古代京杭大运河是如何穿越长江黄河的?今天运河穿黄难点在哪?

峻辉看国际 2023-01-09 04:04:00

对于京杭大运河大家已经耳熟能详,它的前身为隋唐大运河,隋唐大运河为隋炀帝杨广于公元610年左右打通,西起隋东都洛阳,南至杭州,北至北京,分为通济渠、永济渠、山阳渎和江南运河四部分,全长2700多公里。

霸气的隋唐大运河

隋朝灭亡后,唐朝建立,隋唐大运河为大唐盛世立下了汉马功劳。大唐崩溃后,进入五代十国,最终北宋统一了中原广大地区。运河特别是通济渠将江南地区的钱粮源源不断的运到开封,成为北宋立国的根基,巅峰时期,开封的百万人口全部仰仗运河的漕粮供给。

北宋灭亡后,南宋东京留守杜充为了阻止金兵南下,掘开黄河渡口,黄河沿通济渠泛滥,将通济渠淹没。到了公元1194年,黄河彻底改道,夺淮入海,开启了600多年的南流历史。南宋迁都临安后,不再有运河需求,也就疏于管理,金朝也无心疏通,隋唐大运河西端自此於废。

黄河夺淮入海,北宋之后改道南流

元朝建立后,定都北京,在南粮北运的需求刺激下,重开大运河被提上日程。但此时的隋唐运河通济渠和永济渠大部分早已淤废,重新开凿还要绕道洛阳、开封,于是干脆截弯取直,开鲁运河、中运河,连接里运河、江南运河,全长1700多公里,自此,贯穿南北的京杭大运河出现。

元代京杭大运河,截弯取直

京杭大运河历经元、明、清三代,成为帝国的南北大动脉。直到公元1855年,黄河再次改道山东北流入海,截断了运河,运河自此中断,已有100多年的时间。

今天,京杭大运河仍然止步于山东的黄河岸边,南北两端都已通到黄河面前,那么,京杭大运河为何还不连通呢?面对地上悬河的黄河,运河应该怎样穿黄?古人面对黄河长江这样的大河,又是怎样将运河贯通的呢?

今天的京杭运河止步于黄河

古代京杭大运河从北至南贯通了海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系,注意,明清时的黄河南流入黄海,下游侵占了淮河河道。其中,长江是第一大河,水量充足,黄河是泥沙含量最大的河,也是一条地上悬河,对于这两条河流,古人是如何应对的呢?

首先,运河虽然看起来是一条,但实际上是分很多段的,各段的水文情况都不同。

京杭运河地势剖面图

这是一张京杭运河的地势剖面图,可见,运河在山东境内的东平湖附近是地势最高的,运河从东平湖往两侧流,东平湖以北的海河是一个低点,从北京是往南流的。在东平湖以南长江是一个低点,两侧往长江流。丹阳以南钱塘江是低点,从丹阳往南流。

当然,这只是一个简单的分类,实际情况要复杂得多。

因为地势等的原因,运河和自然河流交汇处就有了落差,往往会形成急流,更甚者可能形成瀑布,严重危害行船的安全,因此,古人发明了船闸。

船闸原理,将不同水平高度的水面连接起来

船闸采用连通器原理,将运河交汇处分为多段,中间为过渡段,这样,就可以从低水位一级级爬上高水位,或者从高水位一级级下到低水位。水位相差小的时候,可以分三段,水位相差大的时候,可以分四段五段甚至更多段。直到现在,船闸仍然是世界上最普遍的运河调控系统。比如我国的三峡船闸就是五级调控系统,巴拿马运河有三级六组12个船闸。

在运河和长江的交汇处,南为镇江,北为扬州,南北运河注入长江,除了在运河出口处设船闸外,古人还将运河分为多个出入口,出入口斜相对,这样,借用用长江东流的水势,便可进入对面的水道,更为省力。

古人的智慧,借助长江东流水势过江

长江和运河的水头差比较小,还比较简单,对于黄河就比较复杂了,黄河含沙量极高,河道不但於成了地上河,还容易倒灌入运河淤塞河道,因此运河与黄河相交处的航运系统更为复杂。

明清时期,运河和黄河在淮安市淮阴以西的清口相交。当然,现代的运河经过改造,河道情况和古代已经大大不同。

淮安清口运河形势图

这是一张清朝乾隆年间的淮安清口运河形势图,可见,运河系统非常复杂。在里运河出口处,除了设置有福兴闸、通济闸和惠济闸三座闸门之外,为了消除黄河水头,还开通了多条引河。另外,又设置多道拦沙坝和拦水坝,将黄河泥沙和洪峰过境时的黄河水挡在运河之外,过坝时采用人力或者畜力牵拉过坝。

古代的运河过坝,用畜力牵引

清口运河可谓是京杭大运河中最复杂的一段,也关系到整个运河体系的安危,成为整个京杭运河的枢纽。

京杭大运河运行了500多年,直到1855年黄河改道,夺大清河入渤海,从北面切断了运河。运河被切断之初,黄河的水面和运河水面还可大致持平,通过修建船闸的方式运行了一段时间,但随着黄河越於越高,水患不断,运河彻底中断。此时大清内忧外患交加,无力重修,且海运兴起,大运河遂放弃,至今已160多年的时间。

新中国成立后,对京杭运河重新进行了清理,或者另辟河道,今天,黄河以南济宁至杭州的的运河河道已经全线打通,可通航2000吨级以上货船。2022年,黄河以北京杭运河全线通水,当然,因为北方缺水因素的影响,与南线无法相提并论,何时通航还是个问题,但至少这是个非常积极的信号,就差打通黄河这最后一步。

运河止步于此了

目前,黄河以北止步于位山,黄河以南止步于东平湖,如何穿越黄河成了个问题。

由于黄河高出运河太多,比较成熟的有三个方案,一是建船闸,二是打隧洞,三是建渡槽。

建船闸就是类似长江三峡过坝一样,建三级或四级船闸,从南面进入黄河河道,再从北面出黄河。最大的问题是黄河泥沙太多,容易於堵闸门,维护成本太高。

运河船闸

再就是打隧洞,从黄河底部穿过,这样无需借道黄河,运河两端可直接连通。这样虽然快捷,但问题也不小,黄河底部的土质疏松,通隧洞风险很大,如果再往下挖就成了U型管,显然是无法通航的。

打隧洞,从黄河底下穿黄

还有就是建渡槽,从黄河顶上通过。问题是建渡槽相当于提升了运河航道,两端还要嫁接闸门系统,另外黄河跨度达300到500米,如此长的渡槽,成本自然小不了的。

运河立交

总之,目前来看,运河穿黄其实是一个工程难度和成本效益之间的博弈,特别是黄河以北段,文化价值大于航运价值,至于采用何种方式,还要从多方面考虑和进行更严谨的论证。

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