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一、传统灌溉工程类型在现今的传承
中国国土广袤，地形地貌多样，气候变化万千。既有逶迤起伏的丘陵山地，又有一望无际的平原；既有壮阔的高原，又有缓坦的盆地；既有西部内陆干旱半干旱区，又有东部季风湿润区。为适应各地水文、地理等自然条件的复杂性，古代人民创制了多种多样的灌溉工程类型，如引水渠道、陂塘堰坝、陂渠串联、圩垸、井泉、坎儿井、御咸蓄淡等工程类型，这些工程类型在现今皆得到了继承。可以说，我国当今的灌溉工程类型基本是古代创造而传承下来的。
引水渠道主要修建于北方平原地区。北方平原面积广大，因干旱少雨，河流密度不大，古代往往修建长距离的引用河水的灌渠工程。渠首处如河中水位过低不能满足自流入渠流量要求，则建拦河坝抬高水位引水；如河中水位和流量能满足灌区要求，则采用无坝引水型式。有坝引水最早的有战国初在今山西太原晋水上筑坝建的智伯渠，及在今河北临漳建的漳水十二渠。无坝引水有公元前256—251年间在今四川灌县建的都江堰等。又因北方含沙量大的河流多，我国很早就引多沙河流进行淤灌和放淤，做到同时利用水、沙资源，既灌溉作物，又改良盐碱地。漳水十二渠和公元前246年兴建的关中郑国渠皆引浑水灌溉，把大片盐碱地改良成了沃田。建国以后，有坝引水和无坝引水灌渠发展很快，如陕西省，截至2000年底，全省有效灌溉面积达144.93万公顷（主要为渠灌），新疆省干、支、斗、农四级渠道长30多万公里[1]。在利用多泥沙河流的水沙资源方面，建国以后成就很大，还打破了自明清以后不敢引用黄河下游水的“”，进行引黄淤灌和放淤。目前，黄河下游已建成各类引黄灌区100多处，灌溉面积达到3000万亩，每年引用黄河水量100多亿立方米，利用黄河水沙放淤改土300多万亩，发展水稻田120多万亩，使盐碱沙荒地变成了良田[2]。
陂塘堰坝主要建于南方山丘区。南方丘陵山区，雨量充沛，但水流容易流失，干旱是农业生产要解决的主要问题。为此，古代劳动人民因地制宜，创造了多种类型的陂塘堰坝蓄水工程，起到滞洪蓄水的目的。有在溪流上筑坝拦蓄水流的灌溉工程，称之为“堰”、“坝”、“陂”、“堨”等；有在平地凿池，或在谷口及高地水所汇归处筑堤，就地潴蓄雨水的，称之为“塘”或“荡”。又平原地带筑坝拦蓄水的工程现称为平原水库，利用天然山丘间的沟谷洼地蓄水的工程现称为山谷水库。大型陂塘工程以公元前600年左右楚国在淮南修建的芍陂为最早，两汉时汉中、南阳、汝南地区陂塘工程很是发达，著名的山谷水库有马仁陂，平原水库有六门陂、鸿隙陂等。东汉时进一步向南方发展，浙江绍兴的鉴湖、余杭的南湖工程规模都很大。之后三国孙吴在江苏句容兴修赤山湖，西晋建丹阳练湖和新丰塘等。当时能因地制宜规划布置陂塘，巧妙地利用地形兴建平原水库或山谷水库，布设堤坝、水门和溢流设施，形成完整的蓄水工程体系。还创造了陂渠串联工程类型，以对水资源更充分地加以调节利用，增加灌溉面积，提高灌溉保证率。建国后南方山丘地区大量兴建陂塘堰坝工程。如1952年仅四川内江地区就累计新修和整修堰塘5万多口。因平塘占地多，工程量大，总蓄水量不多，为此当地积极想法改进技术。1953年9月西南水利局组织基点工作组前往长寿县，经查勘，在葛兰场不远名叫“锁口丘”的地方，修建了当地第一口“山湾塘”。该地形肚子大，出口小，上面有较大集雨面积，下面耕地可自流灌溉。于是利用三面高一面低的地形，在低的一面修筑土坝，长40米，高3米，形成堰塘。此土方与蓄水的比例为1：10，比平塘1：1提高10倍效益。此后四川省水利厅将长寿县修筑山湾塘的经验向全省介绍。到1954年底，全省共建成各级“示范塘”1293口。1955年，“示范塘”迅速发展到17796口。到1985年，全省已有山湾塘61.11万口，可蓄水261769万立方米，有效灌溉面积715.48万亩[3]。
陂渠串联工程古代多建于淮河、汉水流域，工程布置多样[4]。这种工程类型建国后称之为长藤结瓜式灌溉系统。工程主要在南方丘陵山区修建，规模从小型发展到大型，从小网联成大网，从开发小河流到利用大河流，从一个河系发展到与几个河系相连。如安徽淠史杭灌区，自1958年至1982年，在淮河水系的淠河、史河及长江水系的杭埠河的上游建成佛子岭、响洪甸、磨子潭、梅山、龙河口5座大型水库，这些水库成为多首制渠首，又沿岗峦起伏的分水岭修建总干渠2条，干渠13条，以及分干渠和支渠358条，沟通了数条大河，灌区内修建中型水库23座，小型水库1100多座，连同塘坝21万多口，以控制灌区内的地面径流，灌区内流域之间水资源通过库塘和渠道可得到调配，使安徽的六安、霍丘、寿县、舒城、合肥等11县市和河南的固始、商城等县的广阔丘陵和平原900多万亩农田受益[5]。
圩垸水利工程主要分布在南方沿江平原、湖区、下游三角洲及滨海地区。这些地区地势平衍，河湖密布，土地肥沃，水土资源丰裕，但易被水淹，沮洳下湿，极大地影响农业生产的进行。唐宋后，大力开河筑圩，排水御洪，兴建独具一格的水网圩田工程，把卑湿的“涂泥”之地，建成富饶的鱼米之乡。如太湖平原唐后期至五代时已建成规整的塘浦圩田水利系统。鄱阳湖区唐代已兴修较大规模的防洪堤防工程，至清光绪六年（1880），鄱阳湖滨南昌、新建、星子、九江、都昌、波阳、余干、进贤八县共有圩堤591所。建国以来，太湖平原继续加强浚河筑圩工作，完善水网圩田系统。鄱阳湖区新建和整修了圩堤501座，堤线长2500公里，保障农田500万亩，能抗御21.71米（1983年最高湖水位）的湖泊洪水位；湖区原有易涝面积330万亩，经治理，使200多万亩农田达到五年一遇以上的抗涝标准；还初步形成了一个大中小，蓄引提相结合的水利灌溉系统，使湖区农田的有效灌溉率达到80%以上[6]。
凿井提取地下水灌溉，在地表水缺乏的北方地区很是重要。我国新石器时期已开始浚泉凿井，春秋战国时在园圃中凿井灌溉已较普遍，之后不断发展，到明清时期华北平原已形成大范围的井灌区，水井型式多样。20世纪50年代，广大农村用于灌溉的水井大部分仍为土井，如华北平原建国初期有各种土井200多万眼。20世纪60年代以后，灌溉土井渐被机井所代替。进入80年代以来，个体户承包和联户经营责任制的发展，使得各种土井又发展起来。据1982年调查，仅天津、河北沧州、衡水等地区就有各种土井几十万眼。如沧州青县，1982年有真空井6100眼，人工手压井2000眼，各种大口土砖井5000眼；南皮县有手压真空井4500眼，机带真空井4054眼，砖井358眼[7]。土井主要开发浅层潜水，潜水埋藏浅，雨水易渗入补给。而机井开采的是深层地下水，靠自然补给时间长。目前华北地区的京、津、河北省、河南省北部、山西省中东部已形成联成一片的大范围的地下水漏斗区，这是过量开采深层地下水，补给不易产生的重大问题。而开采浅层潜水一般不会引起地下水漏斗区。又浅井开采潜水后，降低了地下水位，有利于防止土壤返盐，改良盐碱地的效果显著。开采潜水井浅，技术较为简易，所费资金不多，农户可自行管理应用，经济上支出节省，适于小农经营。
此外，古代新疆吐鲁番、哈密等地开凿独特的引取地下潜水的坎儿井，东南沿海防御海潮袭击的海塘工程，及其他御咸蓄淡工程类型在现今也都得到了继承和发展。二、传统灌渠工程技术的继承和发展
我国古代灌溉工程技术是我国人民在实践中自行创造的，适应了各地的自然地理条件，因地制宜，类型多样，内容非常丰富，不少工程技术在现今得到了继承和发展。
传统灌渠工程技术的继承和发展主要体现在以下一些方面：如建国后都江堰灌区认真总结了兴建无坝引水灌渠的传统技术和传统施工技术经验，使这些技术更加发扬光大。水利部和水利水电科学研究院曾组织人员对溢流过水土坝的传统技术进行研究和推广，取得实质性的突破。又渠道防渗技术各地多利用当地材料发展传统技术。传统淤灌和放淤技术在继承的基础上也得到很大提高。成都平原的都江堰，建于战国后期，是闻名于世的渠首为无坝引水的工程，在长期的岁修管理中，积累了丰富的引水、防洪和排沙技术经验[8]。而防御洪水和清除泥沙是世界水利学界公认的两大技术难题，都江堰却破解了这些难题，创造了世界水利史上的奇迹。其技术经验在多方面得到了继承。一是灌区各分水口广泛利用鱼嘴分水分沙，布置旁侧溢流堰（飞沙堰）泄洪排沙。如1962年修建的锦水河分水工程，在蒲阳河石坝子引水处，先在河中心修筑鱼嘴，将蒲阳河分成左支清白江，右支锦水河，汛期蒲阳河洪水流量为800—1200米3/秒，锦水河可分洪300—400米3/秒，而锦水河分干渠只能进50米3/秒，多余的水量则由设在鱼嘴以下600米的溢流堰泄回清白江，其工程布局与都江堰渠首工程的格局很相似。二是利用弯道环流原理，把进水口设在河道的凹岸，引取清水。都江堰渠首这种布置方式在灌区得到广泛的应用。如1962年所建蟇水河引水工程，引水比很小，采用无坝引水方式，修筑了弧形导水堤，形成较稳定的凹岸，在凹岸顶点稍下游处建进水闸，推移质沿主河槽左侧凸岸排往下游，进水口一直没有被淤。四川省当今修建的无坝引水灌渠是很多的，其工程技术深受都江堰无坝引水工程技术的影响。如果河道的水位和水量不能满足灌区引水要求，则需要建闸坝抬高水位或形成水库取水。传统技术所筑的坝一般为土石坝、堆石坝和砌石坝。1949年建国后，在水利水电事业建设中，坝工建设有很大发展，到1990年已经修建82900多座水坝，在这些大坝中，土石坝占绝大多数。已建的2680多座30米以上的高、中坝（坝的用途包括引水、蓄水、发电等），土石坝约占80%，砌石坝约占14%，混凝土坝约占5%[9]。采用土石坝可以利用当地材料，节省工程量，这是我国最早修建，并得到广泛应用的坝型，目前在中低坝中仍大量采用土石坝，说明传统坝工得到较多的继承和发展，特别是对过水土坝的研究和应用，成绩较大，体现出传统坝工技术持久的生命力。
在今湖北省荆门市北部的仙居河上，有一座建于同治十三年（1874）的赵家闸灰土护面过水土坝[10]。该坝由当地乡民修建，建成100多年来，经历无数次洪水过流，1935年坝顶过流水深达3.9米，竟未被冲毁，大坝至今依然完好，能使两岸3000亩农田受益。赵家闸坝高8米，坝顶长47米，基础为板状砂岩，坝身由粘土夯筑，外包1米厚灰土夯筑层。这种由夯实粘土外包灰土保护层作为河道滚水坝的独特建筑方式，国外从未见有报导。除赵家闸外，百余年前兴修的过水土坝还有湖北荆门黄鲍闸，此闸建于1859年，坝高5米，1935年大水堰顶水深达3.9米，未冲毁，至今仍安全运行。此外，山西平遥梅槐头、黎基坝等也是过水土坝，这些坝都较低，只有5—10米高。
受古老过水土坝的启示，1958年，清华大学应届毕业生组成过水土坝设计组，对过水土坝进行不透水面板的试验，肯定了这种坝型的优点，还提出修建时要注意的技术要求。1975年8月，河南发生暴雨，使50年代治淮工程建成的两座水库——板桥和石漫滩土坝漫顶。于是土坝过水问题被再度提起。水利水电科学研究院对许多省市进行土坝过水的调查，发现1958年后不少地方按清华大学的办法修建的过水土坝，经多年洪水考验，运用良好。从1975年起，吉林、安徽还修建了沥青材料护面的过水土坝。1980年10月，水利部委托吉林省召开土坝过水经验交流会，将各地经验进行交流。1983年水利水电科学院在室内试验的基础上，先后在山西省岚县上明水库和内蒙古东胜市武家沟建成两处灰土水泥土过水土坝，经历数年风化冻融和几次较大洪水的考验，工程完好无损，节省工程造价1/3以上。可见，我们祖先创造的灰土溢流坝具有很大的现实意义。据了解，国内已建成的各类坝中，90%以上是土坝，而其中66%没有泄洪建筑物。因此，让土坝的一部分过水，或在已建成土坝上加修溢洪道，也是很现实的课题。故而传统的过水土坝工程技术仍有发扬之必要。
传统施工技术以宁夏引黄灌区的草土工程（俗称“埽坝”、“卷埽”）和都江堰的杩槎、竹笼、干砌卵石等工程最具特色。宁夏引黄灌区，在1960年青铜峡枢纽建成以前，均为无坝引水，灌区普遍使用草土筑坝。如春季岁修，用草土封堵渠口，再进行修浚；用草土修筑渠河护岸，及桥、涵、闸、斗和护坡；修筑临时性的拦水坝等工程。元代宁夏水工修筑埽工已很出名[11]。灌区千百年来，草土工程一直应用于各种渠道工程。它具有就地取材，造价低，技术简便，施工快，稳定和防渗漏性好，抗震性强，对基础清理要求不高，及拆除容易等优点。建国以来，宁夏引黄灌区的草土工程，在各地大型水利水电围堰工程上相继使用。如1956年修筑甘肃省兰州市供水厂，其进水口黄河围堰工程首次使用草土工。之后，刘家峡、盐锅峡、青铜峡、三盛公、陕西省石泉石门电厂汉江进水口围堰、浙江省黄坛口电站护坦围堰，1979年援非洲建马里电站护坦围堰等，都取得了成功，且费用省，进度快。之后，人们对这一传统技术经验系统地进行了总结[12]。
都江堰灌区历年维修管理都采用传统的杩槎[13]、竹笼[14]、干砌卵石、桩工[15]、羊圈[16]等施工技术。它们的优点主要能就地取材，技术简易，施工方便，投资节省。一般应用于截流分水、筑堰护岸、抢险堵口、整治河道、维修渠道、保护桥闸堤堰等工程[17]。目前都江堰灌区岁修截流工程仍用传统的截流方法，用的是杩槎、竹笼、卵石和黄泥。岁修时内江架设杩槎后，截流合龙只需40多分钟。这种截流方法人们认为是一种生态型的截流技术，无机械的噪杂声，体现了人与自然的和谐相处，而且经济、合理、安全。
渠道加以防渗措施可减少渠水的渗漏损失，提高渠道有效利用系数，这在水资源缺乏的北方尤其重要。传统渠道防渗技术措施主要有夯土、砌石、砌砖、铺灰土、铺草皮等，这些防渗措施就地取材，施工简便，经济实用（比混凝土、塑料薄膜、沥青材料衬砌省费用），防渗效果也显著[18]，各地多有应用，并不断改进技术。
灌渠还采用地下输水管道，这种设施具有节水和省地的优点。早在3000多年前的殷商时代，城市中已铺设地下陶水管道，这在安阳殷墟、郑州洛达庙商代遗址中皆有发现。元代《王祯农书·农器图谱集之十三》所载阴沟，即行水暗渠也，是一种用砖砌的暗渠。山西省一些城镇几百年前的陶管下水道一直使用至今。20世纪60年代，山西翼城县利民灌区试验用陶管修建灌溉输水工程，但未能成功运行。1974年山西临汾市屯里井灌区试验陶管灌溉输水，获得成功，多年运行状况良好，使用年限可达40年。在进行经济效益分析后，认为这种工程还是比较经济的[19]。又河南省偃师县东寺庄1957年就修建了地下瓦管渠道灌溉网[20]。之后，传统地下输水管道技术不断发展。现在将低压管道输水灌溉，简称为“管灌”，这一技术已成为目前我国北方地区一种很好的节水灌溉措施。80年代末，水利部将“管灌”作为北方农田全面节水的基础设施来抓。据统计，目前我国“管灌”面积有4500万亩，其中河北、山东、河南、北京、天津等省市的“管灌”技术发展很好，仅山东、河北、河南三省的“管灌”面积就达266.67多万亩[21]。这项技术具有省水、省地、省工、节能、省投资等优点，值得进一步发展推广。此外，江苏无锡县人多地少，为了节省土地，20世纪60年代以后发展“三暗”工程11。“三暗”工程是灌水暗渠、排水暗沟、渗水暗管三者的简称，这些暗渠沟皆用灰土筑成，采用的是传统施工技术。1965年冬无锡埝乔公社刘巷大队建成第一条灰土暗渠，至1978年春全县已建成暗渠2588公里，灌溉面积50余万亩，占农田总数的62%。从1973年开始又进行暗沟、暗管的建设，与暗渠配套使用，形成灌、降、排、调、控综合运用的立体水利系统，为建设吨粮田创造了条件。“三暗”工程与明渠、明沟、明墒相比，具有提高土地利用率，灌水快，排水畅，降水效果好，减少渗漏，农机操作方便安全，减少岁修，取材易，造价低，节省水旱田开明沟用工多等许多优点。“三暗”工程在农田水利建设中的运用，实是在传统技术基础上的创新，这为高速发展农业，实现农业现代化迈出了新的一步。
又石质倒虹管道可视为特殊的地下输水管道。清代嘉庆十四年（1809），四川合江县锁口乡刘士朝主持修建了一条引水过河灌溉的渠堰，渠道过河处设置了石质倒虹管，全长266米，水头26米，进出口高差仅0.407米。管道用坚石预先凿成63.5×40×40厘米的承插式管节，内径13.5厘米，用糯米粥拌石灰作为管与管间胶结材料，并用这种材料抹平管内壁，以减少摩擦阻力。石质倒虹管能承受较大强度的水压力，这一倒虹管至今保存完好。解放后此种石质倒虹管在合江县得到了推广应用[22]。
我国北方含沙量高的河流多，我国人民早在2000多年前已进行引洪灌溉和淤地活动，发明了淤灌和放淤技术，以利用河流中的水沙资源。在长期的历史实践中，积累了丰富的技术经验，尤其在宋代熙宁年间，政府曾组织空前规模的大放淤活动，取得选择适时放淤水情，做好淤田工程，预筹退水出路，正确处理放淤与防洪，放淤与航运等许多技术经验。这些技术在现代进一步得到继承和发展。如陕西省传统引洛灌区，现已突破了引水含沙量不得超过15%（重量比，相当于166公斤/立米）的规定，引进含沙量高达60%（965公斤/立米）的浑水进行淤灌，基本解决了灌区汛期水量供需之间的矛盾，并改良了大片盐碱地。当今引洪漫地（放淤）已作为水土保持和农田基建的一项内容被得到重视。如关中赵老峪流域是古老的放淤区，下游富平县境内有引洪漫地34000多亩，是将上游铜川市境内来的洪水泥沙，全部引入地中淤漫。漫过的地，每亩亩产400斤，有的甚至超过千斤，多年来，发生大暴雨，下游都不发洪水，原来的河床，现在变成了农耕地。河北省张家口地区通桥河引洪灌区，面积11万亩，上游河道流域面积3060平方公里，引洪能力每秒450立米，多年来河道上游洪水基本上全部不出灌区，保护了下游的农田和村镇。万全县在五道沙河沿岸共建大小引洪渠道800多道，总引洪能力达863米3/秒，一般年引洪水总量为2000万立方米以上，初步达到大水不出县的水平。由于一般洪水已不流入洋河，从而减轻了下游河道和水库的泥沙淤积[23]。可见引洪漫地能起到良好的水土保持作用，这也可认为是传统技术在今天的发扬。三、传统塘堰和开发地下水工程技术的继承和发展
历史上山丘区的拦蓄水工程统称为塘堰、塘坝，有“堰”和“塘”之分，又有山塘（山湾塘）和平塘之分。建国后大力修筑山湾塘，一些南方省区山湾塘已达数十万座。有些地区对老式塘坝加以改造，以增加其蓄水量。如安徽省肥西县对丘陵区冲洼里的拦冲塘，将原有塘底挖平，挖出的土垫高塘埂，增加了塘的蓄水深度；或把拦河坝加长增高，成四面筑埂式；在较大冲洼里，根据地形，或在“水深”处建塘，加高塘埂，“水浅”处不建塘，仍为田，或上下冲两面筑埂成塘；或建成层递式，高处蓄水灌高地，低处蓄水灌低地，头层塘的放水渠兼作第二层塘的引洪沟，第二层塘的放水渠，兼作第三层塘的引洪沟，做到有层递的引蓄，有层递的灌溉。通过改造，蓄水深增加，老式塘坝蓄水面积与其灌区耕地面积比为1：4.6，改造后为1：9，满足了浅丘区农田灌溉的需要[24]。
我国北方地区，在地面挖掘或在洼地筑埂形成的拦蓄径流的工程叫涝池、坑塘等。建国后，北方地区群众继承以往的传统做法，继续修筑涝池，涝池数量发展很快。如陕西省黄河流域内在1956年有涝池1240座，1985年达8940座，30年增加6.21倍，总容量2588万立方米。北方陕、甘、晋、内蒙、青、宁、豫七省（区）1985年黄河流域共有涝池19.8万座，总容量8343万立方米[25]。华北平原沧州地区通过开挖坑塘，拦蓄降雨径流，滞沥、除涝、灌溉，取得了治理旱、涝、碱的经验[26]。原来在20世纪50年代末，华北平原大搞地上蓄水灌溉，不重视排水，造成了土地的次生盐碱化。进入60年代，只排不蓄，大量水资源白白流失。70年代，大力发展井灌开发利用地下水，但由于深机井布局不合理，使得地下水位普遍大幅度下降，出现了大面积的漏斗区。浅井区多年只采不补，地下水位也普遍下降，使许多浅井报废，而转向打深机井。地表水由于连年的干旱和上游节节拦截，河道全年断流。通过多年的实践，人们逐渐认识到，要利用传统的坑塘设施，拦蓄降雨径流，散蓄散排，解决抗旱灌溉水，雨时将涝水排入其中，只要注意把坑塘蓄水位控制在返盐临界水深以下，并与沟渠连通，就不会引起盐碱化。坑塘深度不宜少于3—4米，一般应深5—7米，面积15—30亩，最大不超过40亩。这样就解决了长期存在的“旱、涝对立”，“排灌矛盾”，使沥水转化为灌溉水源，还能利用坑塘采补地下水。历史上黄淮平原因为年际、年内的降雨量分布极不均衡，出现水少时强调修筑陂塘蓄水灌溉，水多时强调开挖河沟以排除洪涝和防止土壤返盐。旱涝碱问题，排灌矛盾得不到妥善解决。而沧州地区在近30年来，通过改进传统的坑塘技术，积极开挖和改进坑塘，将坑塘与井、渠联合调控，较好地解决了旱、涝、碱问题，这一方法亦成为治水改土的一条重要途径。
我国古代在开发利用地表水的同时，也很重视开发利用地下水，主要通过挖泉凿井加以利用。建国以后，传统的打井方法和提水机具继续使用，并加以改良，尤其是开凿筒管井的技术进展较大。筒管井的雏形在清代已经出现，清代郭云升《救荒简易书》卷三已载有增加新、旧井出水量的方法：旱年将两根已打通各节的长竹竿插入井底数丈，则“井水泉”。此方法简便，又能增加出水量。现代称由上部直径较大的筒井和下部的管井联合而成的井为筒管井。在筒井的井底加凿管井，可增加出水量；又筒井开挖过深施工不易或不经济，筒管井则比同样深的筒井更经济些。1956年河南省创制了一种凿井方法，称为“56”打井法。其井结构上部为8块扇形砖砌筑，形成直径为0.5米的小砖筒井，下部为木管管井。这种井取用几层含水层，出水量大增。之后，筒管井又发展为水柜，即将筒井部分用大的集水坑代替，坑底再加凿几个管井。单个井又发展为井群，各井互相通联，统一集中管理。
开凿传统土井的好处是很多的。土井主要开发浅层潜水，埋藏浅，雨水当年即能补给，一般不会产生地下水漏斗区。开采潜水后降低了地下水位，能防止土壤返盐，达到改良盐碱土的目的。目前采取井、渠结合，或井与渠、坑塘结合，河道节制闸、深渠与浅井结合等方式。如在枯水季节利用浅井，提取地下水灌溉农田，降低地下水位，腾空“地下水库”库容；汛期丰水季节，通过渠道引水灌溉和蓄水侧渗，补给“地下水库”水量。人们已认识到解决华北平原土壤盐碱化的主要途径是井渠结合的方法，该地区的灌溉抗旱，也形成以井灌为主，井渠结合的方式。
关于提取井水的工具，群众也运用传统汲水工具的工作原理，演化和革新出一些简易的汲具。如拉水井，其原理与古代渴乌利用筒内形成真空，产生压强差汲水相同。其制作简易灵巧：用一根长约八、九米的八号铁丝，一端接一小小的活塞，塞入一直径约30毫米的塑料管内，管的下端塞一木制进水活门，上端将露在管外的铁丝弯成钩形，然后将塑料管装入打入地下的外井管里，一个拉水井就做成了。制成一眼拉水井全部费用仅50元（1993年价）左右[27]。由于打井简便，取水方便，不花水钱，所以拉水井在一些地区推广开来，几乎达到每户一井，甚至一户数井的程序，有些菜园、瓜地也建造了这种井。
四、传统圩田水利和海塘工程技术的继承和发展唐后期至五代吴越时期，太湖平原已形成纵横塘浦交加圩圩相接的水网圩田系统，皖南沿江平原亦建成一些大圩。宋代以后，圩田建设更加兴盛，并发展至长江中游两湖平原、鄱阳湖平原和珠江三角洲等地区，更加讲究圩田修筑方法，提出“筑堤、浚河、置闸”是筑圩的三项基本技术要素，“缺一不可”[28]。又出现了分区分级控制和联圩并圩等圩区治理技术。这些卓越的技术经验在当今得到进一步的继承和发扬。
太湖下游苏州地区地势低洼，历史上修筑了大量的圩田。建国后，苏州地区在继承前人技术经验的基础上，总结出圩区治理的“四分开，两控制”原则，即内外分开、高低分开、排灌分开、水旱分开，控制沟港水位、控制地下水位，以全面解决洪、涝、旱、渍各方面的问题。许多圩子和圩区治理时皆遵循这一技术原则。如苏州地区昆山县同心圩由低洼低产圩田改变成高产稳产农田，重要的就是正确实行了“四分开，两控制”的水利技术原则。同心圩圩形长方，南北长3.5公里，东西平均宽1.8公里，总面积6.3平方公里（9380亩），其中耕地面积6300亩。该圩是1958年由许多零散小圩联并而成，联并前的各个小圩圩岸单薄，河网零乱，田块碎小，土壤板结，抗洪涝能力低。联圩时，加高培厚圩堤，同时开挖了一条长3.5公里的中心河。之后又整治圩内水系，发展机电排灌，田间深埋排水暗管，按“四分开，两控制”原则进行整治[29]，提高了抗洪排涝能力，特别是地下排水技术，突破了传统圩田水利技术，具有很大的创造性。这项技术70年代被江苏省水利厅加以推广。到90年代，低洼圩区治理从联圩并圩，利用老河网，已发展到以治理涝渍为主，实行高筑圩，双配套（闸站），四分开（内外分开、高低分开、灌排分开、水旱分开），三控制（控制内河水位、控制地下水位、控制土壤适宜含水量）。一些条件好的圩区，发展田间“三暗”工程，进行暗灌、暗排、暗降，为农业的高产创造了基本条件。于是“四分开，三控制”也成为其他圩区治理的基本技术原则。我国东南沿海很早就修筑海塘工程，以防御海潮的侵袭，保护农田和城镇的安全，江浙海塘是修筑的重点地段。东汉时已在钱唐县建防海大塘，三国时孙吴在金山筑咸潮塘，唐代时已在江浙沿海建成系统海塘工程，五代至明清频繁地兴修海塘，不断改进海塘结构。五代以前所筑海塘都是土塘，之后海塘结构从土塘逐步发展到竹笼木桩塘、柴塘、斜坡式石塘、直立式石塘、鱼鳞石塘等，每一类海塘结构又有多种型式，以适应不同的潮势和土质，同时还修筑了护塘、护滩和挑溜工程。
目前江浙海塘，仍有土塘、各种柴塘和石塘，有些是清代一直沿用到现在，清代修建的条块石塘和鱼鳞石塘，“到目前浙西海塘尚有约80公里，仍屹立海滨”[30]。建国后继承了“鱼鳞石塘”这种型式，在材料等方面加以改进，建成“新鱼鳞石塘”。如1955年在海宁县建筑的“新鱼鳞石塘”，塘身上部采用水泥沙浆砌条石，下部采用水泥沙浆混凝土块，塘顶盖面石和塘底盖桩石均为混凝土块，基桩采用钢筋混凝土桩，这样的海塘工程更能抵御汹涌的海潮冲激。在海盐、海宁、平湖、绍兴等地也修筑了一些不同型式的“新鱼鳞石塘”[31]。可见结构坚固、耐久的“鱼鳞石塘”，今后仍是一种可继续采用的较好的海塘结构型式。此外，还可借鉴传统的海塘工程设计技术思想，如根据不同的海岸地质和动力条件，因地制宜采用各种不同的海塘工程结构，使海塘工程更加牢固耐久。
总之，我国在数千年修建灌溉工程的实践中，创造了众多的水利工程类型和卓越的灌溉工程技术经验，体现了我国劳动人民杰出的智慧。这些传统的工程和技术是适合我国各地的自然、地理条件的，体现了因地制宜的原则，所以具有很强的继承性。从工程类型来看，大致北方多兴修引渠灌溉工程；南方的山丘区以蓄水塘坝为主，低洼平原以水网圩田为主，沿海则修筑海塘、堰闸等拒咸蓄淡工程；江淮地区位于南北过渡地带，多修建陂渠串联工程。北方还发展井灌，新疆修筑坎儿井等。这些多样的灌溉工程类型经历了数千年的实践检验，具有强盛持久的生命力。又传统灌溉工程多利用当地具有的土、石、木等建筑材料，这些材料经济适用，施工技术群众易于掌握，现今各地在修建灌溉工程时仍较多采用。不少传统灌溉工程技术内涵丰富，具有合理性和科学性，在现今仍能吸收利用，有的甚至能解决技术难题。自古以来工程技术随着社会的发展不断进步，同一个技术在以往的基础上逐步提高，应用范围扩大，还常出现创新技术。我们要总结工程技术发展的规迹，尤其要重视探讨传统工程技术思想，如灌溉工程规划思想、设计思想、水利家的治水思想，水利著作中的水利理论认识，及人们对技术发展内部规律的认识等，这些思想往往能给我们以重要的启迪和借鉴作用。例如都江堰的系统工程规划设计思想，北方多沙河水土资源利用的设计思想，区域治水规划思想等都是前人给我们留下的珍贵遗产，需要继续发扬光大。此外，传统工程技术具有简便、经济、实用等诸多优点，我们应吸取其精华，用现代技术改造其不足的方面。如新疆坎儿井，具有能自流灌溉，不用提水工具；水质优良，水流稳定；冬季不封冻，可供全年灌溉和饮用；施工设备简单，农户易于操作；水行地下，能减少蒸发和避免风沙的侵袭等优点。但其开挖和维修工程量大，工作环境艰苦，费时费人力，目前掌握此技术的人员已经很少了。所以要改进坎儿井的挖掘技术，采用机械挖进提升设备，改善劳动条件，加强对坎儿井的管理和维护，使之发挥更大的作用。建国初期，吐鲁番地区的吐、鄯、托三县几乎全靠坎儿井及泉水灌溉，后来修建了防渗渠道、小型水库和机井等水利工程。目前吐鲁番地区利用地表水3.88亿立米，利用地下水9.94亿立米，总的用水量增了几亿立米，但坎儿井水和泉水的水量都显著减少了，代替它们的是每年用机井提取利用地下水四至五亿立米，原来不花钱的泉水和坎儿井水，现在变成了要支付电费和油费的机井水。故有人主张要大搞坎儿井的维修和改建工程，并把它作为今后该地区水利建设的主攻方向[32]。所以我们要认真地总结传统灌溉工程技术，使之与现代技术相结合，从而在水利建设中发挥更大的作用。
20世纪七八十年代，我国探矿工程技术合作、技术交流和技术培训活动频繁，呈现一片繁荣景象，当时有专门的探矿工程管理机构，资金专款专用，直接付给相关单位，这种管理模式有助于探矿新技术的创新和推广。例如小口径金刚石钻探、冲击回转钻进、定向钻进、反循环连续取心和空气钻进等先进的钻探技术方法都在当时的背景下研发成功并得到了广泛应用。然而在市场经济调整和体制改革之后，探矿工程的管理机构、管理体制都发生了变化，而且探矿工程的工作量日益下降，导致相关单位和工程队伍对技术的创新和推广失去了兴趣，加上成本低，科研单位也不愿意冒险采用或者引进先进的钻探技术。科研和生产之前的沟通减少，从而导致钻探新技术推广渠道受阻，使得生产技术水平低下，而且新成果的转化速度不及时，影响了整个探矿工程行业的发展。
2深部找矿钻探方法特点分析
1）提钻取心钻探方法。提钻取心方法的钻具结构和钻探工艺均较简单，是取心钻探最早采用的方法。根据取心钻具结构的差异分为单管取心和双管取心。前者钻具结构简单、加工方便，主要应用于硬质合金和钢粒钻进。但由于冲洗液直接冲刷岩心，而且岩心受岩心管碰撞摩擦导致岩心损耗大，取心质量较差，因此该方法只用于较完整稳固地层。后者目前最为常用，是在单管的基础上增加了一根岩心内管，能够更好保护岩心，提高取心的质量。
2）液动锤提钻取心钻探方法。液动锤提钻取心钻探是在钻头上加有冲击载荷的回转钻探，由泥浆泵输出的冲洗液来驱动冲锤，其存在于液动锤内部，能够对钻头施加一定频率和能量的冲击载荷，充分利用了坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点，加快了岩石的粉碎速度。该方法是在回转钻探基础上的重大改革，也是在现代金刚石钻探之后研发的新的钻探方法，尤其在硬岩和某些复杂岩层中使用效果更具优势，具体新的有点包括：有效提高了钻进的效率、有效减少了岩心的堵塞现象，减少辅助时间，提高取心的质量、采用低钻压、低转速钻进有效减轻孔斜、采用高频脉动冲击，有效克服坚硬致密地层钻头“打滑”、较低钻速减少了钻头的磨损，降低了动力消耗、钻进利用现场常规设备，资金投入少。
3构建探矿工程新技术管理保障体系
1）施行合理的运行机制。探矿工程受到地质要求变化、环境条件和从业人员技术等因素的影响，是技术性、计划性很强的工作，长期的技术积累和缜密计划、精心准备是探矿工作顺利进行的必要条件。然而，当前探矿工程施工采用的市场承包的方式不规范、不合理，容易产生弊端。施工单位受到行业压价的限制，很可能拼凑施工，严重影响了探矿工程技术的创新和推广应用。因此，建立建立新的地调探矿工程运行机制，要反映出地质调查工作的公益性和价值规律，要研发新技术、新方法，促进其推广应用，要体现出长期的技术积累和我国可出续发展的要求，推动探矿工程的技术进步，要同时考虑双方的经济效益和工作的总体目标。
2）制定配套政策与激励措施。各级管理机构制定制定配套政策与激励措施是探矿工程新技术、新方法得以推广应用的保证，该措施是行政手段和经济杠杆的结合，要在设备配套、政策补偿、人员设置、奖罚条例等多个方面制定具体的规章，营造出争相研发新技术、推广应用新技术的良好行业氛围。3）加强生产技术管理。管理水平和技术水平能够综合体现出探矿工程的效果和效益。设置合理的组织管理机构，才能实施科学的管理。作为地质调查的管理部门，中国地质调查局应该负责设置精干的探矿工程技术管理机构，方便统筹规划探矿工程的施工组织、运行机制、队伍资质、科技发展等重大问题。省级地调机构尤其要注意加强加强施工单位的探矿工程生产管理职能，设置专门的机构来全面负责探矿工程施工设计、生产组织、后勤供应、外部协调等。
4结语
关键词：感性工程技术模糊数学
前言
经典的工程技术理论研究在感性因素方面往往有意回避或者作出一定的假设，但随着社会科学技术的进步以及人们对于控制过程的精确性要求的提高，感性问题成为不可避免或者不可或缺的内容。
如何在感性的不确定于非逻辑方面应用现代技术模拟和实现可控制性成为工程技术研究方面的一个难点，而针对于设计思考中的方法问题由于长时间内无法采用工程技术解决，因而人们在设计学科方面的研究也多停留在形而上的思辨方面，“设计不可控”似乎成为设计学科不言的定律。
当然，也并不是没有人在这方面展开分析和研究，不过应该承认，我们在这个领域还显得较为稚嫩和初级，如何在人文学科与技术学科方面建立起自由通行的一座桥梁，应该是未来技术人文科学的重点，可能这个过程比较漫长并且充满荆棘。
1感性的可测量性
1.1感性的含义
感觉从人类认知的角度分析，是正常的人建立在完善的心理和生理基础之上的对于客观事物的主体性认识，并将这种认识通过大脑的反应上升到人的主观体会的过程，在这个过程中既包含着非逻辑性的表象认知，同样也包含着逻辑性的内涵性思考。
对于感觉的分析，我们既不可以否认其非逻辑性的存在，同样，逻辑过程也包含在其中，例如：我们在对冷热的评价时经常提到“我感到这个杯子很凉”，分析这个结论的过程发现：
1）.这是一个感性过程，同样在一定程度上为个体感受；
2）.凉与热只是比较词汇，在这个过程中存在着比较意义上的程度问题；
3）.很凉说明了杯子的凉的程度，模糊性的定性评判。
那么，非逻辑性体现在感觉意义上的差异性，即这只是你自己的感受，能否说明他真得很凉或者说明它是凉的，可能如果换一个人或者换一个环境而言，它确实热的。同样，逻辑性体现在，凉与热是一个比较，也就是讲，这个人在对于两这个感受形成之前肯定存在一个凉与热的标准，通过触觉感受，而明确了他在比较意义上的冷热程度，因而，从这个意义上讲逻辑性显得就很重要了。
对于感性而言，是在对于感觉的主体人的思维基础上对与客体所描述出来的基本属性，其表达是主体性的，但对象是客体性的，由此可以认为，感性是对于思维主体的一种客观属性的描述，是对客观事物物化行为的主体性认识。
1.2感觉是感性的第一表征
感觉应该属于思维领域的一个重要内容，由于感性是感觉对于描述对象所形成的语意情态表述，而且是最直接和最为明确的表达，因而我们认为感觉是感性的第一表征。
长时间来，人们在这个领域的认识是相互矛盾和相互混杂的，即感觉就是感性，既是对物的客观属性的客观性体现，或者认为，感性就是对物的主体性描述，非此即彼的群体性认识，使得我们对于感觉和感性的认识存在很多的争论，其中争论的焦点为：感性的可测量性、感性的研究方法与研究手段、感性的是否存在客观性等，这使得它成为理论的，所以对于感性的研究大都停留在哲学和思想领域的层次上，其中表现在“美学”研究方面尤为严重，定义说明定义，权威解释权威的论证方法比比皆是。
1.3感觉的个体差异性与群体的统计一性的辩证关系
研究感觉问题，我们必须了解到个体差异性，所谓个体差异性主要表现在，对同一个事物或者事件，每个人的评价和认识存在差异性，以往我们从哲学上认为这是世界观和人生观以及所采用的方法论的差异所致，从宏观上看这样解释是可以行得通的，但在微观角度，我们即便有相同的人生观和世界观，采用同样的方法论，其差异性依然存在，这使得我们很难解决的一个问题，同样，通过一定的教育和所谓的引导可能依然无济于事，因而，我们不得不去思索产生差异性的其他原因。
从客观角度分析，差异性产生在每一个个体的心理和生理的差异以及成长阶段和所处环境的差异，其中心理和生理差异，可能在形成完整思维过程中就出现了，在研究上通过比较分析和观察应该发现其中的差异性产生的客观性原因的，比如，有的人害怕黑夜，这可能由于在成长过程中受到过关于黑夜的语境描述而使其产生恐惧的心理，或者由于自己的经历有过类似的黑夜恐惧的过程，如果跳出这些方面的原因，也可能从进化论的角度分析能够得出观点，不管如何，其中的差异性存在于这些方面的原因，都应该存在客观性的事件作为支撑，平白无故的产生差异性应该属于“变异”（生物学名词，指的示生物在进化过程中的与原来的群体出现非统一性）的范畴，而生物学家也在积极而努力的研究“变异”产生的机理，所以讲，差异产生的原因应该能够在客观性方面取得证据。设计在线.中国
2现代工程测量和计算机模拟技术为感觉的测量提供了依据
依据这种技术广泛的作为刑侦手段的测谎仪就是建立在对于这些问题的理论研究基础之上的。而且随着技术的提高，与基础理论研究的深入，对于感觉问题的解决会越来越准确和精确。
同样，现代计算机模拟技术也为感觉的测量提供了依据，对比我们以往实验手段，计算机模拟技术能够更为直观和准确，例如我们曾经做过的一个试验，即汽车在驾驶过程中遇到障碍物的碰撞过程中的反应速度与驾驶室色调关系的测试问题，不可能真实的采用实际的测试，所以计算机模拟的手段就被广泛的应用，充分利用模拟驾驶室，操纵机构，计算机视频系统，信号传感器和计算机模拟软件来完成，能够得到一定的室内色调与反应速度之间的定性与定量的关系，这都可以在实际应用中作为汽车内是提供参考。
2.1控制论
控制论是“关于在动物和机器中控制和通讯的科学”，是自动控制、电子技术、无线电通讯、神经生理学、心理学、医学、数学逻辑、计算机技术和统计力学等多种学科相互渗透的产物。控制论的奠基人是维纳，他于1943年在《行为、目的和目的论》中，首先提出了“控制论”这个概念，第一次把只属于生物的有目的的行为赋予机器，阐明了控制论的基本思想（摘自维基百科）。
随着对于控制论理论与实践的发展，人们对于行为目的的控制大大加强，这些理论相互渗透，成为很多学科在解决逻辑关系方面提供了一条途径，虽然我们认为控制与被控制之间的反馈问题现有数学工具还不能完全解决，但是，在行为与目标之间的可预测性大大加强。
控制论在感性问题中的应用，现在研究还处于基础和初始阶段，如何提高对感性问题的非逻辑过程拟和是控制论感性研究的难点和拐点，因为感性问题在一定程度上属于模糊数学的研究的范畴，非线性非逻辑性表现很强，如何采用逻辑关系和线性手段模拟阶段性的表征一直是个相关引入控制论学科研究的重点，而感性问题似乎表现得更为强烈，所以有的人认为，采用控制论来研究感性问题在一定程度上是痴人说梦，不会有结果的。当然我们认为，虽然我们无法完整的到达真实的感性问题的内核，但至少在现象的表面与初始条件可以架起一座有价值的桥梁，尽管这座桥梁显得有些突兀。
2.2计算机的模拟仿真
通过计算机模拟或者计算机模型来模拟一个特定系统抽象模型的计算机程序或过程。这些技术建立在离散数学基础之上，同样也面临着非逻辑过程和随机问题研究问题，在这方面，计算机的模拟技术日臻完善，在某些特定的方面计算机模拟以可以达到应用的程度。
例如自然状态的色彩是一个连续的过程，本质是光波被物体吸收和反射形成的一个自然过程，现在计算机在模拟中已可以达到64位的色彩来逼近真实自然，实际上这就是一个很成功的例子说明计算机模拟真实的强大能力。
在人工智能方面，计算机模拟更显示了独特的作用，现代的人工智能在解决思维方法、自学习能力、和智库房面也取得很大成就，人工智能是一个很好的用来说明计算机模拟真实的例子。
2.2.3现代数学工具的发展
数学分为初等代数、高等代数、几何、拓扑学、数论、概率和数理统计等内容，而这些内容一般认为是建立在集合论的基础上。通过一组对象确定一组属性，人们可以通过说明属性来说明概念（内涵），也可以通过指明对象来说明它。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延，外延其实就是集合。从这个意义上讲，集合可以表现概念，而集合论中的关系和运算又可以表现判断和推理，一切现实的理论系统都可能纳入集合描述的数学框架。
经典集合论只能把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事物上，它明确地限定：每个集合都必须由明确的元素构成，元素对集合的隶属关系必须是明确的，决不能模棱两可。但是，在客观世界中还普遍存在着大量的模糊现象。虽然以前人们回避它，但是，由于现代科技所面对的系统日益复杂，模糊性总是伴随着复杂性出现。
更由于人文、社会学科及其它“软科学”的数学化、定量化趋向把模糊性的数学处理问题推向中心地位，这中间当然也包括设计的数理化问题。1965年，美国控制论专家、数学家查德发表了论文《模糊集合》，标志着模糊数学这门学科的诞生。
在日常生活中，经常遇到许多模糊事物，没有分明的数量界限，要使用一些模糊的词句来形容、描述。比如，比较年轻、高个、大胖子、好、漂亮、善、热、远……。在人们的工作经验中，往往也有许多模糊的东西。例如，要确定设计是否“好”，其模糊信息相当普遍。这就需要一定模糊数学来思维和判断。
我们发现，其实解决现代感性测量问题的关键还是因为数学工具的发展，由于建立在经典集合数学基础上的数学分析手段，使我们在模拟自然的非线性和非逻辑问题方面显得软弱无力，而作为一线曙光的模糊数学的发展还处于分形等基本问题的研究上，鲜有长足的发展，进而在实现真实反映感性问题的推理环节出现空缺，致使我们对于工程技术解决感性问题无法或者不敢涉足，影响了这个方向的发展。
当然，这些客观问题与相关的难题有待于解决，但是，也应该看到在我们设计界已经被注意到，考察近年来国内关于数学问题应用于设计方面的研究已出现倪端，例如有人在研究分形技术对于设计的影响以及分形形态创造的计算机形态的应用问题，可以预见在不久的将来，我们肯定会有所收获。
3实现感性测量的准确性和还原性必须有测量的标准
我们在讨论感性测量的时候，肯定要求测量的准确性和还原性，这就是说要实现感性的量化与感觉的一致性，为了实现这种结果，就必须确定一定的测量标准，这些标准要求准确度提高模糊度降低，而且标准的层次明确，中间不存在非确定性。显然这是很困难的，但由于现有的计算机都是建立在二值逻辑基础上的，它在处理客观事物的确定性方面，发挥了巨大的作用，但是却不具备处理事物和概念的不确定性或模糊性的能力。要达到这种模拟真实的程度，现阶段只能采用细分标准的手段，即将测量标准尽量细分，无限逼近真实的分段，可以拟和成一个连续的过程，同时增加逻辑分段点的准确性，即精确的表达该段的“语意”，采用将离散化问题逻辑化的过程，通过一定的逻辑规律判断感性的真实外延。
由此可以发现，这中间存在一个矛盾，即简化与复杂的悖论，我们试图简化感性的复杂，但带来了处理问题的复杂化，即本来要使得模糊问题简化为一个逻辑的数学模型，而得到的确实是一个相当复杂的形式，显然这不是我们所预期的目的，因而，我们可以采用诸如优化等数理分析手段，取得分段过程中的概率最大化，进而加权平衡这些算子，得到一定方向性语意，这在确定一些定性问题方面一般可以达到预期分析目标。
例如采用VTs方法来判断多方案的设计感觉方面我们曾做过有益的尝试，并取得一定成果（论文：“语意描述”研究在产品形态设计中的应用.包装工程.2006第4期有较详细介绍）。
4结论
在传统的设计研究中，思想、感觉、审美等人文主观性的概念是不可以测量的，主要是因为测量过程需要的几个要素不具备，例如测评的语意准确化、量级标准化和评价主体的非主观化等。因而，感觉的评判只是停留在定性和定向的解析和确认之上，没有形成所谓的科学性和客观化的过程，这与工程技术的发展和现代计算机技术的普遍要求所不相适应。
社会学主要研究相对现代尤其是当代的人类社会行为，从过去主要研究人类社会的起源、组织、风俗习惯的人类学倾向变为以研究现代社会的发展和社会中的组织性或者团体的学科，在社会学中，人们不是作为个体，而是作为一个社会组织、群体或机构的成员存在。由社会群体具有一定同一性认知，感性的同一性应该与社会的群体统一性有着逻辑关系和联系。
1可接受调水量分析
我国水资源在地区上分布不均衡，南方水多，北方水少。从水量丰沛的长江调水到缺水的黄河，这个总体思路是正确的，然而对调水河流而言，也不能把水调干调尽，要考虑到调水河流的生态平衡、水资源承载能力和水环境承载能力。据此，确定调水河流可调水量的一个基本点就是坚持水资源可持续利用的原则，优先考虑调水区远景年的实际需水量，包括工农业需水、人畜用水、生态用水等，剩余的水量再考虑外调。
规划南水北调西线工程从长江上游通天河末端，即金沙江起始段调水80亿m3，从雅砻江干流及两条支流调水65亿m3，从大渡河的3条支流调水25亿m3。调水量与调水河流多年平均径流量的比例：占金沙江渡口570亿m3的14.0%，占雅砻江河口604亿m3的10.7%，占大渡河河口495亿m3的5.0%。从三条河调水170亿m3，占所在河流河川径流量的5%～14%。对一条河而言，调多少水才算适度呢？当前，还没有明确的标准，不过国际通常认为一条河的用水率以不超过40%为宜。三条调水河流域的用水情况：调水区处于特殊的地理位置，人烟稀少，社会经济不发达，现状工农业用水及生活用水等用量不大，用水主要在河流下游，特别是河口地区。预测2030年，三条调水河流域工农业及生活等需水量占全河河川径流量的5%～7%，因此，从调水河流上游调取5%～14%的水量，三条河仍有足够的河川径流量，可以满足下游社会经济发展对水的需求，故此调水量称作可接受调水量。然而，就引水点而言，调水占引水坝址处河川径流量的比例却较大，达65%～70%。也就是说，调水后引水坝址下游河道的水量，只有原水量的30%～35%。这个下泄量是否能维持该河段生态系统的平衡，就需要研究并估算坝址下游河段的生态环境用水量。
生态环境用水是指用于保护和改善环境质量所需要的水量。目前，河道生态环境用水量的确定"还没有统一的计算方法，不同国家、不同地区、不同河流的自然条件和生态环境状况都有所不同。北京师范大学环境科学研究所与水科学研究所推荐了两种计算方法：第一种是用河道枯水流量的百分比确定；第二种是用Tennant法确定#后者是目前美国使用的一种方法。鉴于西线调水河流的特殊性，这里仅简述河道枯水流量法。
依据调水河段特殊的高山峡谷地形和年降雨量700mm左右的相对较多的雨量以及流量的年际变化较小，枯水期流量相对比较稳定等较好的条件，选用坝址多年系列的最小月均流量作为基准，年内各月生态需水取该流量的60%。计算表明，生态环境需水占多年平均最小月流量的42%左右。通过水库数、入库水量、水库蒸发、渗漏水量、水库上游需水量、下泄水量、河道生态用水量等参数公式的运用和库容、输水工程输水能力、最小下泄流量!供水保证率等约束条件的换算，得出三条河引水坝址处可接受的调水量为171亿m3，与规划调水量170亿m3基本相符。
2第一期工程方案的可行性分析
第一期工程地处青藏高原东南部，海拔3500m左右，位于四川省甘孜县到阿坝县一带。工程方案由“五坝七洞一渠”组成。“五坝”坝高63～123m，初步推荐坝型为适合当地材料的混凝土面板堆石坝；穿越巴颜喀拉山的输水入黄河隧洞长244km，分为7段，开凿人工支洞后，最长施工洞段长37km，洞线上覆盖山体厚度（即埋深）300～600m，最厚达1150m；“一渠”为一段明渠，长16km。
2.1筑坝技术
从筑坝技术看，我国对各种坝型的建筑技术已趋成熟。20世纪80年代以来，开始重视和推广混凝土面板堆石坝坝型。这种采用当地石料，分层振动碾压堆石的施工方法，使坝体密实，面板较少出现裂缝，防渗效果也好，具有断面小，安全性好，施工简便!造价低的特点。当前，大型、多功能、高效施工机械的应用大大提高了施工质量，加快了施工进度，降低了工程造价。我国在广西与广州交界处的南盘江上于1999年建成混凝土面板堆石坝的坝高为179m，在海拔2900m处于1999年建成的青海黑泉面板堆石坝坝高为123.5m，最近才开工建设的湖北清江水布垭混凝土面板堆石坝坝高233m。这说明!在筑坝技术方面，西线工程虽有海拔3500m地区的气候寒冷问题，但从当今的施工技术看!完全有措施解决。
2.2开凿长隧洞技术
开凿长隧洞技术，在20世纪80年代以后发展迅速。开凿短隧洞，一般采用打眼、装炸药爆破，即常规的钻爆法。随着开凿长隧洞技术的发展，已采用适用于硬岩的开敞式掘进机施工法，以及适用于软岩、土砂层隧洞施工的盾构掘进机施工法。掘进机技术的特点是：高度机械化、专业化施工，掘进、出渣、衬砌、灌浆等工序一次完成，进度快、质量好。近年来掘进机广泛采用电子、信息技术，对全部作业进行指导和监控。欧洲隧道，即英吉利海峡隧道，在掘进过程中，安装约200部仪表，工程技术人员每天读取数据120个，运用计算机分析掘进机的运转效果，指出机械和电器存在的问题，从而明确机械维修保养的目标!使掘进机的时间利用率提高到90%，整个系统的时间利用率达60%。若使掘进机在掘进过程中始终处于最佳状态，其掘进速度一般为钻爆法的8～10倍，甚至更高!最佳日进尺可达150m以上。
从隧洞施工段的长度看，我国已建成的甘肃引大入秦30A输水隧洞长11.6km，成洞洞径5.5m；西康铁路秦岭隧道长18.4km，成洞洞径7.6m。国外已建成的英吉利海峡海底高速铁路两条平行隧道，即欧洲隧道，每条长38km，成洞洞径7.6m；正在施工的瑞士圣哥达高速铁路两条平行隧道每条长57km，成洞洞径9.6m。
这些长隧洞的特点：1采用掘进机开凿。秦岭隧道采用开敞式掘进机，欧洲隧道和引大入秦30A隧洞采用盾构式掘进机。2埋深大。欧洲隧道在海水面以下平均40m，最深达130m；圣哥达隧道上覆盖山体最厚近3000m。3没有条件开凿人工支洞。仅圣哥达隧道在山体上人工开凿了一个直径12m、深800m的竖井。
上述特点说明，无论是通过山体或水下的长隧洞，也无论硬岩或软岩，运用掘进机开凿，技术上都可行。
第一期工程输水隧洞通过的围岩主要为砂岩、板岩或砂板岩互层，岩石抗压强度30～100Mpa，属中等硬度，有利于掘进机的开凿。虽然，当地气候寒冷缺氧，地质条件复杂，需要认真研究开凿隧洞可能出现的问题和需要采取的措施，但是类比国内外已建工程，开凿最长37km隧洞段以及其他各施工洞段，技术上是可行的。
3供水对象和供水范围分析
第一期工程调水40亿m3入黄河，现就规划的供水对象和供水范围进行分析。
供水对象：生态环境用水，城镇生活和工业用水，兼顾农业用水。供水对象把生态环境用水放到了第一位，这不是说其他供水不重要，而是考虑了地处黄河上中游地区的自然地理特点不同于其他地区。该地区年降雨量一般200～300mm，干旱少雨，水资源严重缺乏，已成为社会发展的重要制约因素。随着人口的增加和大规模的生产建设活动，使本来就十分脆弱的生态环境恶化加剧。当前，西部大开发建设加快，人类对自然的索取还要不断增加，生态环境的压力会越来越大，因此，西线调水首先要考虑为保护和改善生态环境供水。
供水范围：规划了向大柳树供水区、渭河地区和黄河干流补水。大柳树供水区地处陕、甘、宁、蒙四省（区）的干旱地带，该区有3万多hm2的辽阔土地，而且地形平坦，是我国开发条件较好的后备土地资源之一。该地区毗邻腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠，风沙的蔓延和人为不合理的活动致使该地区部分土地沙化，生态失调，急需采取治理措施来有效地控制沙漠的侵蚀。规划向大柳树供水区供水20亿m3，使这片有水则绿洲、无水则荒漠的广袤干旱土地得到水源，植树种草，同时发展生态农业，扩大环境容量，扩展人的生存空间。使居住在山区的人们迁居到这片得到供水的平原区，建设新的定居点或村镇，不断改善这片适宜于人类生存的绿色土地，遏制沙漠的蔓延。规划供水10亿m3给渭河地区，使渭河增添良好水质的新水源，改善渭河地区的缺水和水污染状况，使已有雄厚经济基础的陕西关中地区更快地向前发展。规划供水10亿m3补给黄河干流!这样做考虑了两点：一是黄河上游地区支流用水较多，减少了入黄水量；二是黄河上中游地区广泛开展的水土保持治理工作，增加拦蓄降水资源的能力，提高降水资源的利用率，减少了入黄水量。向黄河干流补水，既可满足支流用水和水土保持用水，又能维持河道的生态基流。
1995年以来，以国家灌溉试点工程和节水续建配套工程的开展，对骨干渠道工程进行了第二次大规模渠道防渗，并利用地方配套资金和群众筹资，对部分支斗渠等田间渠道工程进行了防渗。在建设过程中不断进行新技术、新材料、新工艺的探索和推广应用，取得了一定成效，使防渗工程质量、建设管理和施工水平等方面有了很大提高。
1．以科研为先导，加快新技术的推广应用
多年来，灌区在进行渠道防渗工程建设的同时，结合生产实践，进行了多项试验研究工作，先后完成了渠道测渗试验方法、水泥土水泥砂浆复合材料渠道衬砌实验研究、节水高产稳产示范区试验研究、混凝土防渗渠道防冻胀研究等项目，并及时把研究成果应用到灌区渠道防渗工程中。
近年来，通过总结灌区内防渗渠道横断面设计经验，根据水流条件、抗冻胀效果、施工难易程度、结构美观等方面综合考虑，在不同级别的渠道上先后选用了梯形、圆弧底直坡形、抛物线底直坡形、纯抛物线形、U形、高次曲线形等多种结构形式，形成了大型渠道梯形、中小型渠道曲线形的最佳断面组合。通过与河北省南水北调筹备处合作，进行了混凝土防渗渠道防冻胀的研究工作，分别在总干渠和三条分干渠上设立了试验段，重点对梯形、抛物线形混凝土防渗渠道的冻胀问题进行专题研究。从防、抗、导三方面入手，设立不同结构型式的防渗断面，埋设地温、冻胀量等观测仪器、设备，研究探索适宜本区范围内的防冻胀手段和措施，其中基础保温防冻胀研究成果，应用于总干渠、四干渠、军齐南干渠等大型渠道。
2．推广应用新材料，提高防渗工程技术含量
在伸缩缝处理上，除继续沿用具有韧性好、粘接力强、低温不断裂、使用寿命长、施工方便等优点的建筑油膏、806树脂油膏配合砂浆作为填缝材料以外，还应用了PE闭孔泡沫塑料板。在防、抗冻胀结构方面应用了聚苯乙烯泡沫保温板和聚丙烯纤维混凝土。
1)PE闭孔泡沫塑料板的应用
从1997年石家庄市引水入市改善环境北线工程开始，灌区开始使用PE闭孔泡沫塑料板作为混凝土防渗板接缝材料。该材料具有密度小、回复率高、具有独立的气泡结构；表面吸水率低，防渗透性能好；耐老化性能优良；低温不脆裂，高温不流淌；可按断面形状裁剪或粘结，施工方便等特点。我灌区继引水入市北线使用后，陆续在总干渠、四干渠、军齐南干渠等多项混凝土防渗工程中大规模使用，并逐步改进施工工艺，以达到最佳施工效果。
闭孔塑料泡沫板的厚度、间距（混凝土接缝宽度和分块尺寸）根据规范和当地温差计算确定，一般以厚度10mm、间距3～4m控制为宜，跳仓浇筑时，将其与边模板固定好，木模板可用铁钉固定，钢模板用卡子固定，避免混凝土入仓振捣过程中闭孔塑料板向上移动，混凝土终凝24小时后即可拆模，闭孔塑料板与混凝土已经凝结在一起，覆膜或洒水养护。在跳仓完成3天以后，可补仓浇筑，此时要注意施工人员不能踩踏已浇筑板边缘，避免将已经浇筑好的闭孔塑料板剥离；连仓浇筑时要注意：首块混凝土板浇筑完成后，不能立即撤掉模板，应待第二块入仓振捣一遍后，再将连仓模板拆除，填平放置模板处混凝土，再经过振捣、磨光、压面，依次连续浇筑。为提高板缝的抗渗能力，可在接缝混凝土板下部铺设100mm宽的油毡条。
2)聚苯乙烯泡沫保温板的应用
1997～1999年建设的引水入市改善环境北线工程，是在现有的石津总干渠和小运河基础上建成的，由于该段渠道使用功能由原来单纯灌溉输水转变为兼顾城市水环境景观输、蓄水的功能，在设计时，考虑冬季运行水面附近部位混凝土板防冻胀的需要，在渠坡上半部分加设了长2500mm、厚30～50mm的聚苯乙烯泡沫板做为保温层，以防止板下土基发生冻胀，同时做为南水北调工程防渗前期研究项目之一，被南水北调筹备处列为防冻胀试验渠段。灌区根据试验研究的成果，从2000年开始连续三年在干渠以上渠道防渗工程中使用聚苯乙烯泡沫保温板，保温防冻胀效果良好。
根据灌区观测试验资料，密度20kg/m3的聚苯乙烯泡沫保温板,厚度每10mm可抵御100mm的冻深。本灌区范围年最大冻土深为470mm，因而，东西向渠道保温板厚度可按阳坡30mm、阴坡50mm选用，南北向渠道按30mm使用。保温板铺设时，每块保温板要结合混凝土板的尺寸定制，尽量减少保温板块数，更要避免现场切割，以减少浪费和提高整体效果。
3)聚丙烯纤维的应用
聚丙烯纤维是一种新型高分子材料，其采用的化学改性与物理改性及特殊的纤维表面处理技术，有效地提高了与混凝土的握裹力，能防止或显著减少混凝土开裂，改善混凝土变形性能和提高混凝土整体性，对减少各种缩性收缩、离析、水化热温度等因素导致的非结构裂缝，提高抗裂抗渗、抗冲击功能，延长混凝土制品的使用寿命方面起到了极大作用。据试验资料，仅0.1％的体积掺量，抗裂能力提高100～150％，抗渗能力提高70％以上，抗冲磨能力提高50～100％，3～28天龄期抗压强度提高15～30％，抗裂能力提高100％以上。
鉴于这种材料在抗裂抗渗方面的特性，参考其他工程的施工经验，今年在一干五分干渠道防渗工程中首次采用了聚丙烯纤维混凝土，防渗板厚度分60mm、80mm两档。每m3混凝土掺纤维0.9kg，比普通混凝土只增加材料费50元／m3，施工工艺与普通混凝土相同。需要注意的是：入搅拌机时的投料顺序为碎石、纤维（连同水溶性纤维包装）、水、水泥、砂子，这样搅拌的质量均匀，每盘搅拌量按一小包纤维的配合比计算其他材料重量，切忌拆破纤维包装，避免造成纤维飞扬浪费和污染环境。
3．不断改进施工工艺和施工机具，提高施工水平
虽然混凝土防渗工程的搅拌、运输、支模、振捣、养护与一般大体积混凝土工程基本相同，但渠道防渗工程厚度小面积大，在保证密实度、强度指标要求的同时，表面平整度、光洁度要求较高，因此其施工工艺、施工机具必须根据具体防渗断面结构形式不断完善改进，以期达到内在和外观质量的最佳效果，从1997年开始，我们应用了真空吸水机吸水和电动磨光机磨光两项施工工艺，研制出了如曲面震捣器、伸缩组合钢模板、矩形长刮杠、长把铁抹子等许多简单实用的施工器具，提高了工程质量和工作效率。
1)真空吸水工艺
该项施工工艺主要针对秋季防渗施工。由于冬前工期有限，气温较低，混凝土水化凝固慢，为了尽快完成混凝土板面的收面压光，提高施工速度，经过现场试验，结合混凝土和易性和振捣工艺，确定合理的真空吸水强度、时间。以下是引水入市北线防渗工程施工时的真空吸水工艺试验情况。
真空吸水工艺试验情况表
部位
外加剂
试件编号
混凝土干密度（kg/m3）
施工工艺
备注
渠底
1
2352
平板振动器振捣两遍
真空吸水、抹平
不吸水坍落度为10～20mm；吸水坍落度为30～40mm。
DH3
2
2228
不吸水、抹平
DH9
3
2336
吸水、振一遍、抹平
4
2278
吸水、振两边、抹平
DH3
5
2394
振动杠振动两遍
真空吸水、抹平
消泡剂
6
2213
吸水、振一遍、抹平
DH9
7
2380
吸水、振两边、抹平
8
2293
不吸水、抹平
边坡
DH3
9
2354
平板振两遍、走杠补平、振一遍、不吸水
土工布
DH9
DH3
10
2337
平板振两遍、走杠补平、振两遍、不吸水
坍落度小于20mm。
消泡剂
DH9
根据试验数据和施工现场具体情况分析，采取了平板振捣器或振动杠振捣两遍、真空吸水再抹平的施工工艺，比不采用真空吸水提高工效30％以上。
2)可伸缩模板
在1997年～1999年引水入市北线渠道防渗工程施工中，按设计，渠道边坡坡长是变值（渠底有纵坡，防渗顶无纵坡），每块混凝土板尺寸都不相同，按大尺寸板块制作模板，虽能够周转使用，但使用会很不方便，更不能一个板块单独一套模板，这将耗用大量的模板材料。经过技术人员现场试验，根据“套袖”原理制作了可伸缩的模板，提高了模板的周转使用率，节约了模板用材。
3)弧面振捣器
石津灌区设计流量7m3/s以下的混凝土防渗渠道，大部分采用的是全抛物线形曲线断面，其中流量在5m3/s左右，断面较大的渠道，施工振捣设备用普通平板振捣器可以满足施工需要。流量在3m3/s以下断面较小的渠道，平板振捣器适用性降低，为此对平板振捣器底盘进行改装，制成弧面形式，振捣效果得到很大改善，尤其底面振捣效果最佳。
4)长把铁抹子
无论是曲线形断面还是梯形断面，在边坡混凝土浇筑过程，成型面平整度的控制是一道关键工序，用一般常用的施工器具如：铁锹、木抹子、压子等，都很难处理振捣后出现的局部凹凸面，即便是熟练工，在平仓、振捣工序都严格按照施工要求进行操作，都不可避免出现振捣后的凹凸现象，凹处补仓很容易，而凸出部位的处理相对较难，用普通常用工具既费时又费工，鉴于此，经技术人员和操作人员共同分析试验，制作了弧面长把铁抹子。用厚8mm左右的钢板焊制，其重量控制在5～10kg，尺寸350×400mm左右，使用时由下向上搓压，凸面整平效果很好，有效地提高了混凝土表面平整度。
5)矩形长刮杠
1.1施工质量不合格
在管道燃气施工中，施工质量对燃气运输有着至关重要的作用。每一道工序的不合格都有可能导致管道不能正常的运营。如：在管道连接上，如果不能严格按照施工规范和设计要求进行科学的、合理的施工，就会导致燃气在输送中发生泄露事件。防腐处理，采用钢管施工时，如果钢管管材防腐处理不合格，就会减少钢管的使用年限，钢管在被腐蚀严重的情况下，长期使用就会出现泄露，或是由于管内压力过大，发生钢管爆裂事件。
1.2专业技术人员素质较低
专业技术人员如果不能对施工起到帮助，就会影响施工质量，给管道燃气工程造成施工隐患。在施工中，专业技术人员要对自己的职业、行为负责。他们的每一个施工动作或是每一句话都有可能导致施工质量不合格。技术人员素质低、质量意识淡薄、作风蛮横，这些不够成熟的表现都是对工程质量的不负责任，对国家对社会的不重视。
1.3违反规定施工
在管道施工中，有些施工企业表面上对设计及规范很重视，实际在施工过程中严重违反规定，在材料上偷工减料，造成质量事故。野蛮的施工、不合理的施工工艺、不合格的施工材料，这些都是施工企业违反设计要求和规范、规定的行为，也是造成燃气工程施工质量不合格的重要因素。
1.4监管部门的力度不足
监管部门如果对施工企业监管力度不够，就会让施工企业有机可乘，尤其是在隐蔽工程上大做文章。监管不到位，对现场施工情况的不了解，对施工企业没有尽到协助、指导、教育培训的义务，都会产生工程质量隐患。
2管道燃气工程的技术管理
2.1企业自身的强化管理
要想杜绝隐患的发生，施工企业要严格管理，自我检查，加大管理力度，把规范落实到每一个员工身上。员工要通过不断的学习，提高自身的能力和业务水平。建立全面、细致、有效、科学的管理体系，保证每一个员工都能掌握运用。
2.2现场管理
技术人员要做好自身的管理，恪尽职守，将自己的能力发挥到最大，为企业提供技术支持。对于施工人员，首先要对技术进行交底工作管理，每一个特殊工种都应具备相应的资质和证件证明，这样能够保证专业化。其次，对施工人员进行管理教育培训工作，在提高其自身技术水平的同时，又能够更好地进行现场管理工作。
2.3严格使用原材料
国际工程大部分要求建立现场试验室或者应委托当地具有资质的试验室进行相关检查试验。有些合同会要求承包商自建试验室进行过程控制，同时要提交当地有资质的试验室报告作为质量合格的证明，试验管理是国际工程项目实施的重要管理内容之一。
1.国际工程设计管理
1.1国际工程设计特点
（1）国际工程设计一般是国际招标，设计公司提供的图纸往往是方案设计或初步设计，无法满足施工合同及施工准备的深度要求，因此承包商必须对设计意图进行领会和消化，在不违背原设计意图的情况下，重新绘制适应合同条件、符合相应规范及业主要求的深化施工图纸。
（2）在设计环节中，必须考虑施工图纸的审核时间。由于监理的审核时间往往拖得很长，一般需要一个月乃至更长时间，对项目的进展影响很大。因此有可能的情况下，在合同中对审核图纸的时间应给予明确规定，若在规定时间内未审核完毕，即视为审核通过。
1.2国际工程项目设计管理现状
（1）设计理念、设计思路方面，我国国内设计公司与国际市场的需求有差距，设计管理不符合当地国情，设计不能反映当地特色。
（2）缺乏国内技术支持，工作策划欠细致，主动沟通意识不足，设计管理模式不适合现场工作需要。
（3）基础资料掌握不详实，方案比选不细致，工程数量不准确，影响方案的确定。
二、国际工程资料管理
1.国际工程资料管理控制要点
（1）国际工程项目中实行集中统一管理、分级负责的原则，由国内主管单位统一管理，各项目管理体系保持一致。
（2）建章建制，保障国际工程项目档案的归档。
（3）加强国际工程项目的资料管理指导监督和考核。
2.国际工程项目资料归档难点及对策
（1）全过程监控境外机构档案管理。企业每年在对境外机构下达生产计划的同时，也下达对档案工作的考核指标，使境外工程项目档案工作纳入到企业管理计划中来。
（2）将境外机构工程项目归档情况与经济利益挂钩。由有关部门组织对其进行考评，并与其利润、营业额、合同额等各项指标完成情况一并考核计算总分，作为年终奖金发放的依据。
（3）最大程度地发挥档案的利用价值。必须使广大员工切身感受到档案工作的价值所在，愿意主动参与其中。
3.国际工程项目资料的分类
（1）基础文件：承包商从立项申、项目申报、审批、开工、竣工及备案全过程所形成的全部资料。
（2）监理文件：监理会议纪要、监理下发的不合格报告及不合格报告回复、监理通知、监理单位往来信函文件。
（3）设计文件，包括初步设计、技术设计、施工图设计，技术材料、自产产品设计（如空心砖、铝合金门窗、涂料、水磨石等）、设计计算书，关键技术试验，总体规划设计，设计评价，鉴定及审批等。
（4）施工资料：施工测量资料、施工技术文件、施工管理资料、施工记录、施工物资资料，施工试验资料。
三、国际工程项目工程验收管理
工程的竣工验收，是项目建设程序的最后一个环节，是全面考核项目建设成果，检查设计与施工质量，确认项目能否投入使用的重要步骤，竣工验收的顺利完成，标志着项目建设阶段的结束和生产使用阶段的开始，尽快完成竣工验收工作，对促进项目的早日投入使用发挥投资效益，有着重要意义。
（1）工程验收依据。经批准的施工图纸、设计变更单、设备技术说明书，相关专业技术验收规范，相关审批、调整文件、工程师指令、有关会议纪要、备忘录、签署的施工合同等资料。
（2）工程验收阶段划分。国际工程项目验收一般为单位工程、分部工程、分项工程、检验批，但不同国家不同监理对验收阶段的划分可能不同，以合同约定和当地法律法规为准。
