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行进中的科学|“漂在水上”的水晶宝塔 承载着数千年厚重水利史

潮新闻客户端 记者 王湛 通讯员 张瑜


(资料图)

沿着钱江二桥一直往萧山方向走,远远看去,像是有一座水晶宝塔“漂”在钱塘江上,蔚为壮观。这座建在钱塘江围垦区“塔馆合一”的场馆,就是中国水利博物馆。

长达5000年的中华文明史,一定意义上来说,也是一部治水史。中国人不仅在与水患斗争中发展起绵延久长的中华文明,而且在水的滋润中发展出了丰富多彩的水文化。让我们一起走进中国水利博物馆,这座承载着数千年厚重而辉煌水利历史的水晶宝塔。

宋时物候以黄河水的涨落来命名

文明起源与发展都得益于水的哺育滋养。

在中国水利博物馆里,有一幅中国早期文化遗产分布示意图。中国早期文化遗址主要集中在黄河流域和长江流域,北方主要有仰韶文化、龙山文化、红山文化等,南方主要有河姆渡文化、良渚文化、大溪文化等。

长江中游的玉蟾岩遗址出土了世界上最早的栽培稻标本,距今约1.4万年~1.8万年;长江下游的跨湖桥文化遗址发现了目前世界上年代最早的独木舟,距今7000年~8000年;黄河中游距今约5000年~7000年的仰韶文化,人面鱼纹彩陶盆是其代表性器物;长江下游的良渚文化遗址发现的良渚古城外围水利系统,是迄今所知中国最早的大型水利工程,也是世界最早的拦洪水坝系统,距今约有5000年历史。

从这些早期文化遗址遗存中,不仅可以证明中国是世界上最早栽培稻和粟的国家,也证实黄河、长江流域是哺育华夏民族的摇篮。

宋代,动物的冬眠,植物的萌芽、开花、结果等,与气候变化的关系,这类生物的周期性现象,以黄河水的涨落来命名,如《宋史·河渠志》中记载的麦黄水指农历四五月间麦熟时节黄河涨水。中国的“二十四节气”已被列入世界非物质文化遗产名录,中国水利博物馆里,有张图表是古人总结出的24节气动植物变化的规律。

博物馆里的石墙和石鱼,则是仿制重庆白鹤梁水文石刻,它是全世界唯一的以刻石鱼为“水标”,并观测记录水文的古代水文站,被誉为“世界第一古代水文站”。白鹤梁位于长江三峡库区上游涪陵城北的长江中,是一块长约1600米、宽16米的天然巨型石梁。梁上的18尾石鱼雕刻,记载了自唐广德元年(公元763年)至20世纪60年代1200多年来长江72个枯水年份的水文情况,系统反映了长江上游枯水年代水位演化情况,为研究长江水文、区域及全球气候变化的历史规律提供了重要的实物佐证。

水井是古代城镇居民生活圈的中心

浙江宁波鄞江镇的它(tuō)山堰是中国古代典型的御咸蓄淡引水灌溉工程,唐代大和七年(公元833年),由鄮县县令王元玮创建。堰顶长42丈,用80块条石板砌筑而成,坝体中空,用大木梁为支架,可以下挡咸潮,上蓄溪水。它山堰是我国建坝史首次出现的以大石块叠砌而成的拦河滚水坝,千余年来历经洪水冲击仍基本完好,仍然发挥阻咸、蓄淡、引水、泄洪作用。

钱塘六井是引西湖水入城使用的引水工程。博物馆墙体上,展示了李泌所修六井示意图和苏轼所书《钱塘六井记》。《钱塘六井记》记述了钱塘六井的由来、分布、变迁等情况,提醒后人不要忽视水的重要。

“市井”是指古代城邑中集中买卖货物的场所,有“因井为市”的说法。水井也是古代城镇居民生活圈的中心。

在江南水乡,发达的水网使得户户“出门见水”,博物馆里有个场景仿照了古时候南方乡村生活,清澈的水渠环绕着村庄,一座座小桥连接着河道两岸,一条条小船来往穿行,农妇们在埠头淘米、洗衣、打水,纵横的水网不仅为村民们提供生活用水,还是天然消防水源。

中国大运河始建于公元前486年,包括隋唐大运河、京杭大运河和浙东大运河三部分,贯通北京、天津、河北、山东、河南、安徽、江苏、浙江8省市,连接海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系,是中国古代南北交通的大动脉,至今已有2500多年的历史。中国大运河与长城、坎儿井并称为中国古代三大工程,是中华民族精神的象征。

中国是世界上最早发明船闸的国家,也是最早建造多级船闸的国家。为保障航运,历代对船闸、水柜、堰坝等工程措施进行长期探索,留下了宝贵的遗产。博物馆里分别展示了堰埭、复式船闸、梯级船闸、澳闸以及运河水源工程。

古代发明了大量水利机具

中国水利博物馆里,展示了很多古代发明的大量水利机具,它们是利用水能为动力的古代提水或加工机械,按照用途分为提水器具和水能机械两大类。

提水器具主要以桔槔和辘轳为代表。

桔槔(jié gāo) 又称“吊杆”“称杆”,它在横杆的一端绑上或悬上一块重石头,另一端栓系汲器。当要汲水时,人用力将汲器一端往下压,另一端重物的位置则上升。当汲器汲满后,利用杠杆原理,借助重物的重量将汲器提升。

为了满足深井灌溉的需要,人们利用轮轴原理发明了辘轳。辘轳的垂直提升方式,使人们可以高效地汲取深层地下水,不断扩大生产生活区域。

随着大田灌溉需水量的增加,能够循环往复、持续提水的水车开始出现。翻车,又名龙骨水车,有人力、畜力、风力等多种形式。如牛转翻车、坐式龙骨车、八帆式风力水车、单人拔式龙骨车等。最早的翻车由东汉末年马钧发明,当时采用手拉式。“龙骨”一名,最早文字记载见于陆游《春晚即景》中“龙骨车鸣水入塘,雨来犹可望丰穰”的诗句。

在利用机械提水灌溉的同时,古人也注意到了水中所蕴含的能量,并据此创造出水碓、水磨、水转纺车等机械工具,将水能转化为机械能,用于农业、手工业生产。

博物馆里最大的一台模型,是一组综合性谷物加工机械,叫做屯溪磨坊,出现于明代,因在皖南屯溪地区应用而得名。磨坊中间竖有立式水轮,水流冲击水轮产生动力,水轮中轴延长,中轴转动时既推动水砻、水磨、水碓同时工作,把稻谷脱粒并磨成浆舂成粉,成功的实现了多种作业的同时进行。

中国水利博物馆是水利部直属的国家级行业博物馆,2010年建成开馆,综合了教育、研究、收藏、保护和交流等功能,展陈内容有水与人类文明展区、水利千秋基本陈列展区、龙施雨沛展区、“馆中馆”浙江治水馆、临展区以及室外的镇水、分水、祈水文化展区等。

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