春秋战国至南北朝大型引水渠道工程的技术成就
——《中国古代灌溉工程技术史》第二编第一章第二节
第二编 大型灌渠及陂塘技术的发展（春秋战国至南北朝）
第一章 引水渠系
第二节 大型引水渠道工程的技术成就
我国早期大型引水渠道工程漳水渠、都江堰和郑国渠，都创建于战国时期，之后经不断整修，工程逐渐完美。这三大灌渠工程取得的技术成就光彩夺目，是我国水利史上的奇葩，足以引起世人的瞩目。
一、多首制引水工程——漳水渠
漳水渠，又称漳水十二渠、西门渠，建在战国初魏国的邺地。邺县辖境相当于今河北临漳县、磁县南部及河南省安阳县北部。该地处于漳水由山区进入平原的地带，山区水流湍急，进入平原，流速减缓，夏秋暴雨季节，漳河排泄不及，常泛滥成灾。当地土豪和巫婆串通，利用洪灾，兴办祭祀河神的“河伯娶妻”活动，借机横征暴敛。为了经营好这个东方战略要地，魏文侯二十五年（公元前421年）任西门豹为邺县令（62）。西门豹以解除漳水危害为己任，他破除迷信，严惩害民的乡官巫婆，解除了治水的阻力，发动民众兴修漳河水利，“凿十二渠，引河水灌民田，田皆溉”（63），创建了著名的漳水十二渠。此渠是我国古代明确见于记载的最早的大型渠系引水灌溉工程。
一百余年后，因渠道年久失修，失去灌溉效益。魏襄王（公元前318一公元前296年）任史起为邺令，“引漳水溉邺”，重修了漳水渠。故左思《魏都赋》称：“西门溉其前，史起灌其后。”【1】史起引漳水着重于淤灌改良盐碱地。之后，漳水渠一直运行良好，直到汉代元帝时褚少孙补作《史记·滑稽列传》时仍说：“至今皆得水利，民人以给足富。”
漳水渠能够发挥长期的效益，这与工程技术的卓越有很大的关系。
首先，漳水渠渠首位置选择合理。漳水渠渠首工程位于邺城西18里至38里的河段上。东晋陆攔《邺中记》称：天井堰引邺西漳水，“十八里中细流东注邺城南，20里中作二十堰（应为十二堰）”。天井堰是漳水渠的重建工程，邺西18里为末一堰，上溯20里为有堰段，约在今丰乐镇至三户津之间（64）。该段位于漳河出山处，岸基坚硬，河床稳定。渠道引水口设置于此，工程可以稳固。渠首又处于漳河冲积扇的顶上部，可控制较大的灌溉面积，利于自流引灌。
第二，采用分段筑坝，多渠口取水的渠首结构。《水经注·浊漳水》记载：“昔魏文侯以西门豹为邺令也，引漳水以溉邺，民赖其用。其后至魏襄王，以史起为邺令，又堰漳水以灌邺田，咸成沃壤，百姓歌之。魏武王（曹操）又竭漳水，回流东注，号天井堰，二十里中作十二磴，磴相去三百步，令互相灌注，一源分为十二流，皆悬水门。”陆氏《邺中记》云：“水所溉之处名曰晏陂泽。故左思之赋魏都也，谓‘磴流十二，同源异口’者也。”天井堰是漳水渠的复修工程，是按西门渠的遗迹修建的，因此从天井堰的渠首工程结构可推知初建时的状况。
“磴流十二”中的“磴”，唐李周翰注左思《魏都赋》说：“磴，级次，泄水之处，言有十二也。”所以“磴”是梯级，此处指横栏漳河的低溢流堰。20里中共修了12个堰，每磴相距300步。溢流堰的作用：一是壅高漳河水位，便于引水。该处河床纵比降大，水流湍急，只有筑坝才能满足渠道引水的水深要求，保证渠道自流进水。二是堰上过水，泄流防洪。雨水季节，漳河洪水从堰上泄流，能保证渠道安全；平常时期，则引水灌溉。
12座堰可能皆是堆石堰，材料是用块石垒砌而成。如果设堰高为2米【2】，边坡1：15，则底宽为60米，堰长500米计算，l2座堰用石近四十万方。加上立水门，开渠道，工程量不算小。故褚少孙补《史记》卷一二六《滑稽列传》称：“当其时民治渠少烦苦，不欲也。”《吕氏春秋·乐成》谓：“邺民大怨，欲藉史起。”可见因工程量大，兴修水利工程的确不易。
“同源异口”，“一源分为十二流，皆悬水门”，即指水源为一个，即漳水，而设有12个渠口，12条引水渠，各渠口设有进水闸。渠口和进水闸设在溢流堰的南端上游。进水闸的设置利于控制引水量的多少，洪水期间可关闭闸门，将过多的洪水挡于渠外。12条引水渠最后汇总为一条总干渠。见下页图2-1-2-1。
多首制引水是漳水渠工程的最大特点，这是适应当地地势、水情因地制宜的一种创造。为什么修12道堰呢？因为此处漳河坡陡流急，洪水流量大。据现代测量，这段漳河纵比降约在百分之一到二百分之一之间，五十年一遇的流量可达7000立方米／秒。如果集中修筑一座大坝，坝高易冲毁，技术的难度在当时不能克服，而分段修筑12座堰，就较易施工和维护。又多道低堰利于削减水能，一道道堰犹如消力坎，能减少水流对河床的冲刷。
兴修12条引水渠的好处现分析有以下几点：一是引水渠与溢流堰相配合，利于引水。二是可以根据灌区用水量的需要，多开或少开水门，对水量进行调节。三是河流因淤积变化，主溜会产生摆动迁徙，使渠口引水发生困难，而多首制在某一渠口引不进水时，可采用其他渠口引水。四是漳水是含沙量多的河流，引水渠道易于淤积，需要经常清淤。多条引水渠可轮流疏浚淤泥，不会影响灌区用水。正由于漳水渠多首制引水有多方面的便利和好处，所以渠首布置结构一直无大的改动。到西汉初，因“十二渠经绝驰道”，官吏认为主干道路通过渠道，所修桥梁太多又相近，欲并合三渠为一渠，即并成四渠建四桥，遭到当地老百姓的反对，“以为西门君所为也，贤君之法式不可更也”，终于维持原状。直至曹魏时的天井堰渠首仍是维持12道溢流堰，12个引水口，12条引水渠的布置结构，当时的工程是对西门渠的修复。这说明西门豹主持兴建的漳水渠设计布置合乎科学原理。西门渠开创了引多沙河灌溉的先例，妥善地解决了灌溉与泄洪、引灌与清淤、淤灌与盐碱化改良等问题。我国北方含沙量多的河流较多，漳水渠的工程设计对后世利用多沙河流影响深远。
二、大型系统工程——都江堰
都江堰，古称“湔堋”、“湔堰”、“金堤”、“都安大堰”，到唐代称为“楗尾堰”、“侍郎堰”，南宋以后才专称“都江堰”【3】。渠道工程位于四川省灌县城西一公里的岷江干流上，距成都60公里，是分岷江水灌溉成都平原的无坝引水工程。见下页图2-1-2-2。
都江堰创建于公元前250年左右，距今已有2200多年，是中外历史上最悠久的大型水利工程，一直发挥着巨大的社会效益和经济效益。其水利科学技术，在当时处于世界领先地位。这项工程能“经久不衰”，是因为从规划目标，到工程结构、运行控制、维护管理等都体现了系统工程思想，从而创建成完整的、科学的工程系统。这个巨大系统经受了历史的考验，长期处于良好的运行状态，至今犹发挥着巨大的效益。所以都江堰堪称我国最早应用系统思想和方法建成的系统工程的典范。
（一）整体的规划目标
都江堰始建时就不是单一功能的工程，而是具有防洪、行舟、漂木、灌溉等多目标的工程。都江堰渠首枢纽所在的岷江，发源于四川省松潘县境内的岷山西麓，海拔3426米，江水蜿行于崇山峻岭之间，途中先后接纳若干大小河流，逐渐形成奔腾咆哮的滔滔大河，水势湍急，挟带河石滚滚而下，至灌县出山，这一段流程长340公里，流域面积23000平方公里。岷江又南流，经乐山与大渡河相汇，至宜宾注入长江。岷江全长700余公里，流域面积135547平方公里。
岷江在灌县出山后，江面突然开阔，从海拔730米的高处，奔向一望无际的成都平原。平原呈扇形，以灌县为顶，金堂、成都、新津为底（分别有金堂河谷、华阳河谷、新津河谷），总面积约8200平方公里，地势西北高，东南低，地面坡降由5％，渐减至3％0。夏秋水涨，岷江倾泻而下，常常在平原泛滥横流，毁田冲屋，威胁人民的生命安全。洪水退后久不下雨，水源缺乏，又易造成旱灾，一般以春旱和夏旱为多，这就严重影响了农业生产的发展。因此，同水患作斗争，变水害为水利，是放在古代蜀地人民面前的首要任务。
蜀人很早就开始了治水的活动。其先王蚕丛氏、鱼凫氏已组织人民在成都平原从事农耕，但“江水初荡濡，蜀人几为鱼”（65）。生存条件不好，其时可能已有疏排洪水的治水小工程。到杜宇时代，“教民务农”，人口增多，村落增加，治水日益迫切。《蜀王本纪》（66）载：“时玉山出水，若尧之洪水，望帝不能治，使鳖灵决玉山，民得安处。”《华阳国志·蜀志》载：“杜宇教民务农……移治郫邑（今郫县），或治瞿上（今双流县境）。七国称王，杜宇称帝，号曰望帝。……会有水灾，其相开明决玉垒山以除水害。”鳖灵即开明，据说是楚国人，善于治水，所处年代约在公元前六七百年。玉山即玉垒山，“开明决玉垒山”，应是都江堰工程的先导。开明治水获得初步成功，进而取得王位，号曰丛帝。开明时代蜀国的经济发展加快。但当时蜀国尚处于奴隶制阶段，生产技术水平不高，治水采用“决”的手段，是将河流凿宽一些口子以“行水”，使水流宣泄得通畅些【4】。也即采用“疏导”的方法，使泛滥的洪水归人河道下行，然而未能根本消除岷江洪水对成都平原的危害。
秦国在确定灭七国先灭楚，得巴、蜀有利伐楚的战略方针后，于公元前316年派张仪、司马错等率兵灭蜀、巴。之后积极推行耕战政策和封建制度，派遣张若为蜀守，“移秦民万家实之”，后又继续移民驻兵，使中原先进的生产技术在蜀地大为推广，蜀地的农业生产迅速发展，成都等城市经济也繁荣起来。由于成都平原经济地位的重要和成都城市的发展，兴修综合性的水利工程已成为形势发展的必然趋势，同时在人力、物力、技术等各方面也具备了兴建大型水利工程的条件。
秦昭王后期（公元前256—公元前251年），任用李冰为蜀守。【5】李冰“能知天文地理”（67），通过实地踏勘，进行全面规划，兴修了都江堰水利工程。
从早期记载来看，李冰创建的都江堰功能已经完整，是一项起综合作用的水利工程。
西汉司马迁《史记·河渠书》载：“蜀守冰凿离堆，辟沫水之害；穿二江成都之中。此渠皆可行舟，有余则用溉浸，百姓飨其利。至于所过，往往引其水益用溉。田畴之渠，以万亿计，然莫足数也。”东汉班固《汉书·沟洫志》记载大致相同，只有个别字的增减。
东汉应劭《风俗通》记载“秦昭王使李冰为蜀守，开成都两江，溉田万项”（今本《风俗通》缺此记载，此据唐。张守节《史记正义》转引）。
东晋常璩《华阳国志·蜀志》称：“蜀守……冰乃壅江作堋；穿郫江、检江，别支流双过郡下以行舟船。岷山多梓、柏、大竹，颓随水流，坐致材木，功省用饶；又溉灌三郡，开稻田。”
北魏郦道元《水经注·江水一》也说道：“江水又历都安县，李冰作大堰于此。壅江作堋，堋有左右口，谓之湔堋。江水入郫江，检江以行舟。”
从以上记载可知，李冰对都江堰水利工程是从大范围内作整体规划的。首要的目标是分洪减灾。在渠首“壅江作堋”；“凿离堆，辟沫水之害”。【6】皆是为这一目标而做的工程。通过作堋，分岷江为内、外两江，汛期控制进入内江的流量；又通过凿离堆形成的宝瓶口，控制进入平原河道的流量；并使渠首枢纽有足够的泄洪能力。第二是通航行舟，从灌县开郫江、检江经过成都以利舟运。郫江，今柏条河，在其下游开支流府河，经成都东郊；检江，今走马河，其下游开支流清水河，人成都西郊称为锦江，亦称南江。当时成都是巴蜀的政治、经济、军事中心，人口聚集，所需粮食物资数量众多，乎原所产从水路运送人城，费省而方便，还便利了沿途城乡交通。经成都的舟船，下可通乐山，至宜宾人长江，直通长江中下游地区。第三是沿水漂木。灌县以北岷山地区出产大量竹木，从陆路搬运非常艰辛，而扎成木筏随水流漂下，可一直运送到成都，供城建需要。第四是灌溉田畴。从离堆宝瓶口以下开有郫江、检江渠道，在湔堰上开有羊摩江（68）（今羊马河）渠道，以这些为干渠，灌溉相当于汉代时的蜀（治今成都市）、广汉（治今广汉县北）、犍为（治今彭山县东）三郡农田，“溉田万顷”，扩大了水稻田面积，产量大为提高，获得了显著的效益。
都江堰工程如何达到分洪、航运、灌溉等综合效益呢？主要是通过充分利用自然地理条件，合理巧妙地布局设施来实现的。首先，渠首枢纽工程选在灌县岷江出山口处，此处位于扇形的成都平原的最高点，海拔高程为730米（鱼嘴处）。而位于冲积扇底线三个低洼出口，金堂县高程为440米，成都市高程为495米，新津县高程为457米。这样既能控制奔腾横溢的岷江，消除洪水对成都平原的危害，又能居高，临下，将岷江水自流灌溉到扇形平原各处。就是龙泉山以东的丘陵地区，其田面高程在380—500米之间，如将所引都江堰之水越过龙泉山脉，也能自流灌溉这片丘陵地区。其次，岷江水资源颇为丰富。渠首处多年平均流量为496立方米／秒，多年平均径流量为155亿立方米，而且岷江水量年际变化很小，丰水年和枯水年与多年平均径流总量相差仅7％左右，因此能充分满足灌区对水资源的需求。再次，通过“壅江作堋”，“凿离堆”，“开成都二江”，岷江水从鱼嘴分水，宝瓶口引水，穿过成都的二江，这二江既是行舟、漂木的航道，又是灌溉的渠道。这样都江堰不仅能除害，还能兴利。
因此，都江堰工程是在了解自然地理状况，适应社会经济需要，掌握水利施工技术等各种条件的基础上，做了整体的规划布局，“乘势利导，因地制宜”，统筹兼顾多项目标，避害兴利，故而使建成的工程系统趋向良性循环。总体效益达到：“蜀沃野千里，号为陆海，旱则引水浸润，雨则杜塞水门。水旱从人，不知饥馑。时无荒年，天下谓之天府也。”（67）表明是一个非常成功的系统工程。
（二）科学的工程结构体系
都江堰工程系统由渠首枢纽工程和分布于灌区的网状渠系组成。渠首工程又由分水、泄洪和引水三大主体工程和许多附属工程组成，这是都江堰工程系统的核心，在巨系统中起着举足轻重的作用；渠道工程由许多子系统组成，一系列的渠道工程与渠首工程相配合，以使系统发挥最大的效益。
1．渠首枢纽工程。渠首工程虽经历代的多次改进，逐步完善，一些设施位置也有变动，但其主要结构及基本格局，经受了长期的考验，无根本改变，始终保持相对的稳定性和历史的延续性。由于早期历史记载的简略，我们难以详细了解初建时的工程状况，但后代的基本工程结构应导源于战国创建时期。
都江堰枢纽工程，主工由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口引水口三部分组成。三大主体工程通过合理布局，相互配合，联合运行，对分水、泄洪、排沙和引水起关键性作用，使都江堰成为无坝引水工程的典型范例。
鱼嘴也叫分水鱼嘴，是利用岷江江心天然沙洲为基础，人工加以修筑的分水堰，即《华阳国志·蜀志》中所说李冰“壅江作堋”的“堋”。堋是用竹笼卵石砌成。蜀地在李冰修都江堰之前已采用竹篾编络，内填卵砾石垒筑堰坝了（69）。李冰继承前人治水技术，“破竹为笼，圆径三尺，长十丈，以石实中，累而壅水”。（79）因大堰的前端形状与鱼嘴巴相似，故而叫做鱼嘴。鱼嘴修筑的地点，历史上几经变动，但其功能基本相同（71）。
鱼嘴修在岷江急流河槽中，起分水、分沙和一定的抬高水位的作用，古人称之为“壅”。从技术的发展来说，治水的方式已由小范围的“堤防”和“疏导”，飞跃到大规模的“壅”。鱼嘴砥柱中流，将岷江分成左右二支，右支称外江（南江），是岷江正流；左支称内江（北江），主要供灌溉、航运之用。鱼嘴起分水、分沙作用，是因其位置选择适当。在鱼嘴上游800米处有河心滩，随上游流量大小的改变，水流的形态和主流位置皆起变化，致使鱼嘴具有一定程度的调节内外江分流比和分沙比的作用。通过分水的作用，实现“分四六，平潦旱”的最佳总体目标。枯水季节，鱼嘴前露出滩地，水流分股，主流在右岸，经马脚沱护岸阻挡又折回左边，直奔内江口而来，内江处于“正面取水”的流势，内江引水约占六成，外江分水约占四成。这时正当春耕用水时期，灌区需水量大，这就能满足灌溉需要，不致发生旱灾。洪水季节，鱼嘴上游的河心滩淹没，岷江主流直奔外江，水的分配比例倒了过来，内江只有四成，而外江分洪约占六成，能将大部分水量排人外江，使灌区不会引入过多水量发生水灾。这一调节分流比的作用，已为现代实测资料所证实：当岷江流量小于500立方米／秒，内江分流比接近60％；当岷江流量大于5000立方米／秒，内江分流比接近40％（71）。这就起到了“平潦旱”的作用。鱼嘴的这一作用早在《水经注·江水一》所引任豫《益州记》中即有记载：“江至都安（今灌县），堰其右，捡其左，其正流遂东，郫江之右也。”就是讲的筑分水堰，解决成都平原枯水期的水源，以及汛期的防洪问题。
鱼嘴还具有分沙的作用。岷江水流挟带有大量的悬移质和推移质。悬移质年平均达845万吨，推移质年平均约150万吨，总计每年平均输沙约500余万立方米。因鱼嘴以上是两汊相会的河道，而主流在外江一侧，外江主槽深，坡降大，流速亦大，推移质卵石主要沿外江主槽运行，因此形成外江排沙多，内江进沙少的状况。根据1975—1980年共30次的实测，当岷江来水量在1300立方米／秒以上，平均有总量85％的推移质随主流排人外江（72）。当岷江流量小于1300立方米／秒时，水流通过洲滩分股，右岸主流产生弯曲水流，使内江口处于“正向取水”，外江处于“侧向排沙”的有利水势，据试验资料，约有70％以上的推移质排人外江（71）。可见鱼嘴对岷江分水比和分沙比皆起着显著的调节作用。
飞沙堰是内江的旁侧泄洪道，在虎头岩对面的内江右岸，紧接鱼嘴分水堤的尾部，起泄洪排沙作用。古代用竹笼装石垒砌成低堰。现堰身长240米，上距鱼嘴700米，下距宝瓶口约200米，比内江河床高2米。
飞沙堰的泄洪作用很大。由于岷江上游的洪峰一般都在3000立方米／秒以上，经鱼嘴分流后仍有很多的流量人内江，如按40％计，则有1200立方米/秒以上的流量进入内江，大大超过宝瓶口许可进入的最大值（现内江灌区需要流量为380立方米／秒）。当内江水流至虎头岩后，水势一折向南，扑向右岸，古人于此作堰，堰的高低根据宝瓶口水位的要求而定。当内江水量超过需要时，水从飞沙堰顶溢人外江。内江流量越大，飞沙堰排洪作用也越大，遇百年一遇的洪水，能泄出内江流量的75％以上。遇特大洪水时飞沙堰被冲溃，这时起非常溢洪道的自动控制作用，反而可以确保内江灌区不受灾。因此飞沙堰与宝瓶口配合运用，就保证了内江灌区水少时不缺水，大水时不成灾。
飞沙堰的排沙作用也惊人。岷江洪水挟带大量的悬移质和推移质，经过鱼嘴时，大部分排到外江，但平均每年还有几十万吨沙石进入内江，这主要靠飞沙堰来排除，否则就会淤塞灌区的堰口和渠道。飞沙堰在溢流过程中，同时挟带内江的大部分沙石排人外江，其排沙效果随飞沙堰分流比（过飞沙堰的流量与内江流量之比）的增大而增加。当飞沙堰分流比达到近20％时，飞沙开始；分流比达40％时，分沙比达70％左右。飞沙堰甚至能把重1—2吨的卵石从内江翻到外江。
飞沙堰的排沙原理，一是弯道环流的作用。水流进入内江后，主流沿左岸走，在凸向河心的虎头岩前形成弯道，由于离心力的作用，凹岸水位壅高，凸岸水位降低，形成横向坡降，二者产生的合力，形成水流横向环流，表层水流向凹岸，底层水流向凸岸，所以内江左侧表层水直冲虎头岩，底流转向飞沙堰，成螺旋形向前流动，底沙即被横向底流排出飞沙堰。二是“正向取水，侧向排沙”的作用。当水流向侧面的飞沙堰分水时，由于河中水流弯转的影响亦产生横向环流，带有推移质的底层水流大量地从飞沙堰排出。飞沙堰的排沙效果特别显著，就是在“弯道环流”和“正面取水，侧面排沙”两种流态共同作用下完成的。可见古人布设飞沙堰排沙，完全符合现代水力学原理。见下页图2-1-2-3．
宝瓶口是将玉垒山（亦称湔山）凿开一个缺口，宽约20米，高30米，长100米，以作为内江灌区的总进水口，因形如瓶口而得名。《史记·河渠书》称，李冰“凿离堆，辟沫水之害”，应是利用玉垒山的天然缺口加以开凿扩展而成。离堆式的这种孤山在四川比较多。李冰利用这一有利的地形，“因势利导”，开凿出了既深又狭窄、坚固的渠口。都江堰经久不坏，实与宝瓶口有很大关系。
宝瓶口的作用：一是引水，以供下游灌溉、漂木、航运和居民生活用水。由于引水口设于弯道凹岸顶点稍下游处，宝瓶口引进的多为表层清水，不易淤积。二是控制进入内江灌区的水量。宝瓶口未设闸门，然而对流量仍实行了较好的控制。岷江流量越大，引入宝瓶口的流量比例越小。宝瓶口的这种自控能力，是通过自身的截面、离堆的壅水以及人字堤的泄洪三者之间配合作用完成的。1979年实测内江水位线说明，当内江流量为587立方米/秒时，离堆前还不出现壅水，因为这时内江流量20％被飞沙堰翻走，宝瓶口的截面还可引进80％的流量，截面控制尚不起作用。内江流量再提高，到达宝瓶口的水流更多，截面就容纳不了，于是壅水产生，人字堤开始泄洪，自行达到对流量的控制，（73）不致威胁下游灌区的安全。三是具有控制泥沙的作用。宝瓶口前产生壅水现象，还对飞沙堰的排沙和风栖窝一带的沉沙起良好作用。当内江流量超过1000立方米／秒时，离堆前的壅水形成环流，离堆附近的底流反向而行，使内江飞沙堰以下的底流速显著降低，大量推移质不能继续前进，大部分由飞沙堰排出，一部分沉积在凤栖窝一带的内江河段，来年岁修时用人工清除。
都江堰渠首除上述三大主体工程外，还有百丈堤、金刚堤、平水槽、人字堤等附属设施。它们与主体工程配合，起辅助作用。
百丈堤：位于岷江左岸，上起观音岩，下至内江河口上游，因长百丈而名。用竹笼装卵石筑成：百丈堤的作用是使鱼嘴上游岷江左边的凹岸变成直岸，使江水顺流，以利鱼嘴分水和排沙。洪水期，使主流指向外江，减轻洪水对鱼嘴的冲力；枯水期，使主流指向内江，内江取水量可得到保证。
金刚堤：上起鱼嘴，下至飞沙堰。靠内江的一侧叫内金刚堤，靠外江的一侧叫外金刚堤。《水经注·江水三》已有“金堤”之称，说明金刚堤的历史相当悠久。其作用是保护鱼嘴，保证内、外江分流。
平水槽：位于分水鱼嘴和飞沙堰之间，是内江的头道旁侧溢流堰。其作用一方面是溢洪，另一方面能使内江中段保持一个较低的水位，这个水位与鱼嘴水位之间的落差又产生较高的流速，对飞沙堰排沙有利。
人字堤：位于飞沙堰与离堆间，因堤形如“人”字而得名。作用是护岸兼溢流，是内江的第三道旁侧溢洪道，与宝瓶口、离堆和飞沙堰配合运行，控制内江的洪水量。
都江堰渠首工程充分利用了天然的地理条件，合理地布设主体工程和附属王程，互相配合，联合运行，成功地解决了分水、引水、防洪、排沙等许多复杂问题。尤其是系统对流量、含沙量进行了良好控制，其控制是通过鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三级运行自控达到的。由于都江堰工程是一个开放系统，一年中水量变化很大，当灌溉季节来水量较小时，按“四六”分水不能满足需要，古人就采用杩槎封堵部分外江，增大进入内江流量；当汛期洪水量过大时，又用杩槎封堵部分内江，减少进入内江水量。因此杩槎在系统中起可变的微控作用。
古人判别都江堰渠首工程运行状态良好与否，即系统工程整定值的确定，是通过水则来衡量的。《华阳国志·蜀志》记载：“于玉女房下白沙邮作三石人，立三水中，与江神要：水竭不至足，盛不浚肩。”（74）据分析，李冰初建工程时分水鱼嘴位于白沙河口附近，当时在白沙邮立三个石人，主要作用是衡量水位的高低，已认识到水位在石人脚，灌溉不足，灌区会受旱；水位达石人肩，进入内江水过多，灌j区会受淹。这时要采取一些工程措施，使水量达到整定值的范围。东汉时造的三石人已发现有二（75）。其中1974年3月修建外江闸时，在外金刚堤之西、安澜索桥之南的外江河床中发掘中的一个石人，高2．9米，肩宽0．96米，石像上刻有铭文：“故蜀郡李府君讳冰”，“建宁元年闰月戊申朔廿五日都水掾尹龙长陈壹造三神石人珍水万世焉”。东汉时的三神石人与李冰作的三石人作用是否相同，还需进一步研究，但必然有一定的承继关系。
宋代，把水则直接刻到宝瓶口旁边。《宋史·河渠志五》记载：“离堆之趾，旧馒石为水则，则盈一尺，至十而止。水及六则，流始足用，过则从侍郎堰（飞沙堰）减水河泄而归于江。岁作侍郎堰，必以竹为绳，自北引而南，准水则第四以为高下之度。”元代水则刻于斗犀台下崖壁上共11画。《元史。河渠志》称：“水及其九，其民喜，过则忧，没其则则困。”现今水则设于宝瓶口左岸壁上，共24画。春耕用水，20世纪50年代以前要求水位到13画；60年代以后灌溉面积扩大，要求水位到14画。汛期警戒水位为16画，这时就需采取防洪措施。
2．渠道系统工程。渠道系统分为内江、外江两个分系统。都江鱼嘴将岷江分为内、外两江。内江古代又称“北江”，过宝瓶口后，在仰天窝建鱼嘴，将内江分为走马河和蒲阳总河，以下太平鱼嘴复将蒲阳总河分为蒲阳河和柏条河，形成内江系统的三大干渠；外江古代又称“南江”，亦建有分水鱼嘴，外江左岸有江安河、杨柳河二条干渠，右岸有沙沟河、黑石河、羊马河三条干渠。以上八条干渠是历史上逐步形成的。早期的干渠，内江开有郫江（今柏条河）、检江（走马河）及蒲阳河，（76）外江开有羊摩江（今羊马河）。干渠以下又通过鱼嘴分成多级子系统的水渠，构成扇形平原河网，组成一个庞大的渠道系统。西晋左思《蜀都赋》描绘成都平原渠系时写道：“沟洫脉散，疆理绮错，黍稷油油，梗稻莫莫。”当时平原河网已经完善。见图2-1-2-4。
历史上都江堰干、支渠的分水口，都仿效渠首的工程布局，采用鱼嘴分水，湃水坝侧面泄洪排沙，进水口布设在凹岸的格局，达到分水、分沙、引取清水的要求。整个灌区的分水工程实为一系列的分水鱼嘴系统工程，在水量和输沙率的分配，取水和泄洪的调节方面，都以渠首枢纽为模式。
都江堰灌区中的干渠都是天然河道，支渠以下多为人工开凿，或利用天然河道加以疏凿而成。由于灌区地势西北高，东南低，各级渠道也是由西北流向东南。渠道的特点是灌排兼用，既引水灌田，又排汛期洪水；既要行水，又要输沙。渠道采用灌排兼用，是因成都平原地面坡降较大，灌溉引水方便，排水下泄迅速；地层透水性较强，地表水易人渗，不会产生土壤盐碱化问题。灌排兼用的好处是可以减少渠道占用的土地面积，下游渠道还能接纳上游渠道的回归水加以利用。整个灌区排水顺畅，灌溉余水又排人下游岷江。
都江堰不仅有科学的渠首引水枢纽，还具有相配套的渠道系统，构成了完整的工程体系，从而可将岷江水输送到平原各处，达到“水旱从人”的良好灌排效益。
（三）完善的维护管理
都江堰工程系统经久不衰，始终保持工程系统的整体性和可靠性，还有一个重要的原因，就是对都江堰不断进行维护管理。
首先，非常重视都江堰的维护管理，设有专职的管理机构和官员。历代统治者认识到“国以民为本，民以食为天，食重则农重，农重则水利重，水利重则堰生”的道理，把维护管理都江堰提到相当的高度。汉代蜀郡设有都水掾，都江堰所在地的湔氏道“长”也有维护都江堰的职责””。三国蜀汉设有专职人员和堰官守护。《水经注·江水一》载，蜀丞相诸葛亮称：“此堰农本，国之所资，以征丁千二百人护从，有堰官。”晋置“晏官令”，专理堰事。之后各代皆有官员负责维护都江堰，并不断扩建，使都江堰工程体系更臻完善。
第二，建立了一套岁修制度。都江堰渠首的分水鱼嘴、飞沙堰虽然将大部分泥沙输到外江下游去了，但仍有一部分沉积在内、外江及渠道中，无法达到自然的冲淤平衡，需要采用人工清淤的办法来保持平衡完好。特别是内江河床凤栖窝一带的淤积，如果不清除，来年春灌就引不到足够的流量。因此，都江堰每年枯水季节（当年10月至次年4月），采用竹笼、杩槎依次切断内、外江水流，进行筑堰、淘淤，整修内外江河道、堤岸，称为岁修。据说李冰曾在凤栖窝河床内埋设二头石犀（78），后代则并排埋设三根卧铁，每年岁修见到卧铁即是达到了最佳淘淤深度。淘挖过浅，则河床相对高，明年引水量会缺少，灌区可能发生旱灾；过深，工程量大，且河床相对低，明年引水量过多，灌区可能发生水灾。同样，飞沙堰修筑的高度也有要求，堰不宜筑得太高，以免影响飞沙堰的排洪和排沙效果；低到满足内江灌溉水位的要求。如宋代，灌溉水位要求达六则（共十则高），所筑飞沙堰的高度，以竹为绳，从筑堰处引到水则，“准水则第四以为高下之度”（《宋史·河渠志五》），这时进入灌区的水量和水的含沙量都能达到要求。于是就形成了“深淘滩，低作堰”和“水画符，铁桩见”的岁修标准。
第三，维修管理费用低廉。岷江上游和都江堰地区盛产竹子、木料，当地又有取之不尽的卵石。古代都江堰工程的各项设施都用当地竹、木、卵石材料建成（见《华阳国志·蜀志》、《元和郡县图志》卷三一），因此维护费用特别低廉，技术要求较易掌握，施工较为简便，这是都江堰得以长期坚持维修，保持系统良好运行的又一个重要因素。
可见，都江堰工程系统具有整体的规划目标，科学的工程结构，良好的运行控制及完善的维护管理，因此，始终能保持“经久不衰”的良好状态。从灌区来说，历代还不断地进行扩建，使灌溉面积逐步扩大。李冰创建都江堰时，“溉田万顷”（东汉·应劭《风俗通》）。西汉景帝时文翁任蜀郡守，“穿湔江口，溉灌繁田千七百顷”（《华阳国志·蜀志》），使灌区向东北发展。东汉时在广都县（今双流县）开凿一条长二十多里的渠道，引郫江水灌溉望川源（今牧马山高台地），使灌区向成都西南方向发展。唐代，“决唐昌（今彭县西南）沲江（即沱江），凿川派流，合堋口埌岐水，溉九陇、唐昌田”（《新唐书·地理志六》），灌区又向平原西北发展。至清代灌溉十四州县之田。新中国成立后到1994年灌溉面积已突破1000万亩。都江堰的建成实在是开了我国运用系统思想修建工程之先，在科技史上写下了光辉的一页，对我们今天兴建灌溉工程也有重要的启示作用。
三、大型渠系灌溉工程——郑国渠
郑国渠，位于陕西省关中平原北部，是我国古代修建的最长的灌溉渠道，水源引取渭河的支流泾水，创建时渠首工程属无坝引水类型。
郑国渠始建于秦始皇元年（公元前246年），是韩国水工郑国主持建造的，故命名为郑国渠。这是当时政治经济形势发展的产物。战国后期，秦国日益强盛，不断向东方各国进攻，韩国首当其冲。公元前249年，秦攻取了通向东方的重要城市韩国的成皋和荥阳，建立三川郡。公元前247年，秦又攻克韩之上党。在秦的强大攻势下，韩国为保存自己，遂使用“废秦”之计，派水工郑国赴秦，劝说兴修大型灌溉工程。由于关中雨量较少，经常发生旱灾，又存在大片的盐碱地，农业产量很低。为把关中建成稳固的经济基地，支持统一大业的完成，秦国决定兴建引泾灌溉渠道工程。经十多年的努力，终于将这个大型工程建成。
《史记·河渠书》有对兴修郑国渠工程的简略记述：“韩闻秦之好兴事，欲罢之，毋令东伐，乃使水工郑国间说秦，令凿泾水自中山西邸瓠口为渠，并北山东注洛三百余里，欲以溉田。中作而觉，秦欲杀郑国。郑国曰：‘臣始为间，然渠成亦秦之利也。，秦以为然，卒使就渠。渠就，用注填阏之水，溉泽卤之地四万余顷，收皆亩一钟。于是关中为沃野，无凶年，秦以富强，卒并诸侯，因命曰郑国渠。”《汉书·沟洫志》记载基本相同。由此可知郑国渠干渠长达300余里，其长度在古代的渠道工程中非常突出。渠道灌溉效益显著，“溉泽卤之地四万余顷”，约合今115万市亩，【7】灌区规模相当宏大，是古代了不起的灌溉工程。郑国渠如何解决水源、泄洪、防沙、长距离引水、渠道与溪谷相交等工程问题呢？当时工程技术取得了哪些成就呢？通过今人勘查调查，结合文献记载可归结为以下几方面：
（一）渠首的位置选择合理
郑国渠所引水源为泾水。泾水发源于甘肃省平凉县西南的六盘山泾谷，东南流经泾川县及陕西长武、郴县、淳化，奔流在黄土高原弯弯曲曲三百余里，至仲山峡151始出山进入平原地区，于高陵县人渭河，全长396．8公里。引泾渠口以上流域面积为43126平方公里。郑国渠渠首段，“自中山西邸瓠口为渠”。据唐代《括地志》记载：“中山即仲山，在云阳县（今泾阳县西北云阳镇）西十五里。”瓠口是一个薮泽的名称，《尔雅》说是“焦获泽”。古焦获泽在今三原、泾阳诸县间。后成为沮洳地”（79）。就是说，郑国渠渠首段起自今泾阳县西15里处的仲山，止于焦获泽的西头，在古瓠口地带泾河大湾道附近。1986年8月泾惠渠管理局组织专人在历代引泾渠首地段，普遍做了一次勘查调查，在泾阳县五桥乡上然村（黑石头湾）西北约一公里，泾河大湾道凹岸，发现渠口数面两处。上游的一处距今泾惠渠进水闸基点约4850米，上口宽19米，底宽4．5米，渠深7米；下游的一处距基点约4950米，上口宽20米，底宽3米，渠深8米。两处渠口相距百米（80），渠长各300余米。这种渠首工程的布置是颇为合理的。
一是渠首选择的位置高，可以控制整个灌区，实行自流灌溉。渠首段设在泾水出山峡处，水流减缓，便于引水。地势又高于渭北平原，可“一泻千里”。秦以后历代的渠口都是设在这一带，可证明郑国渠选址的确当。二是渠首的引水口，设置在泾水出山峡后弯段河道的凹岸顶点下游，这有利于取水防沙。由于弯道作用，河流主槽在凹岸处，流速大，进水量多，即使在枯水期泾河水的主流仍接近引水口，水易于人渠。泾河含沙量大，从防沙人渠来说，把取水口布置在河弯凹岸顶点下游的地方亦最为适宜。三是设置两条引水渠利于引洪灌溉。据分析，两渠15相距i00米，而高差相差不大，很可能是多首引水。因郑国渠在洪水期引浑灌溉，引水口易淤积，故采用多首，以加大引洪量和便于清淤。四是引水渠口设有退水渠。在船头村西北，有秦、汉退水渠遗迹，宽度与引水渠基本相等（81）。设置退水渠，可将渠15所引过多的水，再退人泾河，不至冲刷下游渠道，还起兼排泥沙的作用。
对于渠首引水的方式，即郑国渠兴建时是否建有拦河大坝，学术界有三种不同的意见。第一种意见认为建有拦河土石坝形成水库蓄水。1986年7月3日《文汇报》首先报道说：发现了郑国渠拦河大坝。《水利史志专刊》1990年第1期刊登的《我国社会主义制度与坝工》一文中说：“在我国乃至在世界坝工史上最有影响的水坝是我国战国末期的建于泾水上的郑国渠大坝，公元前246—236年建，坝高30米，创造了当时土石坝高度的世界纪录，现在被认为是世界第一座土石大坝。郑国渠大坝坝高的纪录在保持了1364年后，才在日本出现了高32米的大纹池坝，此后再372年，才在印度出现了高33米的木达克马苏尔坝。国外文献提出郑国渠渠首有30米高的大坝，源出于李仪祉论文。近年来经考古发现，笔者亦做过实地调查，确证渠首有坝，且大部分遗址尚存，坝长2300米左右，河床部分的坝体（早已毁废）长350米左右，高30米。”第二种认为建有石困坝抬高水位引水。《文物》1974年第7期中载有秦中行《秦郑国渠渠首遗址调查记》一文，首先提出了此观点。1996年《考古与文物》第3期刊登了郑洪春《略论秦郑国渠汉白渠龙首渠的工程科学技术》一文，文中说：“郑国利用瓠口有利地形作石堰坝，其目的在于提高水位，堵截泾河水人渠。……拦河堰坝的修筑就地取材，利用泾河河床原有的从北山冲下来的大石头作堤坝，采取的方法是立石困壅水。”第三种认为是无坝自流引水。原泾惠渠管理局局长叶遇春说：“郑国渠创建时采用无坝引水”，“符合郑国所处的历史背景和条件”，“符合严谨可靠的历史记载”，“与现场遗迹一致”（82）。
根据文献记载、现场遗址和水利特性等情况判断，我们认为郑国渠应为无坝有流引水。《史记》、《汉书》均记载：郑国渠首“凿泾水……自中山西邸瓠口为渠”。用的是“凿”字，而不是“拦”或“截”。《水经注·沮水》记载更加明确：“凿泾引水，谓之郑渠，渠首上承泾水于中山西瓠口。”也记为“凿泾”，而且是“上承泾水”，直接从泾河引水，而不是从库中引水，是引浑淤灌，而不是建库蓄水“引清”灌溉。郑国渠渠首建石困滚水坝的说法，首见于明代三原县令张缙彦《修泾渠议》（83）。又明末泾阳知县袁化中《议洪堰》（康熙《泾阳县志》卷四《泾渠条陈》）说：“（郑）国至秦北山下视泾河巨石磷磷，约三四里许，而泾水流于其中，堪以作堰，于是立石困以壅水，每行用一百余囷，凡一百二十行，借天生众石之力以为堰骨，又恃三四里众石之多以为堰势。故泾流于此不甚激，亦不甚浊，且堰高地下，一泻百里，东收洛水达于同州。”然而据记载，唐宋之际泾渠首才筑有拦河坝，l20行石困滚水坝则是元代的制度，所以张、袁两人自是猜测之词，不能为据。近代李仪祉所说是将自己的设计思想和明代人说法结合起来发表的议论，并非史实。至于长2300米的郑国渠大坝，调查后确认，这是1975年平整土地时，将郑国渠在惠民桥以东的1500余米古渠遗址，削岸填渠，平成宽约150余米的条形台地，而非挡水土坝和拦河土坝。如按建大坝之说，那么建成的大坝之内三角形库区蓄水面积不到二平方公里，有效库容约500~600万立方米。而泾河的年径流量近20亿立方米，这个水库只能蓄泾河三至五天的常流量（15—30立方米/秒），对百余万亩的灌区起不了多大的调节作用，即这个水库只能盛一次中常洪水量的百分之几，其百分之九十多的洪水要排泄掉，这很不合理。况且现场也找不到泄洪设施遗迹，同时，郑国渠渠口及渠首段故道皆在所谓的库区内，这是不可能并存的。因此郑国渠兴建时未建拦河大坝，采用的是无坝引水方式。
渠首是否要建坝，由河流水位、引水口高程、灌区面积等因素决定。如河流水位能满足渠口引水的要求，则不筑坝可节省工程量。因郑国渠是在特定的历史环境中修筑的，要求渠道修建速度快。当时采用了取水结构相对简单、工程量少的无坝引水方式，在技术上更易掌握。由于正确地选择了取水口位置和引水渠布置方案，因此能顺利地将泾水引入灌区。
郑国渠渠口的使用时间大约有150年。由于泾河河床的下切，渠道引不上水。西汉太始二年（公元前95年），赵中大夫白公又另建白渠。《汉书·沟洫志》载：“穿渠引泾水，首起谷口，尾人栎阳，注渭中，袤二百里，溉田四千五百余顷，因名曰白渠。民得其饶，歌之曰：‘田于何所？池阳谷口，郑国在前，白渠起后。举苗为云，决渠为雨。泾水一石，其泥数斗。且溉且粪，长我禾黍。衣食京师，亿万之口。”，池阳治今泾阳县西北，谷口应指泾水出山峡处一带，说明白渠渠口更靠近山口。《水经注·渭水》称：“穿渠引泾水，首起谷口，出于郑渠南，名曰白渠。”应理解为白渠引水口在郑国渠北，引水渠道与郑渠交汇后，向南流。康熙《泾阳县志》卷四载：“白公于郑渠上流二千七百余步徙开渠口。”也称白渠15在郑渠口的上游。白渠渠口的具体位置已由泾惠渠管理局勘查确实，在距泾惠渠进水闸基点3400余米处（84），即距郑国渠引水上口约1450米处。见图2-1-2-5。白渠也是无坝引水。有人认为距郑国渠渠15上游250米的井渠遗址，是汉代白渠引水渠（85）。实际这井渠是清代所凿。《续修陕西省通志稿》卷五十七《水利一》记载为清同治三年（1864年）知县徐德良所开。有人做过调查，群众反映祖辈亲眼见到当时施工情况，且遗迹状况较新，“似非远期工程”。（86）白渠是承继郑国渠引泾水的灌渠，以后历代渠口位置虽有变动，但引泾灌溉延续不辍，实源于郑国渠开创之业。
（二）干渠布置在灌区最高一线，设计确当
郑国渠干渠的行经路线，《水经注·沮水》有较详细的记载：“昔韩欲令秦无东伐，使水工郑国间秦，凿泾引水，谓之郑渠。渠首上承泾水于中山西（邸）瓠口，所谓瓠中也。……为渠并北山，东注洛三百余里。……渠渎东径宜秋城北，又东径中山南……郑渠又东径舍车宫南，绝治谷水。郑渠故渎又东径識薛山南，池阳县故城北，又东绝清水。又东径北原下，浊水注焉。自浊水以上，今无水。……又东历原，径曲梁城北，又东径太上陵南原下，北屈径原东，与沮水合。……沮循郑渠，东径当道城南……又东径莲勺县故城北……又东径粟邑县故城北……其水又东北流，注于洛水也。”即干渠经过了“二山、四水、三原、七城、一宫、一陵”。1976年陕西有关方面根据《水经注》的记载，对郑国渠干渠线路作了实地踏勘，结果与记载大致相符。郑国渠从今上然村西北，泾河河湾（昔称骆驼湾）左岸引泾水，流经今王桥镇南，东经石桥镇南，然后傍原（西城原）折向东北行，过云阳镇北，又经三原县鲁桥镇南，西阳镇北，又东北经富平县阎良镇北，康桥镇北，张桥镇和程家镇南，过蒲城县原任镇南、龙阳镇南，至重泉村以东人洛，实测渠长为126．03公里（87）。
郑国渠干线的布设，“并北山，东注洛三百余里，欲以溉田”。按一秦里约等于414米，三百余里约为124．8公里，与实测长度基本一致。郑国渠干线是沿着北山南麓，自西向东，修建在渭北平原二级阶地的最高线上。这样布置能最大限度地控制灌溉面积，进行自流灌溉。于是北山以南，渭河以北，泾河以东，洛河以西范围内的大部分平原都在其控制之下。在公元前3世纪已产生了把渠道干线布置在灌区最高地带，以便控制最大的灌溉面积，这一选定渠线的设计思想，是难能可贵的。整个灌区的地势西北高，东南低。古渠口处现地面高程为442—443米，注洛水终点地面高程为370米，地面坡降约为0．5760。渠线顺自然坡降布置，干渠坡降稍陡于地面坡降（地面坡降约为0．64％。）（88），大挖方段和大填方段不多，说明当时的测量技术也达到相当的水平，故而能建成长300里的渠道。
（三）渠道与溪谷水相交的技术措施甚是巧妙
在泾水和洛水之间，流向大致平行的还有冶峪河、清峪河、浊浴河、石川河等溪谷水。郑国渠干线横亘东西，必然与这些溪谷水相交，《水经注·沮水》载：“郑渠又东径舍车宫南，绝冶谷水；……又东径……池阳县故城北，又东绝清水；又东径北原下，浊水注焉；……又东径太上陵南原下，北屈径原东，与沮水（即石川河）合……沮循郑渠”，采用了各种相交的方式。
据现有实测资料，冶、清、浊三水年平均流量在0．5立方米/秒以下，但暴雨时洪水汇集流量可达数百立方米/秒。石川河流量则大得多，实测年平均流量（耀县站）为2．1立方米／秒，最大流量为156立方米／秒；其上游沮河（苏家店站）实测最大年径流量达1。78亿立方米（1964年）（89）。郑国渠通过冶、清、浊、沮采用何种方式呢？渠道与河沟相交可分为平交式和立交式两种。由于文献记载的简略，具体如何相交不很清楚。根据当时的技术水平、水流状况和实地勘查，可大体得出郑国渠与冶、清、浊、沮水采用平交的方式，在相交处形成共同的河床。郦道元分别使用了“绝”、“注”、“合”三个字来表示交叉的情况，虽然是平交，但各处相交的方式还是有所差别。郑渠“绝”冶、清二水（90），是采用“横绝”的方法，郑渠拦截这两渠的常流量，暴雨水通过另开辟的泄洪水道排走。为保证渠道正常工作，渠中水位与河沟水位还要相差不大。因此在冶、清二水的南面修筑拦水坝，“横绝”此二水。据查，目前清河在古郑渠经过处河势成亡形，与当地西北高、东南低的地势正相反，认为系由郑渠之泄洪道演变而来（89）。郑渠与浊水相交，“浊水注焉”。可能渠与浊的水位相当，浊水注入渠道较为顺利，所以浊水是直接流人郑渠，还可能采用“假道”的措施，利用了一段浊水作渠道。郑渠与沮水相交，是“与沮水合”。“沮循郑渠”，是将沮水揽人郑渠，循郑渠东流人洛。据勘查，在临潼县断垣村与康桥镇之间，石川河与苇子河一带，尚有横断沮水工程以及退水渠的残迹（87）。说明是将石川河常流量揽人郑渠，并在渠道南岸，设退水渠，将洪水退人原河道。
郑国渠与天然诸溪河采用平交方式，还有一个很大的好处，是把诸溪河的水揽人郑国渠，增加渠道的流量，尤其是行至石川河时，因沿途引灌，流量大减，此时拦人流量较多的石川河有助于补充水源，以达到灌溉“四万顷”地的目标。因此，郑渠与溪谷相交大致采用了．（‘横绝”、“注入”、“揽合”等技术措施，这些构思在当时的条件下是相当巧妙的。
之后，西汉时修建的白渠在渠线的布置上较郑国渠干线有较大的变动。《水经注·渭水下》’记载：“太始二年，赵国中大夫白公奏穿渠引泾水，首起谷口，出于郑渠南，名曰白渠。……东径宜春城南，又东南径池阳城北，枝渎出焉，东南历藕原下，又东径鄣县故城北，东南人渭，今无水。白渠又东，枝渠出焉，东南径高陵县故城北……又东径栎阳城北……白渠又东径秦孝公陵北，又东南径居陵城北、莲芍城南，又东注金氏陂，又东南注于渭。”白渠引水口在郑国渠口北，引水渠南行约1．5公里，至古惠民桥折而向东与郑渠交汇，利用郑渠故道向东流，在今社树村东面即古宜秋城离开郑渠，“出于郑渠南”，向南流，到池阳城（治今泾阳县）北分为二支渠，一支历藕原下，东径鄣县（今临潼县交口镇北）北，东南人渭，另一支东径三原县，径栎阳城（临潼县东北古城村南）北，东南流，注金氏陂，又东南注于渭。说明白渠仍然是过石川河的【8】。但白渠渠线比郑渠缩短，只长200里。渠线布置与郑渠比是“迄南断尾”。由于渠线向南布置，渠道坡降加大，所以控制的灌溉面积缩小，灌田面积为4500余顷（《汉书·沟洫志》）。当时一亩相当于今0。69市亩，4500余顷约等于今31万余亩。白渠的灌溉面积虽然小于郑国渠，但其渠道布置更为合理。郑国渠干线纵坡比白渠相对来说较缓，因灌溉方法是引浑淤灌，渠道容易淤积，而白渠因为比降大些，流速加快，淤积较轻。另外从水量方面看，据测泾水多年月平均流量在雨季的七、八、九月为110—168立方米／秒，十月份为57立方米／秒，其余月份均不超过40立方米／秒（91）。目前关中地区一个流量大约灌二万亩旱地，历史上采用漫灌，单位流量的灌溉面积更少，设灌溉1．5万亩，郑国渠灌溉面积四万顷，合今亩为115万亩，则需要3170立方）米／秒。尽管古代泾水上游植被茂盛，涵养水源的条件好，水量可能大于今日，但受降雨量限制，也不会超过太多，因此，郑渠水量就显得缺乏。而白渠的灌溉面积就有较好的保障。后代引泾灌渠渠口虽不断上移改修，但干渠的布置大体遵循白渠，说明白渠渠线布置更为合理。此外，白渠渠线靠南布置，它不再一一穿过冶、清、浊水，而是引冶人清，会浊水，再汇人沮水，最后由沮注白渠，仅与沮水交汇。原来，郑渠与各溪谷水相交处工程每年要进行修护，暴雨时期渠道的安全不易确保。白渠渠线改建后，交汇工程量明显减少，提高了渠道安全系数；又可利用沟通的溪谷水，在渭北平原最高处另布设一层灌渠，增加灌溉面积（92）。
由于郑渠和白渠同引泾水，又同用干渠渠线中的一段，主要受益地区大致一致，两渠有着承继关系，故而历代将郑国渠与白渠连称为“郑白渠”。之后，引泾灌溉工程技术在实践中不断改进和提高，始终是北方灌渠工程技术的典型代表。
注释：
【1】《吕氏春秋·乐成》载有史起引漳溉邺事，且记史起斥西门豹不知引漳。《汉书·沟洫志》只记史起，不涉及西门豹。而《史记·河渠书》及后六十多年褚少孙补《史记·滑稽列传》详述西门豹凿十二渠事。《后汉书·安帝亿》载：元初二年（公元115年）“春正月诏：……修理西门豹所分漳水为支渠以溉民田”。故晋代左思的说法有道理。
【2】现此段漳水纵比降为百分之一至二百分之一。古代坡度稍缓，设为二百分之一，300步距离，河床下降近2米。
【3】如《水经注·江水》称：“江水又历都安县……李冰作大堰于此，壅江作堋，堋有左右口，谓之湔堋。……俗谓之都安大堰，亦El湔堰，又谓之金堤。”《元和郡县图志》卷三十称作“楗尾堰”。另外，《新唐书·地理志六》导江县“有侍郎堰”。《宋史·赵不总传》云：“永康军岁治都江堰。”
【4】开明治水的文献记载，还有如《水经注·江水一》：“江水又东别为沱，开明所凿也。”《读史方舆纪要》卷六十七：沱江下游金堂峡，“相传望帝鳖灵所凿”。也皆是采取疏导的方法。
【5】关于李冰任蜀守的年份，《水经注·江水一》引《风俗通》称：“秦昭王使李冰为蜀守。”《华阳国志·蜀志》则说：“周灭后，秦孝文王以李冰为蜀守。”秦昭王五十一年，即公元前256年秦灭周，而且秦孝文王在位仅三天（参见林剑鸣《秦史稿》第348页），故《华阳国志》中秦孝文王应为秦昭王。李冰任蜀守在公元前256年至公元前251年间。也有人认为《华阳国志．蜀志》的“周天后”，意思不清楚，李冰任蜀守应在张若之后，张若公元前314年任蜀守，秦昭王三十年（公元前277年）”蜀守若伐楚”（《史记·秦本纪》）．李冰即任为蜀守．即公元前276年后。
【6】《史记·河渠书》所指离堆，应为灌县离堆。因司马迁实地考察，“西瞻蜀之岷山及离堆”，是指都江堰离堆．又此处沬水不是指大渡河．而是指今灌县岷江，见《蜀中广记·边防》等记载。
【7】商鞅变法改百步小亩为240步的大亩，但这时大亩制的实际意义只是减轻赋税、鼓励垦荒和扶植中小地主，统计和分配土地仍用小亩制。《商君书·徕民》记载：“地方百里……恶田处什二，良田处什四，以此食作夫五万。”仍然是按每个（夫）一百小亩的标准规划的。所以秦统一全国度量衡以前，地亩仍用小亩制，一亩等于今0．288市亩。另外，如按大亩制，则四万余顷灌溉面积，合今276市亩，据今人研究，泾水水量远达不到灌溉如此多的面积。
【8】有人据《汉书·沟洫志》“白渠首起谷口，尾入栎阳，注渭中，袤二百里”及宋敏求《长安志》卷一七栎阳县下记载：“白渠至界县合渭水”，认为白渠未过石川河，这只是白渠的一支，另一支是注入金氏陂．过石川河的。
