大运河水利历史营建智慧及人居环境建设的启示——以杭州上塘河为例

汪天瑜，赵 赞，吴晓华，吴京婷，陈 琳

(1.浙江农林大学 风景园林与建筑学院，浙江 杭州 311300；2.中国电建集团 华东勘察设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

水映照万物，滋养文明，古往今来，人类文明的诞生与发展都与河流有着密不可分的关系。在除害兴利的动机下，历朝历代都会建设大量水利工程来发展航运、治理洪水。上塘河作为大运河世界遗产的重要组成河段，经过数千年的水利建设实践，留下了大量水利工程历史遗产，蕴藏着宝贵的物质和精神财富。然而在实践中，水利的建设多以实现水利工程目的为单一导向，缺少与城市人居环境的充分结合。本文通过分析上塘河历史水利工程营建内容，提炼上塘河水利历史智慧，在现代城市水利建设及大运河历史文化遗产保护开发大背景下，总结水利在人居环境建设视角下的积极意义与融入策略，以实现水利与城市人居环境的有机结合，让古人的水利智慧在当代人居环境的建设中实现延续与发展。

1 上塘河水利发展历史

上塘河是杭州历史上最早的人工河道，起源于秦始皇东巡会稽返程途中征伐囚徒、民夫、士卒等开凿的“陵水道”。隋大业六年(610年)，隋炀帝在历代运河基础上，拓宽开凿了江南运河，运河出嘉兴向西南经石门、崇福后的长安、临平至杭城北段便是今日上塘河之水道[1]。唐代由于水源短缺，上塘河一度淤塞难以通行，后经杭州刺史白居易引西湖与临平湖水入河，重新成为杭州与北方的水运交通干道。建炎南渡后，上塘河成为南宋都城临安最重要的一条生命线。其西起德胜桥东，经长安镇转东南，抵海宁县城，形成今日的水道走势(图1)。

图1 南宋上塘河

元至正十九年(1359年)，张士诚占领杭州期间为方便水军粮草通行，“以旧河为狭”为由，召集二十万军民，历时九年，“自五林港口，开浚至北新桥，又南至江涨桥，河广二十余丈，遂成大河，因名新开河”[2]。从此苏杭之间的水运干道线路由上塘河转移到新开运河，上塘河开始走向衰落。明清两代至民国，上塘河虽已沦为江南运河的支流(图2)，历代对其进行过数次疏浚，但还是数次淤塞干涸。新中国成立之后，人民政府在上塘河沿线建设了一系列水利工程，2014年上塘河作为大运河杭州段重要组成部分申遗成功，展开了新的篇章。

图2 南宋上塘河海宁段

2 上塘河历史水利工程概况

治水是封建社会农业经济发展的重要物质基础，更是维护社会政治稳定的关键，历代对水利工程的建设都非常重视。在悠久的发展历史中，上塘河沿线修建了大量的水利及配套工程。调查上塘河历史水利工程的基本情况，是客观分析其历史智慧，进而获得对当今水利景观建设启示的基础。通过现场调研与历史文献查阅，按照其功能形态，将其分为3类：驳岸工程、闸坝工程和配套附属工程。

2.1 驳岸工程

上塘河作为人工开凿河道，驳岸是巩固河道两侧自然土方，沿其边坡修筑的重要水利工程。受技术水平和经济条件影响，宋代以前上塘河多为土质驳岸；宋代开始采用青砖和条石构筑驳岸，并沿河铺设纤道。上塘河古纤道由艮山门至海宁，长数百里，后因沿线村民建造房屋需要材料，将纤道青石板逐步拆除移作他用，今仅存总长20余米的遗址。纤道由长1.5 m，厚40 cm的青石板铺成，平日里没于上塘河河水之下，仅枯水期水位较低时才会显现。元代法典《元典章》规定：“河渠两岸，急递铺道店侧畔，各随地宜，官栽植榆柳槐树，令本处正官提点，本地分人护长成树。”[3]在漕运河道两岸栽植树木并派专人管护，以此巩固河堤，防止两侧滑坡阻塞河道，兼顾改善河道水质及周边环境。

2.2 闸坝工程

上塘河是江南航运干道，在亚热带季风气候影响下降水季节性明显，因此水患频发。为防洪蓄水、以利通航，历代人民在上塘河上建设了大量水闸堰坝来调控水源。闸坝工程主要分布河网交汇处，建设年代多在宋至明清，结构主要包括单式闸与复式闸，建筑材料前期以木质为主，后期逐渐转变为石质。根据清光绪十九年(1893年)《浙江全省舆图并水陆道里记》[4]记载，清朝末年上塘河杭州段共有19处闸坝工程，海宁段共有6处闸坝工程(图3)。截至今日，仍有石灰坝、善贤坝、临平石笕、永宁闸、长安闸等闸坝工程遗址存留(表1)。

图3 清代上塘河工程点公布图

表1 上塘河现存历史闸坝工程

2.3 配套附属工程

为配合水利工程的建设与运行，保障航运交通等功能，上塘河沿岸建设了一系列配套附属工程，包括桥梁、码头及附属建筑。桥梁主要位于杭州城北水系交汇处及临平镇中，多为采用纵联分节并列砌置法的单孔石拱桥。根据清光绪十九年(1893年)《浙江全省舆图并水陆道里记》[4]记载，清朝末年上塘河杭州段共有13座桥梁，海宁段共有26座桥梁(图3)。截至今日，有东新桥、欢喜永宁桥、衣锦桥、赤岸古埠、桂芳桥、隆兴桥、虹桥等存留。

3 上塘河水利历史智慧溯源

3.1 联合运行的系统智慧

为克服自然条件阻碍，更好地利用水道资源，上塘河水利工程通过各要素的联合运行实现水利目标，其中海宁长安闸坝工程便是例证之一。其始建于唐贞观年间，经宋、元两代改建完善，形成了三闸两澳加一坝的复合航运枢纽。三闸两澳部分通过闸门、斗门及翻水车的联合运行，逐级调节水位，实现上下游通船；一坝是指于并行水道上另设船坝，依靠畜力转动绞盘，牵引下河的船只翻坝进入上河。三闸两澳转运耗时颇久，需累积一定数量的船只后一起通行，故以大型载货船只为主要服务对象；而船坝较为灵活便捷，主要用于小船空船或运期紧迫的船只。过闸与翻坝两种不同的模式，分别在两条不同的并列水道上进行[9]。

长安闸坝工程利用精巧的工程设计将上塘河与崇长港水位高差集中到一处之后分级控制，通过克服上下游河道水位差，使得航运水位能平稳过渡。并且，该工程建立闸坝并行的联合通航系统，根据船只运载量大小和紧急程度分开通航，实现了航运交通的“分流”，缓解了往来船只繁忙的压力，优化了航线的时间与成本，使航行条件得到极大改善，体现了古人联合各工程要素运行的系统智慧。

3.2 持续有效的制度智慧

在建设的基础之上，制定持续有效的运维管理制度是保障水利工程持续运行不可或缺的部分。通过对历代文献法规的整理，其制度可总结为3类：用水调节制度、疏浚保洁制度和工程运行制度。

3.2.1 用水调节制度

唐代以来经济中心逐步南移，江南地区人口迅速增长，据《旧唐书·地理志》记载：贞观十三年(639年)至天宝十一年(752年)，杭州五县人口由153 720人增长到585 963人，近3倍之巨。为满足粮食需求，上塘河沿岸开展了大规模围湖造田运动，农业和航运用水产生了巨大的冲突。唐代白居易在主政杭州期间，制定“准盐铁使旧法，又须先量河水浅深，待溉田毕，却还本水尺寸”[10]的规定，官府设立专人于灌溉前测量水位，灌溉结束后引西湖或临平湖水入河，恢复航运水位，开创了动态的水位调节制度。

在航运与农耕生产的用水次序上，唐代规定，“凡水有灌溉者，碾硙不得与争其利”[11]；明代在此基础上进行了深化，“硙碓不得与灌田争利，灌田不得与转漕争利”[12]，形成了中国古代漕运—灌溉—碾硙的三级水权法规。

3.2.2 疏浚保洁制度

上塘河是人工河道，且土质松软，因此极易淤积，需及时疏浚。南宋绍兴四年(1134年)，朝廷派两浙路役兵厢军负责上塘运河的疏浚工作，并规定“得遗阑物者以十分之四给之”[13]，将工程中开挖河道所得财物2/5用于个人奖励。这一措施在兴修水利的同时减轻了民众徭役，并通过物质奖励激发工程人员的积极性，客观上实现了政府、社会与工程人员三赢的水利工程建设制度。

宋元以来沿河人口益多，居民在生产生活时常将粪土瓦砾等生活垃圾倒入河中，更有甚者“利于得地，增叠基址，规占河道”[14]。为禁止这一现象，政府出台法令，对倾土填河者予以严惩，从立法层面杜绝了居民对河道的污染和侵占。

3.2.3 工程运行制度

在河道及水利工程的维护上，明代有着“岁加修葺，勿令圮坏”[15]的规定，做到了按时按需维修堤坝。同时，对不同类型闸坝的建设机制也做出了相应的规定[12]，实现了工程的规范化建设。在运河沿线根据实际需要，设立了7种专业服役分别负责[16]，做到专人专用，各尽其责，实现了人员的专业化分类管理。

在工程日常运行方面，明清两代政府均以法令形式予以规范，并刻碑立于闸坝之旁。清光绪八年(1882年)于长安坝旁设立的《新老两坝示禁勒索碑》对大小船只过坝费用进行了明确的规定，禁止高价勒索、故意刁难，是闸坝管理制度的现存例证。

3.3 因地制宜的生态智慧

以《浙西水利备考》中“仁和县水道图”为文献基础，通过历史地图解译法[17]的分析，经历代建设，清代时上塘河杭州城北至临平段共有17处闸坝工程(图4)。工程群落的建设展现出古人因地制宜、因势利导的生态智慧。首先是在自然层面上的“除害”，上塘河临平段西北有皋亭、黄鹤、黄山、桐扣、龙驹、临平山6座横贯东西15 km的山体群落，南侧则为杭州湾海水退去遗留下的海迹湖——临平湖，整体地势呈北高南低之势。雨季群山汇水，形成多股支流冲击河岸，对沿岸农业生产、航运交通造成巨大危害。闸坝群落在雨季通过截流阻水，减少支流的径流量，以缓解上塘河驳岸压力，并通过渠道将多余河水排入临平湖；旱季开闸放水，将所蓄水源调入上塘河，以保障航运畅通及沿线农业生产灌溉。在社会经济层面上则以“兴利”为目的，杭州城内运河自城北出分为上下塘河两路，途径临平一带，水系复杂，通航条件不佳。通过这些闸坝工程调节水位，可以使上塘与下塘两河节节流通，完善了杭州城北的航运网络，体现了从场所出发，结合生态环境与社会经济发展需要的耦合设计理念。

3.4 人水共生的人居智慧

聚落伴水而生，因水而兴，河流两畔聚落地发展轨迹往往伴随着时代的脚步。上塘河从隋唐开始，因经济中心开始南移得以逐步发展；南宋时期因定都杭州从而达到繁荣鼎盛，沿线商业重镇临平、长安也与上塘河一起。兴起于唐，繁荣于宋，一直延续至今。元代江南运河杭州段设有6处水站，上塘河上的重要商埠赤岸站、长安站位列其中，每站设有30只船、30户正式工役及数百户雇佣工役[18]。运河水利工程的修建与运行需要大量的人口支持，水利工程的修建、航运驿路的繁荣带来了人群的聚集，而人群集聚又促进了水利工程的兴建和商贸的繁荣，两者是互相影响、互为因果的关系。在互动过程中，城镇聚落的生成与繁荣成为必然[17]。水利工程的建设在发展航运与农业生产的同时，也带动了沿线的人居聚落的形成。

除了沿岸的人居聚落，上塘河还为地域景观生成提供了良好的自然条件。通过历史地图解译法[11]对《皋亭山志》中临平图进行分析，清代上塘河沿岸存有“临平十景”：萧桥望月、苏村桃李、断山残雪、宝幢叠华、安平晚钟、白洋渔唱、段滨观梅、许庄红叶、枫林夕照、鼎湖玩月(图5)。上塘河与其周边的山水骨架和人文历史经过历代发展，共同构成了独特的地域景观。水利通过对社会发展的促进，完善了聚落结构，也美化了人居环境。

图4 上塘河闸坝群位置

图5 临平十景位置

4 人居环境视角下的水利建设启示

现代水利在科学理论和工程技术上虽然已经有了极大地提升和发展，但通过对上塘河水利历史智慧的分析，我们仍可以从中提取出经久不衰的历史经验。本文从人居环境建设视角出发，结合现代科学技术和时代发展要求，融古通今，总结出4个方面的水利建设启示。

4.1 打造功能复合的水工景观

通过对上塘河水利联合运行智慧的分析，结合新世纪以来城市化进程快速发展背景下市民对于户外休闲游憩需求迅速增长这一时代特征，可以发现，水利作为人类文明的重要组成部分，在承担着防洪排涝等功能性要求的同时，诞生了与景观结合，成为居民观景休闲空间的新目标，对传统水利工程在景观层面的综合开发已成为改善人居环境的重要举措。在当代水利建设实践中，应跳出视野局限，从单一满足功能性的目的导向，向水利与当地人居环境融合发展的角度进行转变，实现防洪排涝、生态保护、景观休闲、历史传承等多种功能的有机融合。对有条件开放的水利工程应融入更多功能性质，通过对其外围空间结构的设计和改造，协调水体、植物、滨水空间、绿道和各类配套设施等各类风貌要素之间的关系，融入景观、文化、休闲、通行、科普等功能。通过营造宜人的景观环境，将传统单一功能的水工建筑改造成内容丰富、功能合理、具有文化魅力和活动吸引力的开放场所(图6)，打造功能复合的水工景观。

图6 水利工程景观化综合提升

4.2 建立动态完善的监管系统

除了在物质层面上的工程营建智慧，上塘河水利历史还记录了古人在制度系统层面的先进思想。在现代水利的建设过程中，应统筹设计、建设及后续运行各环节，同时联合水利、生态、规划、城建、交通、园林绿化等相关部门，建立多部门协同体系，从不同角度对水利的建设提出建议、策略和标准。在运行管理上则可以运用现代智慧技术，推进水利基础设施的智能化提升改造，实现水文监管系统与“城市大脑”等城市综合智慧管理系统的互通互联，让水文环境变化能动态反映到城市人居环境的建设过程中，实现水利与人居环境建设的良性动态循环。

4.3 营造生态健康的水域环境

通过对上塘河水利工程生态智慧的分析，可以得出在人居环境背景下的水利建设应坚持因地制宜、保护环境的原则。在工程选址方面，贯彻生态文明思想，坚持对水资源的保护性开发，可通过GIS等软件对生态环境敏感性进行分析，选择既能达成水利目标，又能减少对生态环境影响的工程营建位置。在工程建设方面，应坚持生态为先，尊重河湖水体的自然本底，通过加装过鱼设施、河湖近自然化改造、建设生态护岸等方式，恢复河湖自然消落带，修复动植物生境，打通生态廊道，改善生物多样性。通过降低水利工程对自然生态的负面影响，营造生态健康的水域环境。

4.4 实现水利的人民共建共享

历史上上塘河水利的建设发展与沿线人居聚落的繁荣形成了良性互动循环，这对当今水利在人居环境中发挥积极作用有着积极的启示。现代水利工程往往较为独立，缺少与人和社会环境的互动联系，可以通过对水利在景观、历史文化等层面的综合改造提升，让水利工程积极参与到城市发展中，扩展其在社会、经济层面的功能。同时可利用移动通信、大数据及3D模型等现代科学技术搭建公众参与平台，向公众展示水利设计模型及日常运行状况，拓展公众参与渠道，实现水利建设的社会参与，打造全民共建共治共享的治水新格局是水利建设的最终目的。

5 结 语

上塘河水利两千余年的发展历史凝结了古人无数的历史智慧，可以说上塘河不仅是历代交通航运的重要水道，而且更是京杭大运河南端终点的历史见证。在大运河历史文化遗产保护传承和现代水利建设背景下，总结上塘河水利历史智慧，结合现代科学技术和时代发展要求，从人居环境建设视角出发，提出水利应突破传统局限，在多个方面实现水利与城市人居环境的有机结合，让传统水利智慧得以延续与发展。