必得其宜,然后可以使岸坡久而不生变。若无良法以得适当之坦坡,则坡面须加掩护以防洗掘。

  吾国河防书,言及此理者,唯刘成忠《河防刍议》曰:“溜力之重轻,因乎水势之深浅,愈深则力愈重,渐浅则力渐轻。假如中泓之水,深有二丈,滩比堤低一丈,河水逾滩而上,仅一丈之水力耳。若外无此滩,则堤前水深三丈,而攻堤之溜,挟三丈之力矣。以三丈之溜力,视一丈之溜力,其守之难易为如何也”。善哉此论,所缺者唯科学上之实地观察耳。

  河流之横断面,有所谓单式(single profile)、复式(double profile)之别焉。低水洪水同纳一槽者,名曰单式。寻常水位,纳于一槽(名曰本槽),洪水或非常洪水令回旋于较宽之槽者,名曰复式。单式之槽,岸坡蝉联:复式之槽,岸坡顿折。盖洪水之来骤而不常遇,其流量顿增甚多,利骤宽其槽而放之,黄河两面筑堤,即为此式。考黄河两岸,先由巡抚胡家玉奏兴堤工,相距十余里,继一八八五年(光绪十二年【此外误,光绪十二年应为一八八六年】),东省人民耕于堤外者(靠河一边曰堤外)请筑缕堤.巡抚张曜许之。及今言河防者莫不归咎。盖缕堤筑,遥堤遂致无用,缕堤太狭,河无回旋余地,则易兆溃决耳。其实缕固有失,遥亦未为得。总之两堤距离,关乎河之成败,甚为切要,过宽与过狭,皆足以使河防失效。欲使堤工得治导之效,当以科学方法观测之,计划之,维护之。黄河至今未有水事之测量报告,可以依据以代谋改良计划者。津浦铁路计划黄河桥工之前,所测结果,低水为+28.50米,高水+31.91米。同处本槽中,洪水至+32.76(1903)处洪槽中,而堤顶之高为+33.26米,则高于1903年之洪水面不过+1.35米。其时低水降度为0.00011,高水降度依所测每秒3.20米之速率计算为0.000242,低水泄量为1070立方米,高水(+31.41)泄量为4220立方米,洪水泄量(水位32.76)为6800立方米。其所拟糙率(roughness)在本槽为0.02,在洪槽为0.025。及今将近二十年,黄河变迁,想已多矣。将欲为之计划横断面,除诸水位、降度、流速外,尤须审察河沙流动之情形,及水位高低不同时其自上游所挈之沙之多寡。尤须就上下游各处细加测验,非仅一二处可以为功也。

  既知河流泄水挈沙之详情,则据之以定其适宜之横断面焉。至水位,如年必一至者处之于本槽;非常洪水,如数年或十余年必一至者,处之于洪槽。唯洪槽不宜使宽狭失宜,以致积淤或溃决。于冲要处设减水之门,或用滚堰,或用虹引,唯不可使牵溜而弱正河之势。岸坡堤坡之薄弱者,加以防护。筑坝束河,浚渫积沙,俱按所定横断面而行之。坝料宜用柳及石,勿以秫秸或苇料塞责。河线宜使自然有律,画一不紊。督工者须深明学理,富有经验之人;监修者须艰苦卓绝,奉法唯谨之士。更须严立政纪,赏罚不偏,培植人才,期于不坠,为国家肯立志刷新。黄河问题,非绝无解决之法者也。

  二、如何使河槽保其应有之深,以利航运按欧洲之莱茵河小于吾国江与河者甚多,而航二千吨以上之汽船。其他如Elbe、Oder等河,下游亦航行一千三百至一千五百吨之船,其中上游亦数百吨。以场子江之巨流,上海、汉口间航船不过二千吨。黄河之大,竟无航政之可言,此宁非治河家之所宜自引为辱也。黄河低水泄量1070立方米,拟其速率,为每秒1米,则其水幂亦有A=Q/V=1070平方米。范低水之宽为500米,即亦可得1070/500=2.14米之平均水深,当可行船四百吨以上,寻常水位亦何不可航行至千吨以上之船。果能如是,则郑州可化为中国之第二汉口,而陕、甘、豫内地之粗货,不难输出矣。顾如何而可以达此目的?曰:“无他,治导与维持而已”。黄河与大江发源之地相类也,其经流之长相类也,其下游之低原广漠相类也,所不类者河之挟沙多于江耳。然而江足以富国,而河足以患国者,是宁无救济之法哉?无以为之者耳。若能减其沙量,固其床址,治导得宜,维护不弛,则化敌为友,亦何不可遂之有?

  黄河至今日已病剧矣,治之之法,当一面从上游减沙,一面从下游浚治。予甚佩朱熹治河当从最低处起之说,以为治黄河即当从入海处起。昔潘、靳之治河,最注重于清口。盖尾闾不畅,全河厄逆,徒固堤防,毫无所益。疏口之法,当一其流,畅其波,筑海坝伸出口外,达之深处,使河所携下之沙,得为海水之力攫之而去,则海口不致淤塞矣。然后自下而上,相势作坝,以激水力而刷沙。一节生效,复进一节,如是而上,以达郑、洛,使寻常水位不出地中为止。至若三门、龙门等险,可以炸力去之。昔者汉时曾凿砥柱,石倒河中,不能除去,而废其功。然今日工程之得力,非昔日可比也。昔人之所不能者,今人可竟能之也。降势太陡者,可作堰闸以节制之,务使数百吨之船只上达晋陕之边,而汾、洛、泾、渭诸河,亦从此可化无用为有用矣。大功告竣,河中常备有力之浚船数只,上下游弋,除其偶然之淤。堤坝等工具用专门人才维持防护。如是行之,其费固不赀,而转祸为福,其利尤不可思议也。

  三、如何以减其淤。西人来游吾国者,睹黄河之状,莫不曰欲治黄河,非培植森林不为功也。森林治水,其效甚微,曩曾于《河海月刊》论之。况复黄壤区域,麦田所凭,林木根深,培植不易。少植之则完全无效,遍植之则妨碍民生。窥主张森林之说者,欲其减暴雨径流之量也。径流减则黄沙之被刷入河者亦减,是不但洪水之灾可免,而黄河之淤塞,亦可减少多矣。予以为森林固应提倡以为工业发展之预备,而勿以为治水之希望也。欲减径流与其所挟沙量,予拟有三途以代森林,有大益而无碍。三途唯问?曰:植畔柳、开沟洫、修道路。

  何言乎植畔柳?曰:黄壤区域,其田大抵皆为阶田。每次暴雨,上田泄水,下田承之。逐段而下,以至于河。而所刷田间之沙,亦随水而去。若于每田之三畔,植所谓矮柳一行,则水自柳间流出,速率因碍物而顿滞,则沙停其后,不啻滤器。迨田畔高仰,柳根繁殖,则畔亦固矣。矮柳之为物,直隶省多种之,出土便为细枝,无碍于农,而以作筐篮之物,利亦甚溥,以之劝农,当可乐从。矮柳之外,若陕西省所长之荆条,亦可同用。第四图示阶田植畔柳之横断面,第五图示其平面。



  何言乎开沟洫?曰:此吾国古法失传者也。昔者禹治洚水,兼尽力乎沟洫。后世儒者颇有谓禹酾二渠。后至周定王五年,凡千余年,而河始一徙。且当时未有堤防,其所以能安澜不犯者,皆沟洫之功。而河之敝也,亦自周衰,井田废后,沟洫之制始弛。此说也,虽未或尽然,而亦颇有扼要之见也。兹列举名贤论说如下,以资参考:

  (一)胡氏《禹贡锥指》曰:“禹尽力乎沟洫,导溪谷之水以注之田间,蓄泄以时,早潦有备,高原下隰皆良田也。自商鞅坏井田、开阡陌,而沟洫之制废矣”。

  (二)徐氏《潞水客谈》曰:“东南多水而得水利,西北少水而反被水害。沟洫一开,则少水而受之有所容,多水而分之有所渫,雨旸因天,蓄泄随地,水害除而水利在其中矣”。

  二氏意见不同之点:胡氏以为昔日沟洫制兴,故雍州厥田上上,自沟洫制废,水泉泄出,而渭北之田变为斥卤,后世穿渠溉田,为智之凿为不足贵,而行所无事,乃圣人之智所以为大,是胡氏以沟洫为有灌溉之功也。徐氏则谓如为灌溉而设,则沟洫之内,必如东南稻田,常常有水然后可。而绝潢断港,既无本原,土燥水浑,尤易枯竭。孟子曰:“七八月之间雨集,沟浍皆盈,其涸也可立而待也”。人见其无灌溉,遂并沟洫而废之,而水患亟矣。是徐氏以为沟洫无裨灌溉,但以为除水患者也。二者各有所偏,当于后日论之。

  施氏《近思录发明》曰:“周定王以前,沟洫制行,千余年无河患,向以为臆度之言,今知可计数也”。(其详见后)

  乌程沈梦兰氏(五省沟洫图说》言沟洫之利甚详,曰:“陕西之泾、渭,山西之沁、汾,直隶滹沱、永定等河,皆与黄河无异。故其涨也,则浑流汹涌而冲决为患;其退也,则河泥滞淀而淤塞为患。古人于是作为沟洫以治之,纵横相承,浅深相受。伏秋水涨,则以疏泄为灌输,河无泥流,野无熯土,此善用其决也。春冬河消,则以挑决为粪治,土薄者可使厚,水浅者可使深,因善用其淤也。自沟洫废而决淤皆为害,水土交病矣。”又曰:“凡河经入海诸故道,皆可广为疏辟,以为宣导之地。诚使五省举行沟洫,河之涨流有所容,淤泥复有所渫,而其入海者,又可任其所之,不择东南北大道,皆得畅流而无滞(按此说有弊,河流归宿,须有画一之道,已论之于上)。如是而河犹为患,未之有也”。

  综观以上诸说,皆谓沟洫可以容水,可以留淤,淤经渫取可以粪田,利农兼以利水,予深赞斯说。夫井田之制,不可复已。后儒有必欲复之者,胶固之见也。沟洫遂浍之广深,不必深考,要可师其意耳。治水之法,有以水库节水者,各国水事用之甚多。然用于黄河,则未见其当,以其挟沙太多,水库之容量减缩太速也。然若分散之为沟洫,则不啻亿千小水库,有其用而无其弊,且有粪田之利,何乐而不为也。汉人之歌曰:“泾水一石,其泥数斗,且溉且粪,长我禾黍”,可见黄壤粪田之功,为古今人所同认,听其入海而去,亦殊可惜。而阶田之利,田面肥沃,尤为可珍。使上田沃土,以粪下田,犹得失两消。若听其刷洗,尽入河流,非计之得者也。故略拟一图,如第六图、第七图,以示沟洫之布置。

  施氏《近思录发明》云:“黄河自河南荥泽至江南清河,长千三百余里,河面阔七八里,至三四百丈不等,折算五里,临河提高一丈,乘阔五里,得九百丈,以乘长千三百里,积二万万余丈。自有明以来,不惜财,不惜力,四防二守,以待伏秋之异涨者,持有此数也。今以沟洫广深计之,地方二十里,乘积二万六千七百八十四丈,地方百里,容积六十六万八千六百丈。黄河所经之地,除边外不计外,及河南开归以南,河高于地,水皆由京索入淮,甘、陕、晋、豫四省,约方千里者三,可容二万万丈。直隶,山东一带运河所经,又可分道泄流,以减河势,虽逢水涨,仍属平槽,无患者一。以堤束水,水无旁分,淤泥亦无旁散,冬春水消,淤留沙垫,河身日高,地势日下,加堤以外,更无别法。筑垣居水,岂能久长。如是淤泥散入浍洫,每亩岁挑三十尺以粪田亩,则地方二十里,岁去淤土六百四十八万尺,余水注入中流,刷深河底,虽逢水消,仍得畅流,无患者二。”此说计算,颇可依据。今黄河既已改道东流,荥泽以下两岸夹堤,无水可入。其上受田区域,估为l,000,000平方公里,河流之长4500公里,黄壤易于渗漉,每秒入河之雨估为每一平方公里有0.008立方米。全域总量,每秒入河者共为l,000,000乘0.008等于8000立方米。全域之中,指二分之一为黄壤熟田,即共500,000方公里。8000/500,000=0.016立方米,为可贮于每一平方公里之沟洫者,每一平方公里为亩者,约一千六百,则是每亩每秒之所受者,万分之一立方尺耳。暴雨之事,延持一昼夜,共有8.64立方米之水量,沟广平均0.5米,深0.4米,则每亩有8.64/(0.4×0.5)=43.2米之沟,可以容纳矣。

  何言乎修道路?曰:“北方胡同之害,前既言之,欲减其患,唯有修治道路。路身坚固,车辆改良,道旁有水沟,亦可以减入河之沙量。而为交通计,岂非甚得耶?今全国道路,颇有人倡之者矣。予深冀黄河流域尤急起而直追,以减河患也。

  四、如何以防其泛滥黄河异涨,既不能全纳于本槽,则堤防以固未可免也。然今日之堤防,惴惴然唯恐其不能保者。设有构洫以减其径流,复有治导之功,以保持其深槽,则所恃乎堤防者甚微,而溃决可易免也。

  五、如何使之有利于农著者尝著《治水与救农》一篇,载之《同济杂志》第一期,言吾国河之不治病农甚详。黄河之为农民患,尽人皆知,果能根本图治,祛农患即所以利农也。至其直接为利者,宁夏五原之灌溉,早著历史.河经秦晋之界,下至荥泽,岸高水深,颇难取用。唯沟洫一开,则本应入河之水,可以转留而为农田所用。或谓黄壤疏而易渗,沟浍既盈,其涸也可立而待,何能藉以灌溉?是诚有之,然使潴于沟浍之中,即使渗漉,亦渗漉入田间,不较之迳流入河者为得乎,颇见乡人治田,卑下之处,积水兼旬,其旁即孳殖倍多。可见沟洫之于农,不为虚设。农民众多,每岁只须挑淤一二次,亦不为劳,而两利可收。为国家计,非胜算乎?荥泽以上,河身渐高,凌、伏涨期,减水灌田,亦自足大裨农业。独是今之防河者,惴惴然莫之敢尝试,何耶?亦河未就治,防患且不暇,遑言利农耶?

结    论

  治导之功,欧、美各国若Rhein,若Mississippi,若Elbe,若Ober,若Danube,等等,足为吾国取法者甚多。苟得其人,不患不成功。唯沟洫、畔柳之制,视若简易,而实难行。盖地方广阔,人民众多,强迫其一律设施,非政治法律之强有力不为功也。然若特设一总机关,予之以黄河行政之全权,可以指挥各省于河务有关系各地之县知事;畀各省水利局以分权,以督促其进行,又于陕州、大庆关、兰州等地,各设河务学校一所,指授沟洫、畔柳及道路之方针,一年毕业,每县各派学生四人至十人,视其辖境之大小,及与河务关系之广狭,毕业归里,授以田畯之职,优其俸饩,使之指导农民,其奉行唯谨者,言于县令,劳之酬之,其有不率从者,惩之罚之。夫如是,则政令休明,一二年即可以收其功也。

  【注】李仪祉(1882~1938年),陕西蒲城县人,京师大学堂毕业,留学德国多年。1915年后,历任河海工程专门学校教授、陕西省水利局长、华北水利委员会委员长、黄河水利委员会委员长、导淮委员会委员兼总工程师、扬子江水利委员会顾问等职,著述甚丰,为我国近代水利科学的先驱,对发展我国水利科学作出过重大贡献。去世后,其学生编有《李仪祉先生遗著》面世。近年又有《李仪祉水利论著选集》出版。