2014年,京杭大运河与隋唐大运河、浙东运河共同组成的“中国大运河”,作为全球开凿时间最早、使用时间最久、空间跨度最大的运河被列入世界遗产名录。

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大运河,全长3200公里,流淌了2500年,其中京杭大运河全长1794公里,是苏伊士运河的9倍,是巴拿马运河的22倍。

千年以来,京杭大运河一直面临着三大难题:

一是南北40米的地势高差。

二是水源不足不稳定。

江南水源充沛,华北平原相对干燥少雨,地势原因又无法从南借水。在北京,元代杰出水利专家郭守敬沿北京西北部山麓修建水渠,汇聚白浮泉等诸多泉水和溪水,最终抵达漕运终点积水潭,才得以有水源向南方流淌,史称“白浮泉引水工程”。

三是黄河与运河相爱相杀。

元至清代的大部分时间,黄河在江苏夺取淮河入海,巨量泥沙堆高了河床。为防止“穿河”时河水倒灌,人们在黄河和运河之间设立大坝阻隔,过船之时或靠人、畜拉动“越堰”。人们还筑起高家堰,“蓄清刷黄”“束水攻沙”减轻黄河泥沙淤积,造就了中国第四大淡水湖“洪泽湖”。

作为一条人工河流,大运河穿越海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系,不同地形,存在显著海拔高差。古人发现,若河道过于笔直,水流会变得湍急,既不便船只航行,又会导致水资源难以储蓄。通过精心设计的人工弯道,可以增加河道长度,从而减缓坡度、降低流速。这种技术被称"三弯顶一坝"或。

弯道不仅调节水流,还带来其他益处:其一,减缓流速后,船只更容易停泊靠岸,沧州的"泊头"地名就是航运繁荣的见证;其二,减轻了下游的防汛压力;其三,保持了足够水量,确保漕运畅通。

我们熟悉的扬州三弯,就是在这种背景下诞生的。

明万历25年,扬州知府郭光复为解决漕运交通的问题,把原有的100多米长河道,改弯后变成了1.7公里,以增加河道长度和曲折度的方式来抬高水位和减缓水的流速,从而解决了当时作为交通命脉上最关键的难题,形成古运河三湾段。

关于弯道代闸技术,最早见诸我国春秋时期的科技文献《周礼·考工记》:“凡沟逆、地阞(不平貌)谓之不行,水属不理孙(意顺),谓之不行。梢沟,三十里而广倍。凡行奠水,磬折以叁伍。”

而这种弯道技术的实践可以追溯到秦代修建的灵渠。为征服岭南,秦始皇命人在广西兴安开凿灵渠,人们利用自然弯曲航道,配合铧嘴与天平分水结构,实现了坡度调节与水量分配的完美结合。

中国古代水利水运工程当中,除了灵渠以外,应用弯道代闸技术较为著名的水利工程还有京杭大运河山东省德州段运河和河北省东光段运河,其中德州段形成了“九曲十八弯”的龙形走势,河北省境内东光段运河在连镇镇南北两端各有两处弯道代闸技术使用实例。

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大运河处处都是弯,它到底有多少个弯?目前没有一个官方统计的、覆盖全线的统一弯道总数。但是,从个别城市可见一斑:

沧州是运河流淌最长的一个城市,达215公里,弯道一共有230多个。清代孙谔的诗《夜过沧州》:“长河日暮乱烟浮,红叶萧萧两岸秋。夜半不知行近远,一船明月过沧州。”