京杭大运河 运河之脊 南旺分水枢纽生态智慧探析

肖华斌 王梦颖 安淇 任震

中国水资源时空分布不均，自古以来水资源调配任务繁重，作为农业大国，农耕文明与水利工程间紧密相关，形成了古人关于治水、理水的众多传统生态智慧[1]。在长期的治水过程中，聚落发展因水而兴，社会文明因水而就。在弹性思维的生态智慧理念下，古人建设大型水利工程时通常因势利导，顺应自然并充分利用自然，诸如都江堰、灵渠等均以无坝引水形式完成了对水资源的合理分配[2]。在“山—水—城”共融的生态智慧指导下，治水行为与城市风景建设相结合，以杭州西湖、济南大明湖为代表的城市水利工程，秉承整体环境观，融合人与自然、社会要素，逐步发展为水利风景[3]。以自然调蓄为主的生态智慧，要求优先发挥自然河流的作用，通过密布的河网形成“蓄—泄”系统，防控洪水，主要表现在太湖流域城市中[4]。在聚落与水文相适应的生态智慧指导下，古人通过优化水系统满足城市选址、用水等方面的需求，从而稳定聚落形态，以丽江古城、济南泉城聚落为典型[5-6]。传统的理水生态智慧主要体现在城镇防洪、农田水利、水资源调配等方面，而京杭大运河（简称大运河）作为连接南北重要的交通水利设施，其在选址、组织、营造及城镇共生等方面体现的生态智慧与生态实践却未受到重视。大运河作为古代重要的水利工程，沟通南北方水系，有“南北之咽喉，天下之大命”[7]的地位。作为世界上最长的运河，大运河贯通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，跨越秦岭—淮河地理分界线，全线水环境差异较大。其中，山东省内自然水系较少，降水分配不均，且为运河全线的制高处，导致大运河会通河段通航困难，治水任务最为艰巨。山东境内“运河之脊”南旺分水枢纽的选址与营建使大运河全线贯通，解决了会通河北段水源不足乃至断流的问题，蕴含了华北平原地区治水的生态智慧（图1、2）。

1 南旺分水枢纽区域格局历史演变

南旺分水枢纽区域在山东境内水系相对丰富，曾为大野泽区域。在黄泛影响下地面逐渐淤垫，致使大野泽面积不断缩小，转为众多小湖泊，随后对运河起到了重要的水柜作用（图3）[8]。南旺分水枢纽中最主要的济运来源是大汶河，古称“汶水”。此外，该区域内有众多泉源，汇聚成河流与汶水共同济运。

1 南旺分水枢纽在京杭大运河中的区位Location of Nanwang Water Diversion Hub in the Beijing-Hangzhou Grand Canal

1.1 漕运困难，水源初探期——元至明洪武

明洪武时期尽管贯通了大运河，但漕运效率极低，山东境内运河水量常年不足，甚至难以通航，政府逐渐意识到为此段运河寻求水源的重要性。元至元十二年（1275年），丞相伯颜认为江南水运便利，北方可通过人工手段开凿河渠，使南北连通，货物运向都城，“皆由此致达，诚国家永久之利”[9]。次年，元政府开挖济宁至须城（今东平城西北）的济州河，南接泗水，北通大清河。为解决区域内运河水源不足问题，郭守敬于汶水建堽城坝，于府河建金口坝，引洸水、泗水入运河，并以济宁为分水枢纽。元至元二十六年（1289年）会通河开工，南接济州河，北通御河（今漳卫河）[10]，以安山湖作为会通河的唯一水柜以便调节水量，至此大运河全线贯通。由于会通河开挖时“引汶绝济”，使济水再无法汇入安山湖，导致安山湖水量逐年减少。济州河与会通河相继开通后，元政府意识到该区域内寻找补运水源的重要性，此时将分水枢纽选址于济州城南，忽略了南旺相对济州较高的地势，使该枢纽未能充分发挥作用，致使会通河水量常年不足，漕运难通[11]。明洪武二十四年（1391年），黄河在河南省原武县（今原阳县）决口，安山湖与会通河大部分区域被淤平，漕运停止，元运河也因此而废止。

2 南旺分水枢纽区域地形图The regional topographic map of Nanwang Water Diversion Hub

1.2 全线贯通，借水济运期——明永乐至明万历

明永乐时期政府对元代分水枢纽选址进行了修正，于“运河之脊”南旺设置分水枢纽，借汶水成功解决了水源不足的问题。明永乐九年（1411年）元河道废弃，运道北移15 km形成会通河新线。河道建成后，遇到与元代同样的问题，即缺少漕运所需的水源。据记载，宋礼依“白英策”建设南旺分水枢纽，设戴村坝拦截汶水，利用汶水故道引流至南旺分水口，用以济运[12]。汶水将南旺东湖分为2部分，小汶河北侧为马踏湖（枯水期用于牧马），南侧为蜀山湖，原南旺西湖则称南旺湖，三者成为南旺分水枢纽的重要组成。同时，为补充水源，政府重建安山湖,设其为济运水柜。但原汇入安山湖的汶水已“尽趋南旺”，因此开柳长河引济水作为补充。此外，老源头泉、龙斗泉等通过引导形成泉河，泉河分流两支，一支西流汇入小汶河，一支南流汇入蜀山、南旺二湖。直至明永乐十三年（1415年），漕运正式贯通，元济州河与明会通河统称会通河。明成化十七年（1481年）建南旺上、下两闸，以此控制南北水流量。此后，会通河不断增设各类闸坝斗门，用以济运，史称为“闸河”。明万历年间，政府对戴村坝与小汶河进行了数次调整、修缮工作，以便控制汶河分水流量[13]。明朝沿用元代借水济运的思想，通过更精准的定位与系统的布置，构建了较为完善的输水体系，保证了大运河长期的畅通。

3 南旺分水枢纽区域历史演变The historical evolution of Nanwang Water Diversion Hub

1.3 黄患绝运，失修垦湖期——明泰昌至新中国成立后

明万历之后，会通河未进行过大规模调整，仅雍正乾隆年间，对闸、坝等水工设施进行增设或修整。后期黄河决口将运道割断，政治动乱使水利设施得不到有效的维护，造成大运河与南旺分水枢纽功能的逐步丧失。清顺治年间黄河决口，冲漫安山湖地区，使其淤成平陆，东平湖逐渐形成。此后民间开始在湖区开垦佃种，清政府则对其按科征租，安山湖湖区全部变成了农田和村庄。清咸丰五年（1855年），黄河于河南省兰考县决口，夺大清河河道入海，自此会通河失修，彻底被黄河分为南北2部分，区域内水患也愈加频繁，漕运转为水陆联运方式[14]。此后，由于海运兴起，津浦铁路建成通车，光绪二十七年（1901年），漕运正式停止。1902年，清政府正式撤销运河管理建制。民国初，尽管南旺湖湖区被周边村民开垦为田地，但也曾起到滞洪作用。由于受战乱影响，政府无暇维护与修缮南旺分水枢纽，导致年久失修，同时小汶河河床受损，导致汶河在汛期常造成决口，使农田受灾。

2 南旺分水枢纽“适地性”的生态智慧

华北平原整体地势较低平，受黄河淤积影响较大，且泰山位于华北平原中部，因此形成了明显的隆起区域。大运河通过山东境内，“运河之脊”南旺分水枢纽正处于隆起地带上，且山东降水较少，为大运河南北贯通带来了巨大的挑战。南旺分水枢纽在区域选址、枢纽组织以及营造技术等方面，对区域整体生态环境进行了详细的考量，通过高效连通、宣泄得宜、分级提水的举措成功实现了引汶济运，体现了适应华北平原自然环境的生态智慧。

2.1 区域选址——运河之脊，高效连通

元朝以前，由于隋唐与两宋都城的位置居于中国中西部，运河并未贯穿山东境内。元朝定都北京后，出于对运输成本及效率的考量，在山东境内开设济州河、会通河。该选线有效利用了隋唐时期南北大运河。同时，为缩短运输距离，对其进行裁弯取直，舍弃了南北大运河所形成三角形的两边（图1）。运河东移的同时，避开了山东西南部的丘陵地区，且最大程度地利用了境内的自然河流。因此，明朝统治者在重开运河时，仍以元运河为基础进行调整完善。

元朝时将汶水引至南旺以南的济宁进行分水，由于未准确判断华北平原中部隆起地带位置，致使分水点选择不当，使水流向北难以跨越地势更高的南旺。明朝河务官员面对该问题，对区域环境进行走访、调查，最终在“白英策”的指导下，寻得南旺为运河制高点，建设南旺分水枢纽保障漕运的畅通。

此外，山东境内运河为东南至西北向，尽管南旺为运河全线的制高点，但该区域的整体地势东北高，西南低。大汶河高出南旺约20 m，南旺湖为最洼点，自汶河故道至南旺湖处，能最大程度利用自然河道，节省人力物力，以汶河故道为引河，提高了建设的可行性（图4）。同时，汶水由堽城坝流往戴村坝时，汇入了其他河流，水量更为丰富，可为运河提供更可靠的水源保障。

2.2 枢纽组织——系统网络，分级提水

南旺分水枢纽是大运河重要的能源系统工程，主要由水源系统、转换系统和控制系统组成（图5）。由闸、坝、水柜等节点构成的网络，相互配合，交叉运行，各系统环环相扣，增强了南旺分水枢纽的完整性与系统性。

4 大运河—南旺湖—小汶河—戴村坝—大汶河剖面高程图The profile elevation of the Grand Canal-Nanwang Lake-Xiaowen River-Daicun Dam-Dawen River

5 清代南旺分水枢纽示意图The operation diagram of Nanwang Water Diversion Hub in the Qing Dynasty

6 船闸系统运行示意图The operation diagram of the ship lock system

河、湖、泉共同构成了南旺分水枢纽的水源系统，大汶河汇聚多条河流，水量丰富，为运河的畅通提供了充沛的水源动力。北五湖中的南旺、马踏、蜀山三湖，原为一湖，主要由汶上、宁阳的诸多泉水汇聚而成。戴村坝与小汶河为南旺分水枢纽重要的能源转换系统，将河、湖、泉水转为运河所用，为会通河提供了充足的水源，提高了大运河的通航能力。据史料记载，明朝南旺分水枢纽建成后，漕粮运输量增长为元朝的10倍。闸、坝、斗门等共同组成了控制系统，根据河道地势、水源等设置闸坝种类及位置，以控制水量及行船，成功输送过往船只通过水脊，因此会通河也被称为“闸河”。汶水自南旺分水枢纽进行南北分流后，南至沽头，高差降低35 m，设闸21座，北达临清，高差降低30 m，设闸17座。尽管史志资料对各闸的位置记载不详，但可知会通河所设闸为节制闸，当上坡行船时，需先开进船闸，将后方闸门放下，然后打开前方闸门进行加水，使船只浮到更高的位置，继而开进上坡的运河河道[15]。在通过制高点后，下坡河道中船只的行进方式恰与此相反（图6），整个过程利用台阶状的船闸布置进行分级提水，以通过运河水脊。

2.3 营造技术——引汶济运，蓄泄得宜

华北平原整体低平，使分水枢纽无法同都江堰般大程度地依赖自然地貌，因势利导地完成水资源调配任务，其更多地仰赖人工技术。南旺分水枢纽中具备完善的水利设施，且具有多元化的特征，各类水利设施相互配合，共同完成南旺分水枢纽中“拦、引、分、蓄、排”的系统流程（图5）。

南旺分水枢纽通过戴村坝的建设达到“拦”汶济运的效果，戴村坝选址于汶水与大清河交汇处，该处汶河两岸均为丘陵，坝址高于运河制高点的南旺分水口，且与南旺分水口的水平距离较近，可成功拦截汶水引至运道。戴村坝自南向北共3段，中间的窦公堤最高，北段的三合土坝稍低，南端主坝最低，其中主坝自北向南为玲珑坝、乱石坝与滚水坝。戴村坝依据不同坝段的高度和长度拦截西流汶水，使其转而向南抵达分水口。汶水流经时，可根据实时流量选择河道，碑文记载“水漫于坝，漫而西出，漕无溢也；水卑与坝，顺流而南，漕无涸也”。

小汶河为大运河的引河，连接了戴村坝与南旺分水口，“引”汶水进入运河水柜，补充水源。由于汶水水流湍急，且汶水与南旺湖之间高差过大，二者直线距离仅30 km。为减缓水流速度，降低对南旺分水口的冲击，小汶河在汶河故道的基础上进行了调整，使其更为曲折。南旺分水口与鱼嘴形似，因势利导，完成“分”的环节。汶水经由小汶河抵达运河时，在对岸设有迎水石䃗岸，以此减缓汶水冲击。部分文献提及石堤中部的河底为一石拨（尚未经考古发现），形为鱼脊状，通过石拨的位置与形状，用以调节南北分水的比例（图7）。乾隆为证实南旺分水枢纽分水流量的比例，曾进行试验，结果船只向南抵达韩庄需5 d，向北抵达临清需6 d，北南平均流速比为5∶6，并非传说中七分朝天子，三分下江南。此外，枢纽通过大量水闸调节水量，以便船只通行（图5）。其中以柳林闸、十里闸最为关键，可控制南旺分水。向北水量不足时开十里闸，关闭柳林闸，以水柜作为补充水源使船只行进。若向南水源紧缺，则开柳林闸，闭十里闸，补充南部水量。

7 南旺分水枢纽历史舆图The historical map of Nanwang Water Diversion Hub

8 金、元、明、清各代聚落分布变迁The settlements changes in Jin, Yuan, Ming and Qing dynasties

9 济宁城市聚落形态演变Jining city morphological evolution

“柜以蓄泉，门以泄涨”[16]为使南旺分水枢纽灵活调控水量，湖泊被设置为水柜与水壑，另外配合各类水闸，完成“蓄”“排”环节。南旺分水枢纽区域有众多小湖泊，其中，南旺湖为最重要的水柜。此外，为保障会通河北段的通行，安山湖也被设为水柜，与南旺湖、马场湖共同作用。三湖作为水柜起到了重要的补水与沉淀泥沙的作用，后期演变为北五湖，其中以南旺湖分成的南旺、蜀山、马踏三湖为主。根据地势高低，5处水柜中，蜀山、马踏、马场湖高于运河，用作蓄水，南旺湖低于运河，用作泄水。而安山湖原为蓄水所用，由于水源减少转为泄水所用[17]。“蓄”与“排”所用的水闸包括进水闸、积水闸和斗门（减水闸）等。其中，进水闸与积水闸用于“蓄”，“斗门”用于“排”（图6）。以南旺湖为例，丰水期运河水量充足，通过斗门将运河水放入湖中。枯水期运河水量不足，则通过进水闸将湖水倒灌入运河[18]。

3 南旺分水枢纽“共生性”的生态智慧

中国古代社会，水利与社会发展息息相关，社会、政治、经济等均与水利存在互动共生关系。大运河通航与沿线城乡聚落兴衰有着密切关系，在修建与管理过程中形成了协同协作的治水意识，同时也实现了国家对政治一统的战略布局，带动了华北平原地区的经济、社会发展，体现了“共生性”的生态智慧。

3.1 聚落共生——因河而兴，沿河布城

大运河的通航使人口向运河沿线集中，随着南北贸易往来和经济发展，沿线的聚落等级不断提高（图8）。人口在明清时期呈持续上升趋势。先秦时期，以曲阜为区域中心，至唐宋时期则以东平、兖州为中心。元明清时期由于南旺分水枢纽区域设置有重要运河管理机构，且船闸较多，船只行进速度较慢，周边兴起众多商业集镇，形成以“济州—兖州”为中心的聚落发展模式，且济宁开始作为城镇名出现。

明初运河贯通，济宁城址北迁，在运河的漕运及防御功能的影响下，形成了水绕城的城市格局，并成为一座商业城市，被誉为“小苏州”，热闹以至“不分昼夜”，运河两岸聚集有二三十家各地的商人会馆，产生了竹竿巷、瓷器胡同此类苏式手工作坊街巷，成为山东重要的产品集散中心。随着运河的发展，繁荣的贸易往来使得济宁城市格局跨河向南扩张，并沿运河向东西两侧延伸，包含南关外及东关在内的商业区街道，由康熙年间的32条增加至道光年间的147条（图9）[19-20]。南旺分水枢纽处作为运河之脊，行船困难，商贩多沿河售卖并等待通行，因此位于南旺分水口处的南旺镇处于南旺三湖的中心位置，城镇为不规则状沿运河布局，并向小汶河沿线拓展（图10）。作为运河沿线城镇，济宁城与南旺镇的道路肌理沿水展开，建筑临水而立，城镇肌理、风貌均与运河关联紧密。大运河贯通促进了南北方物资交流，使北方自给自足的农业社会体系发生了转变，农村聚落种植结构开始调整，由粮食作物转向棉花、烟草等经济作物。但济宁城、南旺镇因河而兴的特点使其对运河具有强依赖性，大运河衰落后，中国交通重心转向铁路，经济发展带也逐渐向铁路线靠拢，济宁与南旺也因河而衰。

3.2 协同管理——严格管控，区域协作

由于会通河段关乎大运河全线的畅通，且济宁处于运河全线的中心位置，元明清三代均将治河的最高机构设于济宁，管辖本区域内河务并负责大运河全线的整治工作，形成了区域协作的管理模式[21]。南旺分水枢纽工程相对复杂，管理机构须对运河主河道及泉源、闸坝等水利工程进行全方位监管，以保障漕运畅通。同时，为区域内权威的行政机构配备兵力以管控漕运法纪。南旺分水枢纽的建设出于漕运，促进了区域水网的连通，但在“重漕运，轻农耕”的治水思想下，往往选择弃农保漕[22]。干旱时大运河与农田均需要大量水源，为保漕运畅通，政府严守水源，无视百姓对于农田灌溉的需求；而丰水期为平衡运河水量，政府往往放水到农田中，使其受损[23]。

10 南旺三湖旧址范围与南旺镇城镇肌理The sites of Nanwang Lake and the urban texture of Nanwang Town

3.3 国家治理——财赋北进，政治一统

自秦汉时期起，水利便成为统治者维护政权稳定与国家统一的重要手段。其中，以漕运最为重要，朝廷以之为都城运输漕粮，为灾区发放补给，同时也为军事提供保障[24]。大运河贯通中国东部地区的水网，对南北方政治、经济、文化、军事的发展起到了战略性的支撑作用。大运河的产生源于国家经济中心与政治中心的分离，南北贯通后，“半天下之财赋，悉由此路而进”，大运河两岸商业关税占全国关税总量的90%。南方将粮食作物等运往北方，返回时则将农林作物运回南方，往返过程中沿途售卖，带动了两岸的商业发展。在国家战略的影响下，北方运河沿线城镇得以快速发展，但由于对运河依赖性强，经济相对脆弱，以济宁—临清区域为代表的运河重镇在运河衰败后便失去了经济重心的地位。

4 结语

习近平总书记多次对大运河文化带保护和建设做出重要指示，大运河的复兴应从历史文化遗产本体出发，从技术文化、制度文化、社会文化3个层面进一步探究其文化内涵[25]；要古为今用，深入挖掘以运河为核心的历史文化资源，同时号召中国人民始终发扬大运河伟大工程的创造精神[26]。作为大运河工程最复杂、建设难度最大的水利工程之一，南旺分水枢纽包含众多历史文化遗产，虽最终因黄河水患失去功能逐渐衰败，但其蕴藏的历史文化和生态智慧应该进行深入挖掘与弘扬。中国大部分古代水利工程地处南方，水量相对丰富，地形起伏，水利设施的运作多借助自然，因势利导。“运河之脊”南旺分水枢纽所处华北平原，地势平坦，降水匮乏，在选址和组织方面更体现了古人的生态智慧与生态实践。南旺分水枢纽在区域选址、枢纽组织及营造技术方面，以整体环境观为理念，遵循系统性原则，连通区域水系，主动适应并适度改造自然环境，构建梯级式功能网络和水利设施，实现通航。同时与周边城乡聚落形成了“因河而兴，沿河布城”的互动共生关系，通过严格管控和协同管理，确保漕运功能，从而实现财赋北进和政治一统的国家战略。南旺分水枢纽以整体环境观为指导，通过梳理水系构建科学的网络系统，并以区域协作共生作为管理机制，其规划设计及运作方式与当代生态规划方法有所契合。挖掘并归纳南旺分水枢纽蕴含的“适地性”和“共生性”传统生态智慧，使其重新焕发活力并进行现代转译，对构建和谐的人地关系与实践区域可持续发展具有实践指导意义。

图片来源(Sources of Figures)：

图1底图审图号：GS（2018）5572，参考《京杭大运河遗产保护与管理总体规划（2011—2030）》绘制；图2由作者绘制；图3根据参考文献[12]整理绘制；图4根据汪胡桢《整理运河工程计划》绘制；图5根据参考文献[8]及[19]改绘；图6根据参考文献[16]改绘；图7根据《山东通省运河泉源水利全图》改绘；图8根据张敬忠《济宁历史地图集》整理绘制；图9根据“济宁大运河与古运河交汇地区项目策划与城市设计”改绘。