在原始社会里,生产力水平很低,人们大都聚集在有水的地方,依靠渔猎为生。水是人类生活的必需品,但有时它也给人类带来很大的危害。在同水打交道的过程中,人们逐渐认识了水的某些特性。如“利涉大川,乘木有功也”(《易经》),意思是骑着木头有利于过大河,懂得了“水能浮起木头”的道理。随着社会生产力的发展,生产工具也在不断改进,人们已有可能“编木为筏”,与此同时还能利用火烧和石刀、石斧的砍凿,把大原木挖空,做成独木舟,这样人们就能方便地在水上活动了。至于古代传说中提到黄帝的大臣共鼓、货狄发明舟,部落首领颛顼[zhuān xū专虚]发明浆、篙,帝喾发明舵和橹,尧发明纤绳等等,从根本上说,这些都是人民群众的创造。
商朝的甲骨文上有“舟”字,当时已经有木板船了。据甲骨卜辞记载,在商代后期,航运往往被奴隶主用作镇压奴隶反抗的工具。商王武丁时期,王室的奴隶曾大批逃跑,武丁下令乘船追击。这些船费了九牛二虎之力,前后用了15天,终于把奴隶捕捉回来。这个事件从一个侧面反映了商代航行技术的状况。到了周朝,水运有了进一步的发展。水路交通不仅利用自然河道,而且还开凿运河。春秋时期,最先开凿运河的是陈、蔡、楚等国。当时,为了改善陈、蔡两国间的交通,它们凿了一条不长的运河,将淮河的两条支流沙水和汝水连贯起来。楚国也凿了一条从都城郢(今湖北江陵北)到汉水的水道。不过,其中比较重要的和著名的运河有吴国沟通太湖和长江的胥河、沟通长江和淮河的邗[hán含]沟和沟通淮河和黄河的荷水,以及稍后的魏国沟通黄河和淮河的鸿沟。
春秋末年,阖闾、夫差父子相继为吴王时,吴国在伍子胥、孙武等人的帮助下,逐渐强盛起来。吴国为了攻打楚国,于公元前506年开挖了胥河,船舶可以从苏州通太湖,经宜兴、高淳,穿石臼湖,在芜湖注入长江,大大缩短了从苏州到安徽巢湖一带的路程。吴大败楚国后,继而又攻破越国,迫使越王勾践臣服于吴。取得两次重大的胜利后,夫差认为吴国在长江流域的霸主地位已经确立,决定进一步用兵北方,迫使北方诸侯也听从他的号令,于是在公元前486年“秋,吴城邗,沟通江淮”(《左传·哀公九年》),又修通了邗沟。古邗城在今扬州市西北郊蜀冈一带,其遗址经发掘,周约六公里。构筑邗城的目的,是在江北建立起进军北方的基地。凿邗沟是便于向北运送军队和粮食。邗沟后人又称山阳渎,据《水经注·淮水注》的记载,它从邗城西南引长江水,绕过城东,折向北流,从陆阳、武广两湖(分别位于今高邮县东西)间穿过,北注樊梁湖(今江苏省高邮市北境),又折向东北,穿过博芝、射阳两湖(位于兴化、宝应间),再折向西北,到末口(今淮安市东北)入淮河。邗沟渠线所以比较曲折,主要原因是要利用湖泊,以便减少工程量。从此,吴国军队通过这条运河从长江直接进入淮河,可以从水路上攻打齐国,进兵中原大地。这条运河全长约150公里,它开通后大大便利了南北航运,为后来江淮运河的发展奠立了初步基础。据史书记载,邗沟是我国,也是世界上有确切纪年的第一条大型运河。凿邗沟后的第三年,即公元前484年,吴军与齐军大战于艾陵(今山东泰安市南),齐军几乎全军覆灭。吴国打败齐国后,决定再开一条运河,进军中原,以军事力量为后盾,迫使原来北方诸侯首领晋国就范。那时,黄淮之间的东部,有两条较大的自然河道,一条是济水,原黄河的岔道;一条是泗水,最终流入淮河。泗水与济水很近,只要在两河间开一条运河,吴国的军队就可以从淮河进入泗水,通过运河转入济水,上溯济水,可达中原腹地。于是在公元前482年,吴国夫差就在今山东省鱼台县东和定陶县东北之间凿开一条新水道,因其水源来自菏泽,故称荷水。荷水同胥河、邗沟一样,都是吴国为了政治、军事需要而开凿的,但在后来长时间中,对加强黄河、淮河和长江三大流域的经济、政治、文化的联系,起到了重要作用。
公元前475年到前221年,是我国历史上的战国时期。最先进行变法的魏国成为这一时期七国中最先强盛起来的国家。魏惠王在位时(公元前369年—前319年),为了与列国角逐,迁都于大梁(今河南开封西北)。迁都后,魏国多次动工开凿以大梁为中心的运河,这就是历史上著名的鸿沟。鸿沟先在河南荥阳把黄河带有较多泥沙的水引入圃田泽(在今河南省中牟县西,已湮),使水中的大部分泥沙沉积在圃田泽中,既减轻下游渠道的堵塞,又使圃田泽起到水柜的作用,调节鸿沟的水量。然后引水向东,绕过大梁城的北面和东面,向南与淮河支流丹水、睢水、涡水、颍水等连接起来,许多自然河道连结成网,船只可以畅通无阻。鸿沟的开凿,不仅在黄河、淮河、济水之间,形成了一个相当完整的水上交通网,而且由于它所联系的地区都是当时我国经济、政治、文化最发达的地区,所以在历史上影响很大。 把长江水系与珠江水系连接起来的灵渠,是我国,也是世界上最古老的运河之一。那是在公元前221年,秦始皇顺应历史潮流,前后花了10年时间,统一了中原地区,接着又向岭南进军。但是战争并不像预料的那样顺利。五岭的险峻地形,使行军极度困难。粮草的运输主要靠人背牲口驮。运粮队伍要翻山越岭,走上好些日子,除去自己的消耗,到达营地时已经所剩无几了。更麻烦的是,行进在崇山峻岭的运粮队伍,往往要遭到敌人的突然袭击。粮草问题,更直接地说是运输问题,要是不能得到解决,作战根本无法取得胜利。就这样,常常空着肚子打仗的秦军进行了三年战争,还是没有什么明显进展。
公元前219年,秦始皇出巡到湘江上游,为了解决南征部队的粮饷运输问题,决定派水利专家史禄领导“凿渠运粮”,在五岭之上开一条运河。运河的路线,选在今天广西壮族自治区兴安县城附近湘江和漓江的分水岭上。这里两江相近,最近处不到1.5公里,山又不太高,相对高度20—30米。只需沟通两江,中原地区用船运来的粮草,就可以从水路一直越过五岭,进入岭南地区。为了完成这个任务,数十万秦军和民工,开石劈山,进行了艰苦的劳动。
他们经过五年多的努力,排除了许多困难和干扰。到公元前214年,这条长33公里的灵渠终于挖成了,运输问题解决了,秦始皇下令向岭南增派援军。这一次,秦军取得了完全的胜利,控制了岭南,并在今桂林、广州和雷州半岛等地方设置了三个郡。这样,秦朝就有了40个郡。中国出现了空前统一的局面,珠江水系与长江水系也可以直接通航了。
开凿灵渠的劳动人民,用他们自己的智慧和辛勤劳动,创造了许多山区河道行船的好办法。
在这些山区河道行船的好办法中,最重要的是如何使船“爬”上山的办法。我们勤劳而聪明的祖先懂得,船要“爬”山,对水面“坡度”就要有一定的要求。水面的“坡度”在航行术语上叫做“比降”。实践经验告诉我们,适合于航行的比降应在小于1/3000以下的范围,即在长3000米的水路上水位升高或下降不得超过一米。比降越大,水流越急,对航行越不利。而湘江水面和漓江水面的水位差很大,即使用筑堤的办法来提高水位,比降还是太大,离要求还是差得很远。怎么办呢?劳动人民想了好几种办法来解决这些困难。
首先,他们想方设法让船多走几个“之”字形。在开挖灵渠时,他们让河道迂回曲折,多拐几个弯。这样,有限的河道被延长了,当然比降——也就是水面的“坡度”就相应变得小了。船“爬”山也就容易得多了。
尽管这样做了,有的地方比降仍然太大,最高达1/160,也就是说,船每走160米,水位就要上升或下降一米。如果继续把河道延长,再多走几个“之”字形,让比降减小到1/3000,那河道就要延长20倍。我们暂且不谈在山上作这种延长从地理上来讲是不可能的,即使有可能,从工程上来讲也是不经济的。
于是,民间又发明了“斗门”,也叫做“陡门”,用现代的术语来说,就是船闸。在灵渠水位比降大而又不适于延长河道的地方,分别用巨石做了一个又一个的斗门。最多时设36座斗门,最少时也有10座斗门。每个斗门都有专用的工具,如斗杠、斗脚、斗编等。
船进入一个斗门后,随即把身后的斗门用专用的工具堵严,使其不能漏水,然后徐徐开启前进方向上的另一个斗门。随着斗门打开,水从前方的斗门涌进来,不一会,两个斗门间的水位就平了。于是船就可以前进到前一个斗门内,随后又堵住船后斗门,再打开前面斗门。如此周而复始,船就一级一级向山上“爬”去。同样道理,船也可以从山上一级一级“爬”下来,不过方向相反罢了。
除了使船“爬”上山的好办法外,劳动人民还创造了另外一种重要的好办法,就是实施了引湘江水入灵渠的“分水工程”。湘江上游的海洋河水量比较丰富,他们在海洋河上建立分水工程,以使灵渠保持充足的水量,便于船只从海洋河通过分水工程进入运河。分水工程位于兴安县城东南约两公里远的分水村。这里不是距离运河最近的地方,但是此处海洋河河床较高,大体与灵渠海拔高度相当,便于把水引入运河。所以也就舍近就远,把分水工程选择在此。分水工程包括人字形的拦河坝和铧嘴两部分。平时,坝下一段海洋河旧道不再通水,但来洪水时,大水可以翻越大坝流入旧道。铧嘴位于人字拦河坝顶端的河心,其作用与都江堰的角嘴一样,把海洋河水分成两部分,七分进北渠,三分入南渠。进入北渠的水,从人字坝向北,经过约3.5公里的渠道,到今洲子上村附近,回到湘江故道;进入南渠的水,经过人工开凿的4.5公里的渠道,引入灵渠,作为运河的主要水源。
灵渠是世界上最早的建造并使用船闸的运河,也是最早的跨越山岭的运河。在国外,最早的船闸直到1375年才在欧洲的荷兰出现,而这时我国已经是明朝了。我国古代劳动人民发明的这种利用船闸的行船技术,一直沿用到现代。在19世纪末开建、20世纪初建成的巴拿马运河,就是这样的一个例子。 除灵渠外,我国在世界内河航运史上占有重要地位的,还有一条著名的运河,就是世界上最长的京杭大运河。这条运河北与海河相连,南与钱塘江相接,将海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系,连成了统一的水运网。这是我国古代劳动人民改造大自然的一项奇迹。
我国的大江大河大都是从西往东横向流动的。在现代陆路交通工具还没有出现的情况下,开辟一条纵贯南北的水路运输,是很必要的。特别是在结束南北朝分裂局面,隋朝实现了全国统一之后,更显得十分必要了。当时,隋朝的政治和军事中心在北方,而南方江淮地区的经济却有了很大的发展。北方城市所需要的物资,特别是粮食,有很大一部分要依靠江淮地区供应。怎样把这些粮食源源不断地运到北方地区,这是摆在统治阶级面前必须解决的重大问题。大量的物资要从江淮运到长安,甚至运到北方边疆的军事重镇,采取什么运输方式好呢?当时陆上运输只有骡马大车和肩扛人挑,运输速度缓慢,运输量又小,费用和消耗却甚大,不能满足统治阶级的需求。只有利用水道运输,才能完成这项任务。所以,当时开凿运河是时代的需要和历史的必然。