水利質(zhì)量發(fā)展研究

趙文斌

水利質(zhì)量發(fā)展研究

趙文斌

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，水利不僅直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，而且關(guān)系到整個社會經(jīng)濟繁榮。水利工程涉及力學(xué)、土木工程學(xué)、氣象學(xué)等多學(xué)科，包含防洪、灌溉、航運和城市供水等多方面，其質(zhì)量反映了人類利用和改造自然的能力。

一、規(guī)劃和施工技術(shù)均關(guān)系質(zhì)量

我國人民建造水利的過程，是對自然不斷認識和改造的過程，也是不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗的過程。在這個過程中，人們對水利工程質(zhì)量的把握從宏觀和微觀兩個方面均取得持續(xù)發(fā)展。

規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性，直接決定著水利工程成敗。水利工程規(guī)劃設(shè)計體現(xiàn)在眾多方面，涉及眾多因素，非常復(fù)雜，而文化無疑對規(guī)劃設(shè)計具有深遠影響。我國有著深厚的水文化，天人合一、順勢而為、人與自然和諧等成為古代水利建設(shè)的主要文化。無壩引水工程是我國古代水利工程最基本的建筑型式，是人與自然和諧的生動范例，秦漢時期的三大工程都江堰、靈渠和鄭國渠，是我國早期無壩引水工程的典范。李冰在主持建造都江堰時，就是嚴格遵循“乘勢利導(dǎo)、因時制宜”的治水指導(dǎo)思想。三國時，無壩引水工程擴展至南方各省，如漢中的三河堰、四川岷江中游的通濟堰。唐宋以后，無壩引水工程普遍分布在黃河和海河流域中下游。正是在和諧文化的深刻影響下，我國古代水利工程建設(shè)創(chuàng)造許許多多佳績。

土料是古代水利工程中應(yīng)用最多的材料。由于土料有孔隙，容易透水和變形，并不是隨處取土和堆土都能達到控制水流的目的。我國古代很早就積累了有關(guān)土質(zhì)的豐富感性認識。在《尚書·禹貢》《管子·地員》《周禮·職方氏》等古代文獻中，都對土的物理性質(zhì)有所描述。在實踐中，人們對土料的工程性質(zhì)的認識日益豐富。元代《河防通議》把黃河下游的土分作花淤、牛頭和沫淤等幾十種，其中膠土的工程物理性質(zhì)較好，而活沙、流沙和走沙三種不能用來筑堤。明清以后，對土料的物理性質(zhì)認識更加細致。《中國河工辭源》按工程性質(zhì)將土大致分為淤土、沙土和黃土等三類，并對各種土質(zhì)的適用性進行了分析。由于單獨一種土往往有某種缺陷，實踐中常以兩種或三種土摻合起來使用，最常使用的是石灰、沙和黃土混合而成的三合土。適宜的土料為修建合乎規(guī)范的水利工程提供了基本材料，而對于防洪堤來說，還必須重視土料含水量的控制、基礎(chǔ)處理、邊坡選擇、堤身夯筑等。戰(zhàn)國時期，已明確認識到土料含水量對堤防填筑質(zhì)量的影響，認識到不同季節(jié)土壤含水量的差異及其與施工質(zhì)量的關(guān)系。明代中葉著名河臣劉天和認為，施工土料“必干濕得宜。燥則每層需用水灑潤”。清代河工施工的規(guī)范性著作《安瀾紀要》，具體記述調(diào)節(jié)土料濕度的辦法。對含水量適宜的土料還必須加以夯實，以增加土體的緊密度和干容重，保證土體抗傾覆的穩(wěn)定性和抗?jié)B透能力。掌握堤防橫斷面的合理形狀和邊坡陡緩度，是保證堤防抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定的又一個重要因素。任何土料都有其維持穩(wěn)定所必須的邊坡，戰(zhàn)國時代對此已有所認識。

水工建筑物在擋水、蓄水、輸水、泄水的關(guān)鍵部位往往要經(jīng)受水流的集中沖刷，要求具有較高的穩(wěn)定性和抗沖刷性，石工建筑物在這方面較土工有著顯著的優(yōu)越性。石工建筑物的基礎(chǔ)尤其重要，“石工之堅與不堅，全視底樁之有力無力”。水工建筑物的大型砌石結(jié)構(gòu)最早見于黃河上的引水石門，為了保證砌石穩(wěn)當(dāng)持久，每塊砌石必須打鑿合乎規(guī)定，砌于建筑物表面的面石必須六面齊整?！逗臃劳ㄗh》記載宋朝規(guī)定黃河防汛的每塊砌石尺寸。清代砌石的尺寸略有加大，砌石除丁順間砌外，還應(yīng)注意錯縫勾壓，砌縫務(wù)需密致，以竹篾簽試不入為好。膠結(jié)材料是保證水工建筑物安全的關(guān)鍵之一，也是水工建筑物較非水工建筑物技術(shù)更復(fù)雜的原因。古代水工砌石砌磚建筑物的膠結(jié)技術(shù)，大致分為膠結(jié)材料和金屬固結(jié)兩類。常用的膠結(jié)材料是石灰，但一般石灰在水中強度低。古人常從煅燒蠣殼中獲取水硬性石灰，然后加沙成漿后，用以砌石，在水中可以繼續(xù)硬化，其抗壓強度可達25kg / cm2。目前所見水工砌石用鐵錠的最早記載是宋代建隆二年（961年）。

二、政府管理從多方面保障質(zhì)量

在土地制度和大一統(tǒng)的中央集權(quán)制度前提下，我國傳統(tǒng)水利是通常由政府規(guī)劃決策、撥款投資、主持操辦。水利工程一般規(guī)模較大，興建常常匯聚著千百萬人的共同勞動，牽涉眾多地區(qū)和部門的利益。要保證工程質(zhì)量效益，維持工程正常運行，沒有采取科學(xué)的管理是難以想象的。

水利決定著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的成敗，關(guān)系到封建王朝的存亡，中國君王常常親自過問、主持水利興役，完善水利制度、管理和禮制。古代水利管理有行政和監(jiān)察兩大體系。《周禮》記載，西周冬官為水官。春秋戰(zhàn)國時，司空的職權(quán)之一是負責(zé)水利工程的興建和管理，司空下設(shè)立川師、川衡、水虞、澤虞等。先秦以來，在中央和地方官制中一直設(shè)置水行政管理機構(gòu)，機構(gòu)和職能隨國家官制的不斷健全而逐步完善。漢代以后，在州（郡）縣行政長官之下設(shè)官置吏，形成穩(wěn)定的地方水利行政管理機制。唐朝，中央尚書省下設(shè)有水部郎中和員外郎，又設(shè)有都水監(jiān)，掌管京畿地區(qū)的河渠修理和灌溉事宜。唐朝以后，水利建設(shè)主要由地方政府負責(zé)，司農(nóng)寺負責(zé)考核。宋代，由都水監(jiān)對地方重要水利工程行使督導(dǎo)職能，對工程建造出現(xiàn)質(zhì)量等問題和稽查不力的官吏，均要給予處分。明清時期，御史對工程質(zhì)量、效果等考稽，直接關(guān)系到官員的升遷和機構(gòu)的置撤。

古代還重視制定水利管理專門法規(guī)。水利法規(guī)在春秋時期已經(jīng)出現(xiàn)，是我國古代重要的法律法規(guī)之一。秦代法律已有對施工質(zhì)量不符合規(guī)定的處罰條例。最初的水利法多是某個水利門類的單項法規(guī)，或附屬在國家大法當(dāng)中的有關(guān)條款。以后水利法規(guī)和行政管理逐步完善，為我國水利持續(xù)發(fā)展作出重要保障。各種水利法規(guī)均對工程的規(guī)范和質(zhì)量以及如何處罰失職行為作出規(guī)定。唐代是我國封建法制集大成的時代，《唐律疏議》對維修水利不及時，造成財物損失和人員傷亡，要比照貪污罪和爭斗殺人罪減等處罰。唐代的《水部式》是現(xiàn)存最早的全國性水利法規(guī)?！掇r(nóng)田水利約束》是宋朝制定的最為著名的水利政策法規(guī)，也是王安石變法的主要產(chǎn)物之一。金代泰和二年（1202年），頒布《河防令》，對黃河和海河水系各河的河防修守作出規(guī)定。萬歷制定的《護守堤防總考略》共10條，分別規(guī)定了各項工作流程，針對堤防潰決的三種情況提出了四種管理措施。順治初年，清政府工部為保障黃河、運河以及海塘堤岸修筑質(zhì)量，制定河工《考成保固條例》，以保修期作為處罰依據(jù)?！洞笄鍟涫吕逢P(guān)于水利的規(guī)定有31卷之多，規(guī)定得相當(dāng)細致。

水利是一個技術(shù)性要求較高的門類，古人很早就注意到專業(yè)方面的要求。戰(zhàn)國時管仲就提出，要委派懂水利技術(shù)的人主持施工?！吨芏Y》規(guī)定，施工前，每一里處先做出一個標準的樣板斷面，以便隨時參照和檢查，保證施工進度和質(zhì)量。宋代，出現(xiàn)兩本河工技術(shù)規(guī)范性著作《河防通議》和《宋史·河渠志》，詳細記載了河工測量技術(shù)的施測方法，對砌石、卷埽、筑堤等主要工程形制作出了具體規(guī)定。明清兩代，水利著作遠多于前代，分類完備，規(guī)范更加細密，有《圩田施工章程》、《安瀾紀要》、《修防瑣志》、《五道成規(guī)》、《大清會典事例》等。為了保障質(zhì)量，施工完成后要進行檢驗。《農(nóng)政全書》記載萬歷年間，疏浚常熟河道，用樣樁和信樁檢驗疏浚的深度，用輪竿檢驗疏浚的寬度，開挖完成后放水再次檢驗施工深淺是否符合要求?！逗庸て骶邎D說》記載了一種用鐵錐簽試的方法檢查夯筑質(zhì)量，試錐時，將鐵錐用木榔頭打入新筑堤內(nèi)，緩緩地垂直拔起后，立即在錐孔中灌水。根據(jù)錐孔中水滲入速度，可知夯實程度。

水利工程長期使用，良好質(zhì)量不僅在于建造，而且在于長期維修。戰(zhàn)國時期，已重視堤防的管理維護，冬天水官要檢查堤防狀況，將需要維修的地方向上級匯報。我國古代一些著名的水利工程之所以能夠經(jīng)歷很長時間，無不經(jīng)過嚴格的維修管理。建于春秋時期的芍陂，西漢設(shè)陂官專管灌溉維修。都江堰歷時二千余年，至今受益，沒有一套科學(xué)合理的管理辦法是不可想象的。京杭大運河全長約1794公里，是世界上里程最長、工程最大、最古老的運河，在漫長的歲月里，主要經(jīng)歷三次較大的興修過程。

水利工程涉及社稷民生、國家安全，其維護管理自然受到統(tǒng)治者的高度重視，維護管理通常由政府組織，并以相應(yīng)的法規(guī)予以規(guī)范。