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水往高处流 大运河南旺分水的科学巧思

发布日期:2023-11-30 17:21 来源:中国科普网

纪录片《大运河之歌》近日在央视一套播出。片中,一马平川的山东省汶上县南旺镇是整个京杭大运河的最高点,大运河的水却能越过这一制高点向北流淌。大运河南旺分水是如何实现的?科普时报记者日前采访了有关专家。

一直以来,山东省汶上县南旺镇便素有“水脊”之称,是漕运 “咽喉”,但曾因南旺以北水量不足而断航。

“这里最具科技价值的节点之一,就是南旺分水枢纽工程。”中国水利水电科学研究院水利史研究所特聘专家蔡蕃告诉记者,南旺分水枢纽工程的科学性和技巧性,可与中国古代的灵渠和都江堰水利工程相媲美,对保证大运河连续500余年畅通无阻起到了至关重要的作用。

“想要大运河继续流动,南旺必须有水。”蔡蕃介绍说,明朝永乐九年,“让运河常年有水”这个重担落到了当时的工部尚书宋礼身上。在一筹莫展的时候,他采纳了当地民间水利专家白英献上的一个方案,这就是“引汶济运”。白英建议在东平戴村筑戴村坝截住汶河水至南旺供运河。

戴村地势两岸夹山,地基比较稳定,又距南旺较近,是“引汶济运”的最好分水点,通过戴村坝截拦大汶河水,经过人工开挖的小汶河蜿蜒南下,直达运河的“水脊”汶上县南旺镇。戴村坝设计之巧妙、造型之美观,是我国水利史上的一大壮举,充分显示了我国古代治水的科学成就。

为调节运河水的南北流量,白英建议在南旺制高点建造了一个科学而合理的分水口,被后人称之为“龙王分水”。“工匠们先是在小汶河与运河交汇的丁字口,筑砌了一道长长的石驳岸,以消减汶水急流的冲击,而后在河底部建造了一个鱼脊状的石拨,即‘鱼嘴’,以石拨将汶水分流南北,通过改变石拨形状、方向和位置调整南北分流比例。”蔡蕃说,根据北边水源少、南边水源多的特点,南旺分水枢纽实现了“七分朝天子,三分下江南”的合理分流,构建了完善的分水枢纽工程,确保了漕运船队顺利翻山越岭。

如今,为了保护这座工程遗址,南旺县在工程原址上建设了南旺枢纽考古遗址公园。在整个遗址内,不仅保留运河的古河道、堤岸,还针对分水龙王庙古建筑群、白公祠、潘公祠、白大王庙等遗址进行发掘,清理出“宋尚书祠堂记”“圣旨碑”“汶邑南旺镇分水龙王庙记”等20余块明清碑刻。