嚴(yán) 歡 孫洪軍

(江蘇科技大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所，鎮(zhèn)江 212100)

氣候變化是貫穿人類歷史、影響社會(huì)發(fā)展的重要因素之一。從冰河時(shí)期人類種群的遷徙，到不同地域、民族間資源爭奪的戰(zhàn)爭，氣候變化一直在無形之中發(fā)揮著極其重要的作用，成為改寫歷史進(jìn)程的重要因素。在當(dāng)今社會(huì)，關(guān)于氣候變化的影響更是常見的討論話題，無論是全球性的溫室效應(yīng)還是地區(qū)性的洪災(zāi)旱災(zāi)，都對農(nóng)業(yè)、生態(tài)、水資源等方面的安全產(chǎn)生了或多或少的影響。氣候變化同樣對京杭大運(yùn)河產(chǎn)生深刻影響。京杭大運(yùn)河是我國古代杰出的水利工程、貫穿南北的經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈，全長1794公里，跨越10個(gè)緯度，自北而南流經(jīng)北京、天津兩市及河北、山東、江蘇、浙江四省，溝通海河、黃河、淮河、長江、錢塘江五大水系，跨越溫帶、亞熱帶兩大季風(fēng)氣候區(qū)。大運(yùn)河覆蓋區(qū)域廣、河道延伸長、運(yùn)行時(shí)間久，明清小冰期氣候的顯著變化必然對京杭大運(yùn)河的正常運(yùn)行產(chǎn)生沖擊。此前學(xué)界對運(yùn)河史的研究重點(diǎn)關(guān)注治河方略、閘壩工程、河道引水分水、管理政策及經(jīng)濟(jì)文化等方面，較少關(guān)注氣候變化對大運(yùn)河的影響。本文以明清小冰期為背景，以京杭大運(yùn)河為主題，通過政府應(yīng)對寒冷氣候的策略、采取的積極措施，闡明大運(yùn)河治理的科學(xué)思想和先進(jìn)技術(shù)。

1 明清小冰期與影響

1.1 明清小冰期

運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)世界存在的方式，世界的氣候永遠(yuǎn)處于變化之中。就全世界而言，近千年來氣候呈冷、暖交替波動(dòng)性變化。對于我國的氣候狀態(tài)而言，學(xué)界已有定論，著名氣象學(xué)家、地理學(xué)家竺可楨對中國近5000年的氣候變化進(jìn)行系統(tǒng)研究，他的研究成果證明：中國5000年以來的氣候變化可以細(xì)分為四個(gè)寒冷期與四個(gè)溫暖期，其中處于明清之際的第四寒冷期為我國近千年來氣候較為極端的時(shí)期。根據(jù)竺可楨的研究，這一時(shí)期的氣候即使在最溫暖區(qū)間也沒有達(dá)到漢唐時(shí)期的溫暖程度，其中公元1650—1700年間最為寒冷，北京在17世紀(jì)中葉冬季要比20世紀(jì)同期冷2℃之多[1]，由此可見第四寒冷期的嚴(yán)寒程度之高，而由于“第四寒冷期”橫跨中國明、清兩朝，約為明代嘉靖至清代道光年間(16世紀(jì)中期—19世紀(jì)中期)，所以在中國學(xué)界也稱之為“明清小冰期”。

1.2 氣候變化的影響

“小冰期”這一概念最早于1939年Fran?ois-Emile Matthes在美國地球物理學(xué)會(huì)的《委員會(huì)對于冰川的報(bào)告》(Report of committee on glaciers[2])中提出，代指15世紀(jì)初到20世紀(jì)初這一時(shí)間段，全球氣候進(jìn)入一個(gè)相對寒冷的時(shí)期。小冰期的低溫氣候特點(diǎn)十分顯著，尤其對氣候敏感、生態(tài)脆弱的高緯度和高海拔地區(qū)帶來的環(huán)境連鎖效應(yīng)十分突出，對農(nóng)業(yè)發(fā)展和植被生長，甚至對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。

繼竺可楨對我國小冰期氣候的開創(chuàng)性研究之后，諸多學(xué)者對此進(jìn)行了新的研究。譚明用北京石花洞石筍年層厚度建立的暖季溫度，其低溫時(shí)段與小冰期吻合[3]。羅建育等對臺(tái)灣湖泊沉積的分析指出，小冰期氣候多為冷干[4]。姚檀棟等對敦德冰芯氧同位素的分析認(rèn)為，小冰期的3個(gè)冷期分別為公元1420—1520年、公元1570—1680年和公元1770—1890年，其中最冷期為第2冷期[5]。王寧練等對青藏高原冰川的研究也表明，小冰期中存在明顯的冰進(jìn)和面積增大的現(xiàn)象[6]。楊保等人的研究表明我國從15世紀(jì)開始進(jìn)入小冰期，一直持續(xù)到19世紀(jì)中期，其中17世紀(jì)中期是其間最冷的時(shí)期[7]。

從明代中晚期開始，漫長寒冬的異常嚴(yán)寒對我國大部分地區(qū)都產(chǎn)生了影響。太湖、鄱陽湖、洞庭湖、淮河、漢水、黃河、黃浦江等江河湖泊都曾經(jīng)結(jié)冰，根據(jù)張德二的《中國三千年氣象記錄總集增訂本》進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體見表1。

表1 明清小冰期部分江河湖泊異常結(jié)冰統(tǒng)計(jì)

在此期間華南地區(qū)氣候也出現(xiàn)了明顯的反?，F(xiàn)象：明武宗正德四年(1509)廣東揭陽縣，“冬十二月，隕霜，厚三寸許”[8]；廣東潮州府，“冬十二月，隕雪，厚尺許”[8]。清世祖順治十三年(1656年)，五華縣“正月，大雪數(shù)寸厚，墻屋壓頹，果木凍死，好事者以雪為鰲山”([9]，頁1870)；清圣祖康熙二十二年(1683年)，始興縣“冬十一月，大雪，山間積至尺余，半月始消”([9]，頁2080)；同年，臺(tái)灣省也出現(xiàn)了降雪冰凍的記錄：“冬十一月，雨雪。是夜冰堅(jiān)厚寸余。從來臺(tái)灣無雪無冰，此異事也”([9]，頁2079)。廣東與臺(tái)灣兩省位于亞熱帶，下雪本就極為罕見，而明清之際竟有“隕雪”“大雪數(shù)寸厚”“冰堅(jiān)厚寸余”的記載，可見當(dāng)時(shí)溫度之低。而類似華南地區(qū)明清時(shí)期低溫氣候記錄不勝枚舉，由此可見小冰期嚴(yán)寒帶來的影響范圍之廣。

由于溫度的下降，明清時(shí)期的種植業(yè)受到嚴(yán)重的影響。清代文人葉夢珠在《閱世編》中記載：“江西橘柚，向?yàn)橥廉a(chǎn)，不獨(dú)山間廣種以規(guī)利，即村落園圃，家戶種之以供賓客”[10]。然而，在明清小冰期最冷的順治、康熙年間，橘柚卻常常被凍死，江西橘農(nóng)因此不再種植橘樹：“自順治十一年甲午冬，嚴(yán)寒大凍。至春，橘、柚、橙、柑之類盡槁，自是人家罕種，間有復(fù)種者，每逢冬寒，輒見枯萎。至康熙十五年丙辰十二月朔，奇寒凜冽，境內(nèi)秋果無有存者，而種植之家，遂以為戒矣”[10]。幾十年間，橘柚在江西的種植幾近消失，由此可見小冰期帶來嚴(yán)寒的程度之高及持續(xù)時(shí)間之久。

綜上所述，15—19世紀(jì)的明清小冰期期間，頻繁出現(xiàn)嚴(yán)寒天氣，對當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響；與此同時(shí)，明清小冰期對京杭大運(yùn)河的正常運(yùn)行也產(chǎn)生了顯著的影響。

2 小冰期影響運(yùn)河通航

修建京杭大運(yùn)河的主要目的是為了建立封建王朝的漕運(yùn)體系。明初統(tǒng)治者承元之故，漕運(yùn)仍以海運(yùn)為主，輔以河、陸兼運(yùn)。一者由江入海，經(jīng)由直沽口至通州或遼東；一者由江入淮、黃二河，自陽武縣陸運(yùn)至衛(wèi)輝府，再經(jīng)由衛(wèi)河至薊州。江南漕運(yùn)，則經(jīng)由江、淮運(yùn)至京城南京。永樂年間因遷都北京，糧食需求漸增，而海運(yùn)繁瑣艱難，淮、黃又事故多發(fā)，遂重修大運(yùn)河，即由杭州灣至北京的漕河。漕河因會(huì)通河的重修得以貫通，由此大運(yùn)河獨(dú)自擔(dān)負(fù)起整個(gè)國家漕運(yùn)的重任。漕糧由南方各地匯聚到京杭大運(yùn)河，再由漕船分批運(yùn)往“新都”北京。

秦嶺-淮河是中國地理的重要分界線，也是中國氣候區(qū)的分界線。一般而言，秦嶺-淮河以北為溫帶季風(fēng)氣候，以南為亞熱帶季風(fēng)氣候。京杭大運(yùn)河橫跨這兩大氣候帶，按具體河段劃分，通惠河、北運(yùn)河、南運(yùn)河、魯運(yùn)河、中運(yùn)河北部的蘇北運(yùn)河位于溫帶季風(fēng)氣候帶；中運(yùn)河南部的淮揚(yáng)運(yùn)河、里運(yùn)河及江南運(yùn)河處于亞熱帶季風(fēng)季候帶。對于受到小冰期影響的明清時(shí)期，如此的氣候帶劃分應(yīng)當(dāng)是不準(zhǔn)確的，大范圍的氣溫下降必然帶來氣候帶分界線(1月0℃等溫線)的南移。劉健等人的研究表明，中國東部等溫線在小冰期比中世紀(jì)暖期普遍由北向南遷移了0.5—1個(gè)緯度[11]。小冰期背景下等溫線的南移意味著京杭大運(yùn)河的更長河段處于封凍區(qū)，對于漕運(yùn)的消極影響更大。

小冰期帶來的寒冷氣候?qū)Υ筮\(yùn)河的航運(yùn)、堤壩的修守方面帶來嚴(yán)重的影響，在此背景下，催生出低溫下科學(xué)的治河思想與治河技術(shù)。

2.1 對航道的影響

持續(xù)低溫和嚴(yán)寒天氣對河道最大的影響就是冰封、冰凍。眾所周知，處于溫帶季風(fēng)氣候帶的河段冬季寒冷干燥，河道是有結(jié)冰期的；但是在一般情況下，處于亞熱帶季風(fēng)氣候帶的河段河道是無結(jié)冰期的。受到小冰期的影響，全球性的氣溫下降必然伴隨著現(xiàn)代意義上的1月0℃等溫線的南移。加之位于亞熱帶季風(fēng)氣候帶的河段又覆蓋了東亞季風(fēng)盛行的長江中下游地區(qū)，其冬季風(fēng)盛行時(shí)亦會(huì)帶來強(qiáng)降溫天氣，致使現(xiàn)代意義上的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的運(yùn)河段出現(xiàn)了大規(guī)模的冬季河道封凍現(xiàn)象。

對京杭大運(yùn)河來說，北方地區(qū)運(yùn)河冬季結(jié)冰是常態(tài)，而南方地區(qū)運(yùn)河結(jié)冰是異態(tài)。筆者根據(jù)《中國三千年氣象記錄總集》中的文獻(xiàn)記錄統(tǒng)計(jì)了15世紀(jì)中到19世紀(jì)末淮揚(yáng)運(yùn)河、江南運(yùn)河及浙東運(yùn)河相關(guān)的結(jié)冰事件，具體見下表(表2、表3、表4)。

表2 15世紀(jì)中—19世紀(jì)末淮揚(yáng)運(yùn)河結(jié)冰相關(guān)事件統(tǒng)計(jì)

表3 15世紀(jì)中—19世紀(jì)末江南運(yùn)河結(jié)冰相關(guān)事件統(tǒng)計(jì)

續(xù)表3

表4 15世紀(jì)中—19世紀(jì)末浙東運(yùn)河結(jié)冰相關(guān)事件統(tǒng)計(jì)

續(xù)表4

由于當(dāng)時(shí)政府并沒有設(shè)置運(yùn)河氣象觀測部門，因而其間運(yùn)河的直接氣象記錄尤其是冰凍記錄并不存在。表2、表3和表4中的數(shù)據(jù)是運(yùn)河流經(jīng)州縣的氣象記錄，其中部分?jǐn)?shù)據(jù)是由筆者根據(jù)與淮揚(yáng)運(yùn)河、江南運(yùn)河及浙東運(yùn)河流經(jīng)地區(qū)結(jié)冰事件作為參考，以此作為間接證據(jù)分析同緯度運(yùn)河河段可能的冰凍情況。

總體而言，15世紀(jì)中到19世紀(jì)末淮揚(yáng)運(yùn)河、江南運(yùn)河及浙東運(yùn)河的結(jié)冰事件并不算太多。筆者分析這是由于近百年來受到小冰期的影響，運(yùn)河南段的部分區(qū)域的干濕度變化大，旱澇災(zāi)害頻繁，使得地方志中過度強(qiáng)調(diào)旱澇災(zāi)害而忽視了對運(yùn)河河道的冰封的部分記錄。李德楠在《道光十一年冬季嚴(yán)寒對京杭大運(yùn)河運(yùn)作狀態(tài)的影響》中也曾分析過類似問題，并注明這是文獻(xiàn)記載中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)問題[12]。

由表5及圖1可以看出，15世紀(jì)中到19世紀(jì)末淮揚(yáng)運(yùn)河、江南運(yùn)河及浙東運(yùn)河結(jié)冰頻次高低的數(shù)據(jù)與當(dāng)前學(xué)界對明清小冰期冷暖期的界定基本吻合。

表5 15世紀(jì)中—19世紀(jì)末京杭大運(yùn)河南段河道結(jié)冰次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖1 15世紀(jì)中—19世紀(jì)末京杭大運(yùn)河南段河道結(jié)冰次數(shù)統(tǒng)計(jì)折線圖

談遷在《北游錄》中對江南運(yùn)河冰凍的記錄是一個(gè)具有很強(qiáng)說服力的證據(jù)。順治十一年(1654)“十月凍舟，吳門冰厚三寸有奇，各舟募?jí)咽?，以輕舟先之，斫冰日行三四里……自通灣凍至嘉興……臘月始冰，于十月末之前聞也”([13]，頁89)?！犊滴跷溥M(jìn)縣志》記載運(yùn)河冰凍情況：“十一年十二月運(yùn)河腹堅(jiān)，先三日巨風(fēng)大作，晝夜不息，雪深數(shù)尺，樹木、群獸多凍死。自京口至達(dá)蘇、杭、輪蹄雜沓竟如兗、冀。太湖舟楫不通，歲綱、正綱皆履冰而行”[14]。

談遷在《北游錄》中也記載了北運(yùn)河的冰凍情況。順治十年(1653)，“閏六月甲子朔，客嘉興”([13]，頁1)，陽歷7月24日[15](根據(jù)徐錫祺編撰的《新編中國三千年歷日檢索表》可知順治十年閏六月甲子朔為陽歷7月24日，下文日期皆為此書推算所得)，談遷從嘉興出發(fā)，由運(yùn)河坐船駛往北京。在陽歷11月7日(九月庚戌)[15]，抵達(dá)天津，11月18日(九月辛酉)[15]準(zhǔn)備從天津出發(fā)時(shí)，北運(yùn)河已然封凍。11月20日(十月癸亥朔)[15]，談遷見河道仍舊冰凍，便登岸陸行：“九月庚戌。發(fā)四里抵天津衛(wèi)……辛酉，自天津來，恒陰，又河始冰……十月癸亥朔，河冰益堅(jiān)，度車騎”([13]，頁41—42)。談遷在北京住了三年，于順治十三年(1656年)啟程返航(《北游錄》原文并未標(biāo)出返航年份，結(jié)合書中下文“三月庚辰朔”([13]，頁136)及《新編中國三千年歷日檢索表》中的日期可推得談遷返航的日期為順治十三年)?！?二月)己未，驚蟄節(jié)，河冰例節(jié)后而解……辛酉，冰始泮”([13]，頁134)。在陽歷的3月7日(二月辛酉)[15]北運(yùn)河方才解凍。

結(jié)合地方志和談遷的記載可以推算出，順治年間，北運(yùn)河每年封凍時(shí)間至少長達(dá)100天以上，比竺可楨記錄的上世紀(jì)三四十年代華北最冷冬天時(shí)運(yùn)河封凍的時(shí)間要長近一倍(天津附件楊柳青站記錄1930—1949年運(yùn)河冰凍56天[1])。如此長時(shí)間的河道封凍期在歷史上也是少有的，這也與近年來學(xué)者對小冰期研究得出的17世紀(jì)中葉更為嚴(yán)寒的結(jié)論相吻合。

北運(yùn)河的長時(shí)間冰凍，致使漕船時(shí)常被凍阻而無法正常航行。政府為保證漕運(yùn)的正常運(yùn)作，設(shè)立“漕運(yùn)程限”，其主要內(nèi)容是嚴(yán)格限定漕運(yùn)四個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的期限：一是在州縣或水次倉收漕、出兌、開幫的期限；二是漕糧過淮、過洪的最后期限；三是漕糧最遲到達(dá)京通倉的期限；四是漕船回南的期限[16]。即便有如此嚴(yán)格的規(guī)定，受嚴(yán)寒天氣的影響漕船被凍阻在河道、違誤期限的記錄仍然是不勝枚舉。

根據(jù)李俊麗對明清時(shí)期天津漕運(yùn)的研究，從明中后期開始一直到清朝末期，漕船被凍阻在天津及其附近地區(qū)的事情幾乎每年都會(huì)發(fā)生，絕非偶然現(xiàn)象[17]。明清時(shí)期漕船有時(shí)是北航來遲，以至于在結(jié)冰季節(jié)才到達(dá)天津地區(qū)，從而被凍阻于此，如崇禎元年(1628)“關(guān)內(nèi)凍阻糧船六百零六只，共米三十萬二千五百四十九石零”[17]；康熙五十一年(1712)“九江嚴(yán)州等幫凍阻東光、靜海等處”[17]。有時(shí)是勉強(qiáng)抵京通倉，在回空南返時(shí)遭遇運(yùn)河結(jié)冰被凍阻河道，不能順利南返。如康熙三十五年(1696)，“江淮、興武二衛(wèi)漕船凍阻，不能回南”[17]；乾隆四十九年(1784)，由于漕船北航來遲，回空時(shí)遭受凍阻，“浙江處前等九幫回空船只，于各該處凍阻?！盵17]拋開漕運(yùn)官差自身的主觀原因，小冰期帶來的冬季嚴(yán)寒氣候是加重明清時(shí)期漕船凍阻的重要客觀原因。

2.2 對堤壩的破壞

凌汛，俗稱“冰排”，是一種高緯度或低溫地區(qū)河流經(jīng)常發(fā)生的水文現(xiàn)象。冬季結(jié)冰的河道，待到春暖之時(shí)，緯度低的上游比緯度高的下游率先解凍，冰凌順?biāo)魈试斐上掠魏拥辣杈奂?，形成冰塞或冰壩，堵塞河道，大幅度抬高水位，順流而下的冰凌?huì)對堤壩造成沖擊破壞，導(dǎo)致下游堤防潰決?！拔覈狈降暮恿鳎琰S河、黑龍江、松花江，冬季都有可能發(fā)生凌汛，其中黃河凌汛洪水在發(fā)生頻次和規(guī)模上遠(yuǎn)較其他地區(qū)高”[18]。

小冰期帶來的異常嚴(yán)寒氣候提高了凌汛現(xiàn)象發(fā)生的頻率。處于溫帶季風(fēng)氣候帶的蘇北運(yùn)河，同時(shí)也是黃河、運(yùn)河交匯的區(qū)域，每年都會(huì)發(fā)生不同程度的凌汛。根據(jù)清中期《南河成案續(xù)編》一書的記載，自乾隆五十七年(1792)至嘉慶二十二年(1817)，26年間共發(fā)生凌汛18次，發(fā)生頻率之高可見一斑(表6)。

表6 《南河成案續(xù)編》中的凌汛記錄表

從負(fù)責(zé)監(jiān)察凌汛的官員們的奏折中，可以找到凌汛對蘇北運(yùn)河帶來的影響：第一是冰凌壅積的隱患，“河工冬至以后立春以前為凌汛之期，恐致冰凌壅聚為患”[19]；第二是對堤壩埽段的破壞。埽段是古人用繩纜、木樁將薪柴(秸料、柳枝等)連結(jié)成整體而筑成的護(hù)岸御水工程[20]?！懊磕甓烈院罅⒋阂郧盀楹庸ち柩粗?，凡迎溜頂沖埽段防護(hù)稍有未周，易致鏟削多糜料物，而河勢兜灣流澌聚，尤易壅遏”[21]。

黃河、運(yùn)河的凌汛每年都可能發(fā)生，而明清小冰期無疑會(huì)延長黃河、運(yùn)河的結(jié)冰期，增加黃河、運(yùn)河凌汛發(fā)生的頻次。凌汛不僅會(huì)壅遏黃、運(yùn)交匯的蘇北運(yùn)河，而且冰凌順流而下的沖擊力會(huì)對運(yùn)河的埽段產(chǎn)生鏟、削等形式的破壞。

3 政府的應(yīng)對措施

3.1 打冰以利通航

由上文可知，時(shí)常有漕船在運(yùn)河北段被凍阻而無法正常航行，而漕船一旦陷入凍阻、守凍的狀態(tài)，便會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。守凍船只無法及時(shí)返航更會(huì)導(dǎo)致來年缺船運(yùn)糧，或是加重陸運(yùn)負(fù)擔(dān)，致使來年漕運(yùn)無法按時(shí)完成；而遲滯船只來年抵京之時(shí)又有陷入守凍的危險(xiǎn)，以此形成惡性循環(huán)。為解救受困漕船脫離困境，繼續(xù)北上或南下，河務(wù)部門發(fā)明了一種“打凌船”和幾種“打凌器”用以破冰：“諭內(nèi)閣、吳璥等奏：雪后嚴(yán)寒，回空阻凍，現(xiàn)在竭力敲冰，設(shè)法籌催在后各幫情形一摺……其需用打凌船只器具，以及兵夫飯銀、添雇纖夫挽運(yùn)等費(fèi)均……”[22]。

道光年間，時(shí)任江南河道總督麟慶撰寫《河工器具圖說》，此書記載了部分破冰、防凌、疏凍的河工器具，其中就有打凌船和部分打凌器。

打凌船(圖2)為打凌人駕駛用于打凌的小型船舶，像小蚱蜢舟，由一人搖動(dòng)雙槳行船，多人站于船上，各自攜帶打凌器進(jìn)行破冰作業(yè)，“船底須用竹片釘滿，凌遇竹，格格不相入，庶幾可以御之”([23]，頁222)，船底釘竹的措施既可以防止冰塊擠壓入船底，使得船底受到保護(hù)，又可以防止船底被冰凌阻塞而壅水。冰塊從船側(cè)沖過時(shí)被打凌器擊碎，碎冰隨流水而下，使得航道不至于壅積阻水。

圖2 《河工器具圖說》中打凌船([23]，頁222)

打凌器(圖3)即打凌人用以打凌的工具，包括打凌槌、石磨、鐵穿和三稜橛。打凌槌為長柄木錘，錘頭根據(jù)材質(zhì)可分為石質(zhì)、鐵質(zhì)和木質(zhì)三種，錘柄選“根大而重”的柳根最佳，由古人捶打藥物的石錘演化而來([23]，頁218)。石磨，“時(shí)用凡遇大汎水漲澑激掛柳，護(hù)堤非石磨不足以墜柳株”([23]，頁232)，原用于加固護(hù)堤的柳株，作為打凌器使用時(shí)用繩子系住用以撞擊冰塊。鐵穿，兩頭寬大，中間挺直，整體如橛子的形狀([23]，頁220)；三稜橛頭部尖銳，柄身長約7尺至1丈([23]，頁220)。鐵穿和三稜橛兩者皆為鐵頭木柄，是在船上使用的破冰器具，主要用于鑿擊冰凌。

圖3 《河工器具圖說》中的打凌器具([23]，頁217、219、31)

《續(xù)行水金鑒》中有描述河官采用敲、鑿的方法來解決運(yùn)河河道結(jié)冰的問題。“天氣愈寒，不特黃河以北節(jié)節(jié)凍阻，即黃河南之淮揚(yáng)、寶應(yīng)運(yùn)河冰凌亦大，間斷阻凍……多雇夫船，晝夜敲鑿疏通……但得氣候稍融，人力可施，臣等即設(shè)法敲冰，籌催歸次”[24]，“然須冰凌鑿出河槽，幫船始可行走”[25]。但筆者并未從相關(guān)文獻(xiàn)中再找到詳細(xì)的打凌器具在運(yùn)河破冰中的應(yīng)用情況，在《續(xù)行水金鑒》中有描述“李奕疇、黎世序奏……嚴(yán)飭將備弁丁協(xié)同地方官添辦器具，認(rèn)真敲凍”[26]，李奕疇是嘉慶年間的漕運(yùn)總督、黎世序?yàn)闀r(shí)任南河河道總督，編撰《河工器具圖說》的完顏麟慶是道光年間的江南河道總督，而《河工器具圖說》是一本總結(jié)了前人河工器具的具體樣式、沿革、構(gòu)造及使用方法的著作，由此筆者推斷，上述打凌槌、石磨、鐵穿和三稜橛等破冰器具必然是運(yùn)河河官們用以破冰的器具，而唯有時(shí)任江南河道總督的完顏麟慶把它們詳細(xì)記錄下來。

3.2 防凌捍護(hù)堤岸

為應(yīng)對凌汛帶來的破壞，河官們使用一種名為“逼凌樁”的器具以減少或避免冰凌對堤岸的沖擊。時(shí)任河?xùn)|河道總督的吳璥在奏折中記載：“臘月中旬以來，風(fēng)雪交加，積凌較厚，臣督飭文武廳汛各員，照依成法，多掛逼凌樁板，加意防護(hù)。并于積凌凝聚處所雇用劃船，派令兵夫，實(shí)力敲鑿疏通，不任稍有壅積?！盵21]時(shí)任江南河道總督的陳鳳翔也在奏折中說：“上年十二月內(nèi)，天氣嚴(yán)寒，得雪廣遠(yuǎn)，大河冰凌甚為堅(jiān)厚，經(jīng)督松筠、蔣攸铦嚴(yán)飭各廳營將臨黃埽段安設(shè)逼凌樁板，并派撥兵夫在于兜灣凝聚處所雇用劃船敲鑿疏通，以免壅積為患?！盵27]可見，河官們察覺到氣候異常后，在河凍之前便將“逼凌樁”掛于埽段前，用以防護(hù)堤壩。

《河工器具圖說》中有對逼凌樁(圖4)的簡單介紹：“上游冰凌隨水而下謂之淌凌，或大如山或小如盤，其性甚利，埽段遇之最易擦損，則用丈余長木排護(hù)迎溜埽前，名逼凌樁”([23]，頁216)，由此可見，“逼凌樁”是由約3米長的樁木排構(gòu)成主體，其作用是防止凌汛時(shí)上游冰凌對下游埽段的沖擊、擦損。關(guān)于“逼凌樁”的安置，在《河工器具圖說》也有說明：“惟是排樁之法，必須先將下節(jié)用蘇纜連環(huán)扣住，然后入水，再于上埽生根，用細(xì)鏈扣緊”([23]，頁216)。

圖4 《河工器具圖說》中的逼凌樁 ([23]，頁215)

清嘉慶年間江南河道總督徐端編撰的《安瀾紀(jì)要》中也有對“逼凌樁”的記錄，較麟慶的《河工器具圖說》更為詳細(xì)：“逼凌樁乃凌汛時(shí)各工用以護(hù)埽者，然悉心體察，甚不得力。蓋霜降后水落歸槽，各工埽段高出水面五六七尺不等，所掛樁木長二三丈不等，掛樁之法于迎溜埽段前眉隔五尺空擋，釘橛一根，用繩系住樁尾，將樁頭侵入水內(nèi)?！盵28]這同《河工器具圖說》所描述的“逼凌樁”幾乎一樣。最初的“逼凌樁”僅是用柳條或繩索簡單系住樁尾，樁尾系于埽前約距五尺的小木樁上，樁頭侵入水內(nèi)，立于埽段迎水面前的短木樁的空檔中。這種設(shè)計(jì)在上游解凍，冰凌隨之而下時(shí)仍然不能阻止冰凌的沖擊，埽眉依舊會(huì)有被擦損的危險(xiǎn)。

隨后河工們在實(shí)踐中對“逼凌樁”進(jìn)行改進(jìn)。樁木的下節(jié)先用蘇纜連環(huán)扣住置于水中，再用細(xì)鐵鏈把樁排和埽段的上游端相連接，這樣冰凌經(jīng)過時(shí)就不會(huì)擠動(dòng)“逼凌樁”，造成進(jìn)一步破壞?！暗桎h最利力能截木，所有樁木必用連青毛竹片子，迎水一面密釘庶無截?cái)嘀?。如無毛竹以鐵皮裹之亦可”[28]，可這樣的設(shè)計(jì)依舊不能防止鋒利的冰凌帶來的刮損隱患，河工們便想到用毛竹片或鐵皮密釘于樁木的迎水面，以應(yīng)對上游鋒利冰凌順流截?cái)鄻赌镜奈ｋU(xiǎn)。對于“逼凌樁”的入水高度，河工們根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也有標(biāo)準(zhǔn)。樁排浸入水中的高度為二尺，露出水面的高度為三尺，“總須入水二尺，出水三尺以防長冰”[28]，以此預(yù)防過長冰塊的沖擊。

除此之外，還可在埽前安置小木排，浸入水中約二尺的高度以擋護(hù)埽段的捆纜處，這個(gè)小木排的設(shè)計(jì)需要仿照另一種河工器具“冰滑”的設(shè)計(jì)，“或于埽前扎小木把，入水二尺，亦可擋護(hù)其捆纜之處，仍需仿照木龍上冰滑式，否則亦有散簰之慮”[28]，以防其自身被沖垮。冰滑在《河工器具圖說》中有介紹：“冰滑每排以毛竹十，雙層并疊，每三排以大竹劈片貫串編成，凡安木龍多在霜后，大河冰凌下注纜，最易擦損，置此龍旁以為外護(hù)”([23]，頁254)。由上述對冰滑的簡介和圖5可以推斷出，由三排毛竹組成的冰滑，其各層的連接處并沒有置于迎水面上，如此設(shè)計(jì)可以避免冰凌對其連接處的破壞，以防止冰排整體散架。

圖5 《河工器具圖說》中的冰滑 ([23]，頁253)

可以看出，徐端的《安瀾紀(jì)要》側(cè)重于介紹“逼凌樁”在實(shí)踐中日趨成熟的設(shè)計(jì)演變，這也讓我們從中看出我國古人重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與運(yùn)用的科學(xué)治河思想。

綜上所述，打凌船、打凌器和逼凌樁等打冰、防凌器具的出現(xiàn)，體現(xiàn)了古人在惡劣氣候環(huán)境下誕生的科學(xué)的治河技術(shù)和思想。打凌船小巧的設(shè)計(jì)及釘滿竹片的船底，在保障船體自身安全的同時(shí)也方便破冰的批量化作業(yè)。在進(jìn)行打凌作業(yè)時(shí)，既有進(jìn)行整體破冰的打凌槌、石磨，又有進(jìn)行局部擊破的鐵穿、三棱橛，從整體到部分全面地保障了河道的安全與暢通。逼凌樁板采用韌性良好的樁木作為主體，搭配上迎水面釘置的軟竹片和鐵皮，不僅將冰凌順流而下產(chǎn)生的集中勢能分散到更大的受力面上，從而降低了單個(gè)冰凌的巨大沖擊力，同時(shí)也阻止了鋒利冰塊對埽體的刮、削，全方位保障了下游堤岸的安全。

在沒有現(xiàn)代化設(shè)備與自動(dòng)化技術(shù)的背景下，古人通過自身的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，開發(fā)出了科學(xué)、合理的破凌器具，掌握了系統(tǒng)、有效的打冰、防凌方法，減輕了小冰期引起的嚴(yán)寒氣候?qū)Υ筮\(yùn)河正常運(yùn)作的影響，以保證漕糧的安全運(yùn)輸。

4 結(jié)語

明清小冰期給當(dāng)時(shí)的社會(huì)帶來了更加寒冷的冬季，對京杭大運(yùn)河的正常運(yùn)作產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。在運(yùn)河航道方面，運(yùn)河北段河道冰凍期較正常時(shí)期更長，南段河道在部分嚴(yán)寒年份亦會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模冰凍，冬季航行的漕船時(shí)常有凍阻的危險(xiǎn)。在堤防修守方面，小冰期增加了冬季河道凌汛現(xiàn)象發(fā)生的可能性，加大了蘇北運(yùn)河堤岸受損的危害。在此惡劣氣候環(huán)境之下，催生了古人科學(xué)的治河技術(shù)與思想。面對河道的異常冰凍，河務(wù)部門發(fā)明了打凌船和打凌器，打破厚冰，為漕船開辟前進(jìn)的航道；為應(yīng)對凌汛對堤岸的破壞，河務(wù)部門發(fā)明了逼凌樁，并積極地總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，最大程度上減少冰凌對埽段、堤岸的沖擊。以上治河技術(shù)和思想，是我國古代樸素唯物主義應(yīng)用于實(shí)踐的典范，雖然不能從根本上解決問題，但亦減少了小冰期對京杭大運(yùn)河的影響，盡最大可能保障運(yùn)道的暢通，體現(xiàn)了我國古人在河道治理方面的高超智慧。