不同历史时期，我国古代劳动人民为克服地形差异对大运河的影响进行过多方探索和尝试，其中最有效的措施是增大运河弯曲半径、修闸筑坝和设置水柜。

三湾顶一闸

由于复杂的地势而产生的水位差，是制约大运河修建和发挥作用的一大难题。大运河的建设者们设计出了一个又一个卓越可行的方案。如“三湾顶一闸”，便是杰作之一。大运河的不少河段都是七拐八折、弯弯曲曲的。许多人也许颇为不解地提出这样的问题：古人开挖大运河为什么舍近求远，不走直线呢？其实，这非但不是令人遗憾的败笔，而恰恰是独具匠心的绝妙之作。著名的“人工河曲”——扬州三湾以及德州至临清的一段弯曲运道就是为了消除地面高差、降低运道坡度、滞缓水流面而采取的工程措施。扬州三湾是古运河流经扬州附近的一段航道，起自扬州市东北郊湾头镇，蜿蜒西南流到长江的瓜洲渡而止。尽管直线距离不足23公里，可这段河道却拐成个“S”形的大弯，把河道延长到30公里。这种弯曲的水道不但增加了航行的难度，而且延长了航行的时间。

那么，古人为什么干这种“费力不讨好”的事呢？原来，古运河流经的扬州三湾地区，自从金正隆末年（公元1160年左右）黄河改道南侵泗、淮、涡、颍，夺淮河下游入海后，黄河的多次溃决泛滥造成泥沙淤积，改变了这一带原来南高北低的地势，构成了北高南低的三级阶梯，致使短短10公里的河段，高低落差竟达l5米。在如此落差悬殊的河段，如果开成直道，很难保证运河水面的平缓。我国古代运河的建设者们为了解决这一难题，经过不懈的探索和努力，终于找到了“截直道使曲”的办法，即顺应地形地势故意开出一条弯曲的河道，通过增加河道的长度，从而达到降低河床坡度以调整水位落差的目的。这同在高山上修筑盘山公路以降低山势坡度是同样的道理。看似十分简单的举措，却解决了调整水位落差的一大难题，堪称是运河水利史上的一大创举。这一办法，后来在开凿德州到临清一段运河时也被采用。即使当今正在实施的南水北调东线工程，也要采取修闸筑坝、分级送水的工程措施，借以解决地形差异的影响。

筑堰挡水

筑堰挡水，是运河建设者们为保证运河航行充足的水量和稳定的水流而精心构思的另一杰作。邗沟是沟通江、淮的重要河段。如何解决淮河水位低、邗沟水位高的水位差问题，是影响这一段运河通航的关键所在。聪明的古人采取了在邗沟入淮的交汇处筑堰的办法，终于使这一难题得到了圆满解决。这道名之为北神堰的大堰，位于楚州（今江苏淮安）城北五里的邗沟入淮口处，它的功能，就在于拦蓄邗沟之水以防止其过多地泄入淮河。这样，就解决了淮河与邗沟的水位差问题，保证了航道的畅通。除了北神堰以外，较著名的还有位于扬州市北的蜀冈的平津堰。

由于蜀冈一带地势较高，为了保证大船的通行，唐元和5年（公元810年）采取了凿深蜀冈附近运河的办法，结果造成了“河益庳，水下走淮”的不良局面。为了防止河水下泄，当时的水利专家李吉甫率民夫拦河筑堰（称为平津堰），堰成以后，实现了“以泄有余，防不足，漕流遂通”（《新唐书》卷五三）的目的。此外，在浙东运河上，也设有数道堰埭，解决了浙东运河沿途地势高低不平而在不同河段间存在的水位差问题。

鉴于堰埭过多，常常给航运造成不少困难（堰埭的高度一般仅稍高于水面，且呈人字坡面，小船过堰，须用人力牵挽；而大船过堰，则需用牛马来牵引）的情况，先人在实践中又创造了一种比堰埭更先进、更有效地解决河道水位差的办法——“复闸”，即今天广泛采用的“双船闸”过船方式。也就是说，在需要建闸的地段，修筑前后两闸，船行至时，闭后闸，开前闸，在两闸间或放水，或充水，以降低或提高水位，使闸中水位与前方河段趋于一致，然后打开前闸，让船只顺利通过。对于这种“复闸”，北宋著名科学家沉括曾记述道：“天圣中，监真州排岸司右侍禁陶鉴始议为复闸节水，以省舟船过埭之劳……自后，北神、召伯、龙舟、茱萸诸埭，相次废革，至今为利。”（《梦溪笔谈》卷一二《官政》）由此可见，最迟在北宋天圣（公元1023—1032年）年间，大运河上已出现复闸，从而扭转了船只过堰时“粮载烦于剥卸，民力罢（疲）于牵挽”（《宋史?河渠志》）的不利状况，大大提高了运河的航运效率。设置堰埭以调节水量、控制水位差，是中国水利史上的一项重大创造；而用复闸代替堰块，则是水利史中一项具有划时代意义的伟大进步，标志着我国水利工程技术已达到了一个相当高的水平。西方直到13世纪，才在荷兰出现了简单的船闸。

泉水当作水源

在大运河的开凿过程中，还有一个极大的“拦路虎”——水源不足问题。为了解决这一难题，中国古代水利科学家又一次地显示出非凡的才智和创造力。通惠河是元代大都（北京）至通州间开挖的一条重要运河，是南粮北运抵达大都的关键河段。应该说，以当时的生产力水平开凿这样一条不太长的运河是比较容易的，但如何解决通惠河的水源，并选择一条可以克服自然条件限制而取得丰富水源的路线，从而确保通惠河充分发挥其航运效益，则是一个天大的难题。由于地理和气候的原因，坐落于华北平原北端的北京，地表水一直比较缺乏。本来，从北京城西奔流而下的永定河应该是理想的水源地，但是由于永定河泥沙含量大，水质浑浊（历史上曾称浑河），大量的泥沙淤积极易引起河道淤塞。同时，桀骜不驯的永定河还时常洪水泛滥，是一条殊难控制的河道。因此，必须另觅新的水源。

元朝杰出的水利工程专家郭守敬，经过查勘调研，终于在北京西北山麓的昌平一带发现有许多泉水可资利用。但是，在大都和昌平之间有沙河和清河两条河谷低地，对于引水到大都形成了两道难以逾越的障碍。郭守敬经过实地考察和精心勘测设计，终于选定了一条避开障碍的理想路线——从昌平东南白浮村的神山泉（海拔55米）起，开渠引水西行，然后大体沿50米的等高线转西南而下，避开了沙河、清河的河谷低地，并在沿途拦截沙河、清河上源及西山山麓诸泉之水南行，再向东南注入瓮山泊（今昆明湖）。为了保持充沛的水量，沿渠又修筑了著名的白浮堰。水源问题的解决，为通惠河的航运畅通发挥了关键作用。这一引水工程的建设，充分显示了当时高超精密的科学技术水平，直到今天仍令人叹服。

再如明洪武24年（公元1379年），黄河在原武（今河南原阳境内）决口，夹带大量泥沙而下的洪水将大运河的重要河段会通河淤塞。为了打通淤塞的河道，明朝廷于永乐九年（公元1411年）下令疏浚会通河。但在疏浚中遇到了水源不足这个极大的难题。正当疏浚工程的官员苦无良策的时候，山东汶上老人白英（当时著名的农民水利专家）雪中送炭，献上了一个“借水行舟”的计策，即在大汶河上建一大坝（戴村坝），迫使汶水流向西南，注入地势最高的南旺湖，作为济运的主要水源，并在分水口南北建闸控制，使其四分南流，经由济宁注入徐州一带的运河；六分北流，注入会通河和御河。同时，在相应的河段修闸以调节水位；在南旺分水口周围的湖泊洼地设置水柜，以蓄潴来水作为调节水源。工程实施后，顺利地解决了会通河的水源不足和穿越黄河的水位差问题，使会通河500多年来一直畅通无阻。这一绝妙的设计，堪称大运河建设史上的又一经典杰作。

闸化运道

“闸化运道”，是解决地势起伏坡度较大地段运河通航的又一创举。京杭运河素有“闸漕”之称。自唐代在运河过江河处设斗门以节宣泄始，至元、明两代在京杭运河上修建了许多闸坝以供调节水量，形成了一套完整的系统。在会通河的设计、施工中，为了使运河顺利地通过横亘在航道上的大清河（为黄河故道，是一条远远高于地平面的悬河），著名水利专家韩仲晖等人经过反复查勘分析，提出了开建新渠、引汶（水）绝清（河）的方案。即在冈城以下，充分利用泰山西麓地势较高的条件，使汶水保持稍高于大清河的水位，绕道北行，积潴于安山，从安山山脚筑闸开沟引入寿张县境内的大清河，再堵绝大清河，迫使河水向北注入通往临清的新沟。鉴于这一带坡降较大的地形特征，为防止泄水过快致使运道浅涩，采用了建造节水船闸的办法，使南来北往的船只逐闸浮升，顺利“爬”过大清河。在地形变化较大的地方和重要码头，则用两闸或三闸串联，组合成一个有机的通道。这就把两闸之间的河道变成了大闸厢，利用两端闸门的启闭控制，保持了运河水位的平衡，实现了梯级通航。据记载，元代从济宁到临清100公里的航道上，共设置船闸30余座，起到了与现代船闸大体相同的通航作用。

协调与黄运的关系

在大运河与黄河的关系上，大运河的建设者们也进行了艰难的探索。为了克服黄河河道的变迁和冲决泛滥对运河的影响，明清两代的水利专家先后采取了引黄济运、遏黄保运、避黄保运等措施协调黄运关系，其中遏黄保运的措施取得了较好的效果。此外，在黄运交汇处的治理措施上，提出的蓄清刷黄，以使黄、淮、运三者之间暂时平衡的经验，对我们今天治理开发黄河和京杭大运河仍具有重要的启迪作用。

大运河开凿史上的水利杰作比比皆是，除了以上所列之外，还有如利用天然河道作为大运河有机的组成部分，既大大减省了开凿新河的巨大投入，减轻了人民的劳役赋税之苦。再如利用散布在大运河两岸的湖泊作为“水柜”（如明清时代在山东鲁运河和江南运河设置的安山湖、南旺湖、微山湖、练湖等水柜等，为京杭运河的水源调节起到过重大作用），巧妙地解决了一些河段的水源问题，等等，无不显示出运河建设者们的非凡智慧和创造力。

总之，就大运河工程本身而言，即使用现代科学技术来衡量，亦非轻而易举，其线路设计、处理黄运关系、调集水源、天然河湖的利用与改造等方面，至今仍有重要的借鉴意义。（大运河申遗网 整理）