中国大运河与万里长城同为中华文明的标志性工程。自春秋末年吴王夫差开邗沟至20世纪初，在长达2500年的历史时期，以都城为目的地的大运河持续建设与经营，留下了各时期政治、经济、技术、文化形态的深刻印迹，实证了中华民族自强不息的民族精神和伟大创造力。
元明清（13-19世纪）京杭运河示意图
由于地理环境、水系关系、水资源条件的复杂情况，京杭运河面临水源供给、地形高差、黄河冲淤、防洪安全等诸多问题，都关系到水运畅通与否。本期，让我们随小水滴一起，探索大运河是如何解决这些技术难题并实现南北贯通的吧！
中国地形总体呈西北高东南低，山系以东西走向和东北西南走向为主。由于我国主要河流大都自西向东流入大海，水系分隔的地理环境是我国南北向大运河开挖的基本背景。
大运河南北纵横贯穿于黄淮海平原、长江三角洲平原、两浙平原，沟通海河、黄河、淮河、长江、太湖、钱塘江及甬江几大流域水系，沿线最大地形高差高达50米，多年平均降雨量从500mm—1500mm不等。中国大运河是世界上穿越天然江河最多，路线最长的运河，地形条件、水系关系非常复杂。京杭大运河通过一系列水利工程措施，完成了大跨度的水系沟通和地形跨越，实现全线贯通。
京杭运河纵剖面图
★首先要能够穿越多条自然河流
大运河南北纵贯中国东部平原，与运河直接相关的主要河流和湖泊有80余条（个）。古代运河穿越自然河流的方式都是平交，要解决好水位衔接、水量调节、泥沙淤积等问题，需要建很多工程设施。这其中以穿越黄河与淮河最难。
自1128年黄河夺淮后，运河与黄河、淮河交汇于淮安清口。为避免黄河淤积南北运口、保障运河水源充足，同时处理好黄淮故道河床淤积、洪水下泄等问题，清口成为水利工程设施最为密集的区域。见图：
清口枢纽水利工程分布图
水利工程还造就了一座巨大的人工水库——中国第四大淡水湖洪泽湖。
洪泽湖-清口水利枢纽
★还得战胜地形高差，跨越分水岭！
会通河位于大运河地势最高的一段，如何跨越分水岭，成为影响大运河全线贯通的关键。
通过元、明两代多位水利科学家的努力，建成了包括戴村坝-南旺枢纽与运河上40多座节制闸群在内的工程体系，通过远距离引水、科学分水、有效节水等多种措施，成功实现了在没有石化动力下运河对分水岭的跨越。见图：
戴村坝-南旺枢纽工程体系示意图（至20世纪前）
戴村坝
会通河上的水闸（引自（清）鳞庆，鸿雪因缘图记）
乐乐
★运河没水可不行，水源工程是关键！
北京的通惠河位于大运河的最北段，地势西高东低，由于沿线没有天然河流汇入运河,只能人工引水进入运河。元代著名水利专家郭守敬规划，自昌平引白浮泉、玉泉等泉水，由白浮瓮山河（今京密引水渠）引至瓮山泊（今昆明湖）调蓄，再经长河将水引至积水潭（今北海、什刹海、中海、南海等的统称）再次调蓄，然后进入通惠河，使漕船能够直达北京。见图：
（元代）通惠河水源工程及路线图
昆明湖（2010）
紫竹院公园里的长河（2009）
★洪水来了怎么办？大运河是如何防洪的？
大运河部分河段比如南运河、北运河，水运的同时还是行洪河道。防洪安全也是运河畅通的基本保障。为此，南、北运河上还开了好多“减河”，将汛期多余的洪水排泄入海。见图：
南、北运河上的减河
筐儿港减河
南运河哨马营减水坝遗址
小水滴们
★最后，船只是如何通过运河上的闸坝，畅游南北的呢？
为了调节高差、节制水量，运河沿线拦河修建了许多闸坝工程，船只要想顺利通过，在古代可是颇费周折。
拖船坝又称拨船坝，使用人力或畜力将船只拖越过坝。如图：
运河上船只过坝图（18世纪英国访华团所绘）
牛拉船只过坝照片（20世纪初杭州地区）
1938年天津附近运河中等待过船闸的船只
“复闸”通过两个或两个以上的水闸联合运用，使船只平稳跨越水位差，它的工作原理与现代船闸相同，但在宋代就出现了，这比欧洲早了300多年。
北宋元符二年（1099）京口复闸工程布置及工作原理示意图
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