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我国现在大规模应用的是农业节水技术体系，在这项技术中涵盖有许多的经营管理方式及工程制度规范，这样能增强管水组织的科学性和健全性，使计划用水工作、科学配水及合理征收水费工作落实到实处。科学的种植工艺、栽培方式、蓄水保护墒情工艺、合理使用化学药剂、采取合适的保水工艺都是农业节水系统的重要组成部分，但也不能忽略秸秆及地膜护墒技术、栽种抗旱节水农作物、限制灌溉方式等工艺。农业生产中几乎所有灌溉工作的实质就是利用水的自然落差将水运送到指定的灌溉地区，当然，也可利用专业程度较高的设备直接将水喷洒到土壤，并且使用喷洒器进行喷射灌溉时，所形成的水滴分子是很小的，甚至能够成为雾状，这有助于更高效的进行农业灌溉，并保证农业灌溉的均匀性。喷灌设备一般包括移动式、半固定式及固定式三类。除水源固定外，动力机、水泵、管道、喷头都可以移动的设备统称为移动式喷灌系统。管片和水栓之间是相连的，并且该装置只有在地表的喷头及装有支管的喷头能够移动，但是它的剩余部分却是固定的、不可移动的，所以我们将这种灌溉系统叫做半固定式喷灌系统。有些喷灌设备是只有喷头可以移动的，剩余的各个部分都是固定的，而有些喷灌设备的整体都是无法移动的，这类喷灌设备便叫做固定式喷灌系统。
2节水灌溉技术中存在的相关问题
2.1进行农业节水灌溉工作时各种新技术及新设备的使用区域都比较小。
对水利用率很高的喷灌及滴灌等农业灌溉方式在某些地区开始有了实际的应用，但是这些农业灌溉地区却往往只是用作示范作用，喷灌、滴灌等有着显著优势的灌溉技术依旧没有获得大范围的推广使用。所以在今后的节水农业灌溉工作中，要加强对这些技术的推广，促进农田水利节水灌溉技术在大型的农田中的应用。
2.2工作过程中缺乏健全的监督激励机制。
现今我国的很多灌区及应用节水灌溉技术的农田在实际的工作过程中一般都没有科学合理的监督激励机制，这也使得有关的管理机构不能明确自身的管理职责，管理效果也无法达到预期水平，管理过程中使用的方式也不够细化，调度的应用也缺乏灵活性。
2.3农田灌溉的节水资金投入相对馈乏。
现在中国在节水灌溉方面投入的资金太少，甚至有许多的正在使用的灌溉工程也早已无法正常的工作运行，这将会直接导致节水灌溉工作的效益有很大程度的降低并使得可灌溉的面积逐渐减少。此外，在进行节水灌溉工作时，各种建设资金的投入也不够充足，这会导致新建的节水工程特别是配套资金的分配不够科学合理，这会使得发展的规模受到很大的制约。
2.4在推广节水灌溉的先进节水技术过程中部门相对独立。
由于在进行节水灌溉先进技术的推广工作时各个工作机构有着较强的独立性，这会使节水措施的可行性论证降低，无法因地制宜的开展节水灌溉技术的使用规划工作，这将会导致节水灌溉针对性差等各种问题的出现，最终将影响节水工程经济效益的正常发挥。
2.5农田水利工程节水灌溉设备。
由于各种质量问题或维修维护工作开展的不够及时等主观或客观因素，会使节水设备的损坏率有较大程度的降低，这最终会导致节水工程的使用寿命减短，最终对节水灌溉技术的推广和大范围使用造成恶劣的影响。
3节水灌溉工程发展的相应措施
3.1进一步地统筹农业节水灌溉技术的发展。
在进行抗旱保丰收及提高粮食产量的农业生产过程中，工作者不仅建造了更多、更深的井，又在利用剩余的水来加大灌溉的总面积，这便于最初的资源型节水理念背道而驰，没有真正的发挥其作用。农业生产的节水与农民的自身权益及种粮获得的经济效益有着非常紧密的联系。因此，工作人员一定要综合的考虑影响农业节水发展进步的诸多因素，设计出一套最科学、合理的农业节水技术规范。
3.2加大力度。
建设节水工程时初次投资所需的金额是很大的，可是很多的农民生活水平还是较低的，因此必须要将农业节水工作纳入国家政府的重点议事议程，然后制定一套科学的制度，进行扶持工作时也要考虑到资金、政策等各个方面，这样才能体现农业节水工作的重要意义。做到上述这些，不仅能促进节水工程的快速发展还可以使农民的生活水准有大幅度的提高。
3.3搞好中低产田节水灌溉。
进行节水灌溉工作时，必须要科学的引进，选择最适合当地农业发展的技术。还要设计最适合的发展规划方案，使用最科学的节水灌溉工艺，并给予中低产田改造工作高度的关注，加大中低产地节水灌溉的总面积。
4结语
一、低压管道输水灌溉：又称管道输水灌溉，是通过机泵（或利用天然水头）和管道系统直接将低压水引入田间进行灌溉的方法。这种利用管道代替渠道进行输水灌溉的技术，避免了输水过程中水的蒸发和渗漏损失，节省了渠道占地，能克服地形变化的不利影响，省工省力，一般可节水30％，增产20％，省地5％，且投资不大，普遍适用于我国北方井灌区。
二、喷灌：俗称人工降雨，是利用专门设备将水喷射到空中分散成细小的水滴，形成类似下雨效果的一种灌溉方法。喷灌受地形条件的限制小，在砂土或地形坡度达到5％等地面灌溉有困难的地方都可以采用，一般能增产15％，节水40％，提高工效20倍-30倍、提高耕地利用率7％。但喷灌受风力影响大，且容易产生蒸发损失，不适宜空气特别干旱、风力较大的地区。由于喷灌设备投资较高，目前多用在水资源缺乏的经济较发达地区。
三、微灌：是利用专用设备将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌溉技术。微灌是目前节水、增产、优质效果最好的一种节水灌溉技术，但由于其投资较高，目前仅限于经济作物中使用。微灌通常分为滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌四种形式。
1.滴灌：是利用滴头（滴灌带）将压力水以水滴状或连续细流状湿润土壤进行灌溉的方法。常见滴头有孔口滴头、发丝管滴头、内镶式滴灌管、双上孔滴灌带、迷宫式滴灌带等。滴灌主要用在果园、花卉、保护地栽培中。
2．微喷灌：是利用微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤进行灌溉的方法。常见微喷头有固定式微喷头、旋转式微喷头、多孔式微喷带、脉冲式微喷头等。微喷灌主要用在果树、花卉、园林、草地、保护地栽培中。
3．小管出流灌溉：是利用直径ф4毫米的塑料管作为灌水器，以细流状湿润土壤进行灌溉的方法。这种方式投资较低，主要用于果树的节水灌溉。
4．渗灌：是利用一种特制的渗灌毛管埋入地表以下30-40厘米，压力水通过渗水毛管管壁的毛细孔以渗流形式湿润周围土壤的灌溉方法。
四、改进沟畦灌溉：对传统的沟灌和畦面灌溉适当改进，能节水10％-20％，增产10％-15％。基本原则是平整土地，加大灌水流量，将长沟、大畦改为较短沟、小畦，并采用合适的流量和引水时间进行灌溉。适宜沟灌的地面坡度为0.003-0.008，灌水沟长度不大于100米，宽度0．3米-0．8米，入沟流量控制在0．5升-3升/秒。畦灌要求地面平整，适宜的地面坡度为0．001-0．003，自流灌区取畦长50米-75米、井灌区25米-40米，畦的宽度不大于3米，并与农机具作业要求相适宜，入畦单宽流量（每米畦宽的流量）3升-6升/秒·米。
五、膜上灌：又称膜孔灌，是在地膜栽培的基础上，利用膜上行水，通过放苗孔和专用灌水孔向作物供水的灌溉方法，可节水25％-35％，增产15％-20％。采用该技术需要平整土地，田块长度不超过75米，宽度不大于3米，覆膜后在膜两侧筑起畦梗，并把地膜两边翘起埋入畦便中，将水完全约束在膜上流动，完全通过膜孔灌水。单定流量控制在0．3升-0．6升/秒·米，每次亩灌水量10方-40方。
1井灌区节水灌溉工程不同管理形式的典型做法及优缺点
农业节水的主要措施是工程节水，是否有良好的工程管理机制是工程节水的根本保障，为此，该县积极探索节水工程的管理新机制，让农民从被动节水转变为主动节水，建立农民自主、自愿的节水激励机制。同时，运用适宜的市场经济管理手段对全县节水工程进行管理，取得了良好效果。隆化县井灌区节水工程产权制度改革后主要有村集体管理、股份制管理、联户管理、单户管理等四种形式。
1.1村集体管理形式
村集体管理节水灌溉形式是指工程建成后，产权归村集体所有，并明确专人负责工程的日常维修与管理，建立健全工程管理维修养护制度，确保工程可持续利用。唐三营镇二道窝铺村移动式喷灌工程自2007年建成后，由村集体负责，成立了工程管理维护办法和运行操作规程，并明确专人负责。目前，该工程由于村管理得当，发挥了显著的经济效益。村集体管理的优点是工程在运行管理中协调能力强，缺点是村集体管理还需再承包给专人负责，没有单户管理责任心强。
1.2股份制管理形式
股份合作制管理节水灌溉工程的形式一般都是小型水利工程产权制度改革时形成的，农户当时由于缺乏资金、技术、劳力等因素，自愿协商入股，富裕户中缺乏劳力的以资金入股，比较困难户以劳力、技术等入股，联合建管，互惠互利，共同受益。股份合作管理形式有的是由承包方式取得的，有的是通过拍卖一次购买使用权取得的。例如，隆化县兰旗镇西头营村的包学斌和张文忠等三人于2000年合股购买了该村管灌工程经营权，购买了工程经营权后，他们利用已建节水工程搞玉米制种，种植时差蔬菜，他们还将多余的水为周边地块的农户进行有偿服务，每年都给他们带来可观的经济效益。这种管理形式的优点是资源互补，互惠互利，达到共同受益的目的。缺点是经营者意见不容易统一，决策受影响，效益分配有时出现矛盾。
1.3单户管理形式
单户管理节水工程形式有的是通过产权改革承包或拍卖购买的工程管理经营权，也有的是独资建设的节水工程。汤头沟水泉村刘海龙2004年在该村小型水利工程产权改革拍卖时，购买了该村管灌工程的经营权之后，刘海龙对工程进行了修复和扩建，新增灌溉面积3.33hm2，共可控制灌溉面积8hm2，种植了蔬菜，年平均纯收入8万元。这种单户管理形式的优点是经营管理决策自主，缺点是经营管理规模发展受资金不足影响，发展缓慢。
1.4联户管理形式
联户管理形式一般都是联户投资购买、承包或新建节水工程，按照自愿入股，按股分红，风险共担，效益共享的原则进行操作。选出威信高、责任心强、有管理经验的人当负责人，主要负责经营管理和效益分配。韩麻营镇十八里汰村管灌工程于2006年底建成，工程建成后，由该村曹云海等四户承包，联合管理，曹云海为负责人，负责工程的日常管理与维护。工程自建成至今，由于管理得体，运行情况一直很好，为当地农业增产，农民增收打下了基础。这种形式类似农民用水户协会，但是没有正规的建章立制，随意性较大，容易造成以负责人的主观意志行事，比较容易产生矛盾意见。
2井灌区节水灌溉工程管理建议及措施
通过调查了解发现，当前隆化县农业灌溉存在技术水平低、资金缺乏、认识不到位、管理不善等诸多问题，归根到底是一个机制问题，没有科学的运行管理激励机制，农业节水很难实现，有效的节水激励机制是实现水资源可持续利用的前提，是调动用水户主动节水的关键，是保障农业节水顺利实施的重要手段。
2.1建立农民用水户协会
从2006年开始，该县已建立唐三营西联渠、汤头沟联渠、张三营联渠、太平庄联渠等四个渠灌区农民用户协会，农民用水户协会建立后，一是灌溉节水取得了明显的效果；二是规范了用水秩序，减少了用水纠纷；三是解决了长期以来灌溉工程管理主体“缺位”问题，保障了工程效益的发挥。山区集中连片面积在千亩以上的井灌区，也应建立农民用水户协会，用水户协会建章立制，对工程进行制度化、规范化管理，将灌区农户纳入灌溉节水全程管理中，充分调动农户参与工程管理的积极性。农民用水户协会负责管理灌溉用水，对水源井、机泵进行维护，协调水事纠纷，指导农民参与灌溉设施的投资建造、推广先进节水设备等日常事务。为井灌区节水灌溉工程永久发挥效益，提供可靠的保障。
2.2加强用水管理，实现水权分配
面对有限的供水能力和日益增长的用水需求，有效的解决办法就是由水资源配置确定初始水权，按照“总量控制、定额管理”的工作思路，建立一个水权交易平台，使用水户可以将多余或节约的水权方便快捷地转化为物质利益，激发农户节水的积极性，将强制节水转为自觉节水。
2.3安装计量设施，为定额用水打下基础
定额用水是建立节水农业的重要管理手段。该县灌区收取水费，不管是提水还是自流一概以亩计算，不管用水多少一个价，这种做法不但浪费了水资源，而且不利于调动农民节水积极性。因此，在井灌区安装水表，以表计量，用水多电费多，用水少电费少，以此来调动农民节水积极性，转变传统的用水方式。
2.4实施节奖超罚，为征收农田灌溉水资源费创造条件
关键词：水利工程；管理费用；预算
水利工程企业管理费用预算是对各个环节费用支出的控制，对水利工程企业各环节费用支出细化，制定出符合各环节的管理费用预算标准和制度，有效控制水利工程企业管理费用预算工作实施，控制不必要的成本费用支出，防止资金浪费现象的发生。
1.预算在水利工程管理费用中的重要作用
1.1 有助于规范经济活动开展
预算工作的开展和全面实施，能够有效的控制水利工程企业管理费用的支出，是水利工程项目管理费用预算编制基础。水利工程企业在具体的经营活动中应当根据该依据编制相关管理费用预算标准，以管理费用支出预算为根本，有助于规范水利工程企业开展正常的经济活动，促进工程项目的实现。
1.2 有助于成本节约增加利润
制定合理的、有效的管理费用预算标准，能够有效的控制成本费用支出过高现象，降低成本费用，提高经济收益。通过制定管理费用预算，降低工程项目所需的人力、材料等各项费用支出，优化人力成本，并在确保工程项目完工时间的同时，实现经济收益最大化，有助于成本节约增加利润。
1.3 有助于优化项目设计方案
工程项目的相关设计人员应当参照工程管理组费用预算标准，并将制定的相关预算标准与实际支出进行对比和分析，通过利用相关标准及时发现实施过程中存在的不足和问题，有助于优化项目设计方案，加强对工程管理费用预算的控制，控制各项不必要的消耗，调整工程项目中存在的不足，对提高利润起到重要的作用。
2.当前水利工程管理费用预算存在的主要问题
2.1 缺乏有力的监督管理机制
当前我国水利工程企业只对工程管理费用进行预算工作，尚未对预算工作的具体实施情况进行监督和管理。由于绝大多数水利工程企业只重视工程实施情况和质量，对管理费用预算执行方面较为忽视，单纯的制定完管理费用预算制度便不在重视，其没有充分的发挥出预算工作的重要作用，缺乏有力的监督管理机制建设，局限了预算管理在水利工程企业发展中的影响。
2.2 忽视预算管理工作重要性
随着我国经济体制建设的不断完善，一些水利企业开始采用预算管理工作，但管理费用预算仍然处于推广阶段，尚未取得较大的成绩和重要的作用。目前企业预算方法仍然以定价法为主，对所需材料和人工的具体情况进行实际分析和统计，这种方法存在很多不足，且成本费用过高，很难适应当前经济形势的发展和项目需求，影响了水利工程企业的良性发展。
2.3 工作人员综合整体素质偏低
水利工程企业经营涉及到的内容较广且业务较为复杂，对预算工作人员的专业能力和业务水平要求较高。当前，我国水利工程项目预算工作人员的整体专业水平受限，综合整体素质偏低，在处理较为复杂的工程项目时存在诸多问题，比如，法律知识的匮乏、风险防范意识淡薄等，都影响了工程项目的顺利进展。一旦在项目过程中发生突出现象，工作人员很难提出有效的解决办法应对，错失了风险防范的最佳时机，影响水利工程项目的完成。
2.4 预算管理制定不够具体规范
水利工程企业预算工作人员在进行管理费用预算过程中，对整个项目的具体情况和经营情况并不非常了解，对项目内容分析不足，预算管理制定不够具体且规范化。正由于这些客观因素的存在，使得编制的预算管理制度内容粗糙，存在很多的不足，未能满足项目的实际要求，因此，预算管理制度并无实际作用。与此同时，由于水利工程企业与其他企业经营存在明显不同，其工程周期较长，相关部门之间交流和沟通缺乏全面协调，容易发生信息不对称现象发生，很难实现预算目标。
3.改进水利工程管理费用预算存在问题的具体措施
3.1 建立健全预算管理分析方法
我国水利工程项目具有不确定性和不稳定性特点，这给管理费用预算工作造成极大的影响，不能通过使用固定的预算管理方法实现水利工程企业预算管理分析。应当根据国家经济形势和工程项目情况，参照不同地域的不同因素，建立健全水利工程企业预算管理分析方法，提高预算工作质量，对工程项目情况进行准确的评估。掌握和控制工程项目所需的材料、人工以及机器设备费用，制定合理的管理费用预算标准，根据实际情况对预算管理采用动态分析，采用工程建设新技术，合理预算成本费用支出，防止成本费用浪费，提高水利工程项目建设效率，加强工程管理质量。
3.2 加强预算管理工作重要性
水利工程企业与国家发展、人们生活紧密的联系在一起，水利工程更是对国家资源、发电等重要经济形势相关联。提高水利工程企业的预算管理工作质量，应当对预算管理工作重要性提高重视，充分发挥出其在工程项目过程中的重要作用。加强预算管理工作重要性，首先应当转变预算工作观念，提高企业管理者和工作人员的整体意识；其次应当加强预算管理工作学习，提高全体职能的知识水平和重视程度；最后应当与水利工程企业预算管理部门、财务部门、技术部门以及其他相关部门人员加强联系，增强交流，促进预算管理工作实施和预算标准制定，提高水利工程企业管理费用预算工作质量，发挥其重要作用。
3.3 完善预算管理体系建设
由于水利工程企业的行业具有特殊性，其管理费用预算工作较为复杂化。加强管理费用预算工作实施，应当建立健全完善的预算管理体制，并设置具体的预算管理部门，确保企业各部门与预算部门之间的有效沟通，监督和管理预算标准的有效实施。除此之外，水利工程企业各相关部门工作人员还应当配合预算部门开展预算审核，确保管理费用预算工作的开展，根据预算标准实施管理费用支出监督和管理，保证企业资金的有效使用且实现经济利益最大化。
3.4 提升预算人才，制定考核机制
管理费用预算工作的开展离不开预算工作人员，优化预算管理工作主要以人为本。提高水利工程企业管理费用预算工作质量，应当大力加强并提升相关预算工作人员的专业知识水平，培养具有高业务能力和法律知识的综合型专业人才。掌握并了解水利工程企业具体工作情况，通过有效的预算管理控制和实施成本核算，确保预算工作顺利进行。除此之外，水利工程企业还应当制定科学、合理的绩效考核机制，加强对企业预算工作人员管理，通过利用预算管理标准与实际经营情况进行对比，考核实际经营目标完成情况，并提升预算管理工作重视程度，防范项目过程中存在不足，制定有效的预算实施方案，利用考核奖惩制定来确保预算工作实施。
总结
随着国家经济的快速发展，水利工程企业管理费用预算在实际工作中发挥了重要的作用。通过管理费用预算标准的制定和有效实施，控制成本费用的浪费，实现了经营利益的最大化，促进水利工程企业发展的同时，还提高了人们的生活水平。所以说，完善水利工程企业管理费用预算工作，是我国水利工程企业的重要内容。（作者单位：沧州市水务局）
参考文献：
[1] 徐丽红.预算管理在水利工程管理单位中的应用探讨[J].行政事业资产与财务，2013（2）
关键词：课程体系 教学改革 水文与水资源工程 创新能力
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
（College of Water Resources Science and Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi，030024，China）
Abstract：In order to meet the social requirements of engineering innovative talents，it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology，and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology，hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed，including new curriculum，setting up a reasonable curriculum order，curriculum content reform，selection of reasonable teaching materials，increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching，to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words：Curriculum system；Teaching reform；Hydrology and water resources engineering；Innovation capability
水文与水资源工程是太原理工大学水利科学与工程学院的主要专业之一，其前身是原“水文地质与工程地质”专业，1975年第一届招生，1997年国家专业调整时取消，2004年水文与水资源工程专业获山西省教育厅批准，2005年恢复招生。作为目前山西省高校中惟一一个水资源类本科专业，坚持立足山西、面向全国的发展方向，针对山西山丘区多、干旱缺水、污染严重、矿山开采诱发地质灾害及水循环系统严重破坏等自然地理和经济发展特点，制订培养计划，开设的课程涉及地表水和地下水两个方面，并且有机地将地表水和地下水结合起来培养专门人才。近年来，我校水文与水资源工程专业取得了较大成绩，毕业生的就业形势良好，但面对新形势条件下我国经济社会发展对创新人才的要求，还存在一定的差距和不足，特别是教学环节中的课程体系存在一些问题，已直接影响到课堂教学效果和学生创新能力的提高。为了适应水文与水资源工程专业目录调整的需要以及满足工程领域发展迅速、知识更新快、工程创新人才需求紧迫的要求，有必要对我校水文与水资源工程专业课程体系进行构建，对提高教学效果及培养学生创新能力等具有重要的理论和现实意义。尽管已有学者针对水文与水资源工程专业进行了诸如课程体系、实践等教学改革[1-8]，但是从总体上看，目前全国关于水文与水资源工程专业教学改革的理论研究成果仍然较少，而山西省在这方面的研究还属于空白。从水利工程高等教育发展角度来说，必须进一步加强我校水文与水资源工程专业课程体系构建，才能为我省水利工程高等教育提供参考和理论支持。
1 课程体系存在的问题
我校水文与水资源工程专业本科生的培养，主要是通过课堂理论教学以及实验、实习等环节来完成的，培养具有水文与水资 源、水与地质环境等方面的专业及专业基础理论，能从事水文与水资源、水与地质环境保护和防治方面的勘察、设计、规划、管理、技术开发、科学研究等的高级工程技术和管理人才。通过近年来对我校水文与水资源工程专业毕业生、本科生及授课教师的调查和访问，水文与水资源工程专业课程体系存在如下问题。
1.1 课程设置不合理
我校水文与水资源工程专业的课程有综合基础课、公共选修课、学科基础课和专业课，在学科基础课和专业课中开设有必修课和选修课，一般先开综合基础课、公共选修课，后开学科基础课和专业课。从总体上讲，这种课程设置仍存在一些不合理现象：（1）同期开课或课程顺序颠倒，造成一些学科基础课与专业课次序不清，不能很好地体现课程之间的相互递进关系；（2）有的课程无法体现本专业的特点，使学生感到学的有些杂乱。如《土力学》和《地基基础与基础工程》，前者属于学科基础课，后者属于专业课，两课程之间本应该有很好的递进关系，却都安排在第五学期。再如《水利工程经济学》和《水利工程概论》，前者属于学科基础课，而后者属于专业课，却把课程顺序颠倒了，将前者安排在第六学期，后者安排在第五学期。另外，对于所开设的《环境影响评价理论与方法》，属于环境工程的专业课，对于水文与水资源工程专业的学生来说，由于没有前期《环境学》等基础课做铺垫，学生总体上感到该课程偏离本专业，对课程内容不能很好地理解。
1.2 课程之间的衔接性差
课程之间的衔接性好坏直接影响着学生对专业知识的掌握和巩固。我校水文与水资源工程专业课程之间的衔接性总体上比较符合教学规定，但也有个别课程之间的衔接性差，以至于学生们感到课程安排有点零乱。如同样为专业课的《水资源工程勘察》《水资源开发利用》《矿床水文地质学》，分别由三位主讲教师进行授课，但由于课程之间的衔接性考虑不够，将《矿床水文地质学》被安排在第六学期开课，而《水资源开发利用》《水资源工程勘察》被安排在第七学期开课，这就造成学生在学习《矿床水文地质学》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识，在学习《水资源开发利用》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识。由于前期《水资源工程勘察》专业知识的缺乏，学生普遍反映在学习过程中对《矿床水文地质学》《水资源开发利用》的部分内容不好理解。这种课程之间的衔接性差的状况，已阻碍了学生对地下水专业知识的巩固，导致课堂学习效果相对较差。
1.3 课程内容交叉重复
课程内容安排是否合理对课堂教学效果的影响也很大。我校水文与水资源工程专业课程内容存在的问题是部分课程内容交叉重复，加上授课教师之间没有做好沟通，对课程内容交叉重复的部分没有进行适当的协调和删减，造成部分课程内容已由某一位老师前期在课堂上进行了讲解，另一位老师后期又在课堂上进行重复讲解。如《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》这两门课，课程内容交叉重复的是地表水勘察这一部分，包括水文测验、水文调查和水文实验等。再如《水文与工程物探》《水资源工程勘察》这两门课，课程内容交叉重复的是水文地质物探这一部分。课程内容交叉重复不仅浪费学生的宝贵时间，而且降低了学生对课程学习的主动性和积极性。
1.4 教学内容重理论轻实践
理论与实践密不可分，二者紧密结合才能促进教学效果的巩固和提高。多年来，由于我校水文与水资源工程专业实验教学条件的限制，部分学科基础课和专业课无法开展正常的实验，不能满足实践教学活动的要求，致使一些课程的教学内容重理论轻实践，无法取得良好的教学效果。如《水文地质学基础》，学生对基本概念与原理容易理解，但深入掌握并灵活运用就困难，这是因为学生无法在实验室进行达西渗流实验、潜水模拟演示实验、承压水模拟演示实验、地下水流动系统模拟演示等实验，对地下水缺乏感性认识。再如《地下水动力学》，由于学生没有在实验室进行过裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、非饱和带水运动实验等实验，影响学生对课程知识的巩固及实践技能水平的提高。还有《水文分析与水利计算》，学生虽然学了许多水文方面的理论知识，但却没有机会进行水文测验和水文实验。教学内容重理论轻实践造成学生的科学实验基本能力无法得到有效训练，降低了学生毕业后在社会上的竞争力或进一步深造的实验实践能力。
2 课程体系的构建
根据我校水文与水资源工程专业课程体系存在的问题，我们认为，必须严格从人才培养目标出发，按照专业发展需求，以促进校企合作、产学研共同培养学生工程创新能力及就业等为前提，科学优化和重组课程体系，筛选符合当前教育现状及经济社会发展所需的课程，为学生专业水平的提高及创新能力的培养打下坚实的基础。因此，结合水文与水资源工程专业即包含地表水又兼顾地下水的特点，提出新形势条件下我校水文与水资源工程专业课程体系构建。
2.1 新增课程
在确保我校水文与水资源工程专业本科培养计划中所设课程总门数不变的情况下，根据本学科发展的需要，考虑到《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》两门课程在地表水勘察内容上的交叉重复，可删除《水资源工程勘察》，新增《水文地质勘察》，既避免课程内容的重复，又使学生能较好地掌握水资源工程勘察的方法及最新的技术。考虑到目前地下水环境影响评价在我国建设项目环境影响评价占有越来越重要的地位及环境保护部《环境影响评价导则――地下水环境》（HJ610-2011年）的出版，结合我校水文与水资源工程专业特点、地下水环评人才短缺以及环评单位对地下水环评人员的迫切需求，可删除《环境影响评价理论与方法》，新增《地下水环境监测与评价》，并把《环境影响评价理论与方法》作为教学参考书，使学生掌握地下水环境影响评价的理论方法，为其就业创造良好条件。考虑到《水文地质勘察》与《水文与工程物探》内容的重复以及同位素技术在地下水研究中的广阔应用前景，可删除《水文与工程物探》，新增《环境同位素水文地质》，使学生多掌握一项水文地质新技术，增强其未来应用同位素技术从事水文地质勘察的能力。
2.2 设置合理课程次序
为了体现课程内容之间的相互递进关系，必须对不合理的课程次序进行相应调整，理顺课程开设的前后顺序，使学生在学习过程中达到循序渐进，真正所学课程专业知识的积累。为此，把《土力学》安排在第五学期，《地基基础与基础工程》安排在第六学期，确保学生在充分掌握《土力学》的基础理论知识后，对《地基基础与基础工程》相关专业知识的学习有更深入的理解和巩固。把《水利工程经济学》安排在第五学期，《水利工程概论》安排在第六学期，确保学生在充分了解水利工程经济的基础上，对各项水利工程专业知识的学习有更深层次的掌握。把《水文地质勘察》安排在第六学期，《水资源开发利用》《矿床水文地质学》安排在第七学期，确保学生在前期掌握了《水文地质勘察》的技术方法和手段后，能更好地运用所学知识理解和掌握《水资源开发利用》的理论与方法以及《矿床水文地质学》的调查评价方法。
2.3 课程内容改革
在科学技术日益发展的今天，水文与水资源工程专业知识更新较快，但课程教材更新却相对较慢，其中的一些知识已经无法满足经济社会发展的需求。因此，在课程专业知识的教学过程中，教师必须与时俱进，对课程内容进行合理改革，删除一些课程中内容陈旧、理论与实际脱节的内容，对课程内容要突出其科学性和先进性，深入浅出，能够反映新理论、新技术、新方法及前沿性的新视点，把原来分散的课程内容联成一个有机的整体。如在《水文地质学基础》课程内容改革中，可增加区域尺度非均质性、断裂带渗透性、海洋―陆地界面处的地下水等内容，与学生分析和探讨这些因素对地下水资源的分布、循环、水质和可持续性利用的影响。在《水环境化学》课程内容改革中，可增加水文、化学、生物过程的耦合及水文和地球化学过程的计算机模拟等内容，使学生了解目前水文地球化学研究的热点和方向。在《水污染控制与修复理论》课程内容改革中，可增加有机污染物的野外最有效的降解路径及强放射性废料的地质处置等内容，增强学生在水污染控制与修复中的自我创新能力。
2.4 选用合理教材
合理的教材对促进学生专业知识的学习起着非常重要的作用。为此，严格要求本专业教师对所授课程选用合理教材，必须是国家规划教材和专业规范核心课程教材，且教材名称与所开设课程的名称一致或接近，对于未纳入国家教材计划的非正规教材或正规出版的书籍，严禁用做教材给学生使用，可作为课程参考书使用。通过选用合理教材，不仅避免课程知识交叉重复，而且能反映新理论、新技术、新方法，可使学生比较系统的接受学科基础知识及专业知识的学习。同时结合山西省矿山开采对水循环系统造成严重破坏的实际，加强我校水文与水资源工程专业教材建设，通过申请水文与水资源工程专业委员会下达的教材指标，组织主要骨干教师编写出理论联系实际、基础知识与技术知识兼容的《矿床水文地质学》《水文水利计算》等专业教材，为学生课堂的学习提供更符合实际的教材，达到进一步提高学生创新能力的目的。
2.5 增加实验教学
实验课在教学环节中非常重要，实践性很强。通过实验教学，可进一步巩固学生所学的学科基础知识和专业知识，培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。为此，我校水文与水资源工程专业在中央财政支持地方高校发展专项资金及山西省财政专项资金的支持下，对整体水平落后的实验室进行了改造，共建设有6个实验室，包括气候气象实验室、饱和与非饱和带水实验室、水文工程勘察实验室、水文实验室、水环境污染与修复实验室、矿山水文地质实验室，并制定详细的实验计划，使实验室能开设出符合教学大纲规定的实验，如人工模拟降雨实验、土壤入渗性能测量实验、浅层水流流速测量实验、达西渗流实验、潜水模拟实验、承压水模拟实验、裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、地表水溶质迁移转化实验、水质分析实验等。同时为了确保实验的顺利开展，加强实验教学队伍建设，提高实验教师的业务素质，为提高实验教学质量打下坚实的基础。
2.6 科研转化教学
太原理工大学作为教学研究型大学，对教学和科研非常重视。从辩证的角度来看，教学和科研是相辅相成的，缺一不可。我校水文与水资源工程专业授课教师都从事有关科研项目的研究，如国家自然科学基金、山西省自然科学基金、校基金、行业基金及其他横向科研项目等，在国内外核心期刊上或国际会议论文集上发表了诸如水文地质、工程地质、环境地质、径流趋势预测、水资源、水环境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的专业学术论文，并有多篇论文被EI、SCI收录及他人参考引用。针对水文与水资源教师在科研上的优势，提倡各位授课教师以科研促进教学，鼓励教师积极将科研成果转化到教学中。通过科研转化教学，不仅使学生了解各位教师的主要研究方向，从教师的科研成果中学到最新的理论知识，而且能激发学生的科研兴趣，促进学生学习效果的提高及创新能力的培养。
3 结语
课程体系对学生专业知识的学习和创新能力的培养至关重要，必须给予高度重视。太原理工大学水利科学与工程学院水文与水资源工程专业课程体系存在的问题主要是课程设置不合理、课程之间的衔接性差、课程内容交叉重复、教学内容重理论轻实践。水文与水资源工程专业课程体系构建主要包括新增课程、设置合理课程次序、课程内容改革、选用合理教材、增加实验教学及科研转化教学。通过课程体系构建，为进一步提高本科教学质量及水文与水资源工程专业创新人才的培养奠定基础。
参考文献
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关键词：土木工程概论 教学 工程美学教育
前言
为了配合教育部对本科土木工程专业课程设置的要求，土木工程专业在第一学期开设《土木工程（专业）概论》课，旨在对土木工程专业的新生进行专业启蒙教育。几年来，土木工程专业由单一的建筑工程正向着更广泛的“大土木”工程方向发展，如何适应更高层次上的“大土木”工程的教学要求，需要进一步整合与扩展《土木工程概论》课程的教学内容，并积极改进教学方法与手段来提高教学效果，我们进行了不断地探索与实践。
1.在“大土木”工程基础上构建合理的教学体系与教学内容
土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称，包涵的范围非常广泛，如建筑工程、铁路工程、道路工程、桥梁工程、地下工程、海洋工程、水利工程、港口、码头工程、环境工程等。在这一“大土木”工程范畴内，应构建更宽泛的知识结构体系。经过精心筛选，结合本校土木工程专业的特点，对教学内容进行了适当整合与扩展，形成了简明、实用、合理的教学内容。主要有：土木工程专业概述、土木工程的内涵与发展历史、土木工程中的材料、土木工程的力学与结构概念、各类土木工程概述、土木工程中的灾害、木工程的展望、土木工程专业的教学安排与学习方法。这些教学内容安排由浅入深，逐步引导学生全面了解土木工程的类型及其各类工程领域的基本内容和发展情况，初步具备土木工程建设的基本知识；使学生清楚自己所学专业的人才培养目标、课程设置与进程安排，明确教学要求与努力方向，建立理论与实践相结合的学习理念，为学生今后积极主动地学好本专业课程打下良好的基础。
2.注重对学生工程意识与专业素质的培养
土木工程的综合性、实践性比较强，要求工程技术人员要具有很强的工程意识和专业技能。专业技能有待于日后不断学习与实践训练得到充实，而工程意识的养成非一朝一夕之功，它是集专业知识、技能、经验、甚至是教训的不断积累而逐渐形成的综合素质。在现阶段，学生还没有积累足够的专业知识与技能，主要是使学生建立完整的工程概念并从专业角度理性分析问题的意识。例如：在讨论房屋工程的建设过程时，介绍它包括规划、审批、勘察、设计（建筑、结构和设备）、施工、验收、交付使用等阶段，使学生清楚工程建设的过程是各部门、多工种全面协调合作的过程，牵一发而动全身，从而建立统筹整体、协同工作的大局意识。工程意识的培养关键在于教学过程中不能照本宣科，而要理论联系实际，灌输实际工程具有系统性和完整性的思想，使学生对土木工程有一个感性认识，形成一个完整的工程概念，树立专业的思维方式，为工程意识逐渐形成日后的自觉行为打下坚实的基础。
3.适当引入工程美学教育，突出“美学育人”的功能
当今中国理工科高等教育中美学教育缺失现象比较严重，人们一提到土木工程，就认为是“土”和“木”的简单结合，仿佛我们培养的就是“又土又木”的工匠；土木工程冰冷、死板的外表使人们似乎处于钢筋水泥的“丛林”中，缺少艺术气息。其实，土木工程既是物质产品也是艺术品；工程技术的实践过程也是艺术的创作过程，所以，在授课过程中应适当引入工程的美学教育。通过史诗般的土木工程发展史、大量丰富的世界著名建筑典范、千姿百态的桥梁工程、功绩卓越的建筑大师与桥梁专家的不凡人生来激荡学生的心灵，激发学生对本专业的热爱及对美好未来的憧憬；这些静止的建筑与桥梁工程犹如凝固的音乐，与人文历史相结合，增加工程教育的“文化”内涵，突出“美学育人”的功能，学生从中既领略了工程博大精深的艺术内涵，又树立了实用与审美、技术与艺术结合的工程设计理念。
4.改进教学方法与手段是提高教学效果的关键
《土木工程概论》课的内容繁杂，涉及面广，图片丰富，叙述性强，如果以课堂灌输的方式教学，不仅教师讲的口干舌燥，而且学生听得枯燥乏味，为了提高教学效果，关键是要采取灵活多样的教学方法与手段。
4.1 利用多媒体教学
以多媒体为载体，通过丰富的图片、视频和动画等素材实现理论知识与工程实际的结合，使学生对土木工程的知识结构、应用领域和发展动态能够有比较清晰的了解和感知。制作与教学内容相符的教学课件，通过大量直观明了的图像配合抽象内容的叙述，并结合参观进行现场教学，如充分利用校内实践教学基地（如土木工程模型室、材料样品室、施工工艺操作实践教学基地等）；或者通过参观校园内的现有建筑及建筑工地现场等进行现场教学，使学生的工程意识得到极大提高。其次，可观看与土木工程有关的DVD录像片，欣赏优雅闻名的悉尼歌剧院、令人惊叹的埃及金字塔、气势恢宏的故宫建筑群、雄伟壮观的万里长城、融合最前沿技术的奥运场馆（鸟巢、水立方）等，这些古今中外优秀的工程范例深深吸引着学生，激励学生为之奋斗，既对学生进行了工程美学教育，也增强了学生的学习动力与社会责任感。
4.2 结合问题式教学，使学生养成查阅文献的学习习惯
“填鸭式”的课堂教学使师生间缺少必要的互动与学生的独立思考，况且学时有限，学习知识光靠老师课堂传授是远远不够的，采用问题式教学可启发学生深入思考。如古代土木工程离我们较远，讲起来比较抽象、乏味，若提问：山西应县木塔为何历经多次大地震仍完好无损？埃及金字塔在历史上有什么作用？古人是怎样开采如此巨型石材的？又如何建造高程如此精确的工程的？这些问题既活跃了课堂气氛，又能激发学生的学习兴趣。教师也可留些问题让学生课后解决，如在“土木工程中的灾害”之“地震”一节中，在讲解地震发生的原因、危害及抗震防震的方针及措施等问题后，联系1906年美国旧金山大地震，1923年日本关东大地震，1976年唐山大地震，再让学生回去查阅5.12四川汶川地震的发生原因、强度等级、危害范围、社会影响（包括心理方面）等文献，并思考今后如何防震减灾，作为工程技术人员应肩负起哪些社会责任等。学生通过查阅资料将课本知识融会贯通，学会汲取前人或他人的知识，提升理性的思维能力；并通过撰写读书报告或总结报告，训练学生写作的能力，为今后书写摘要、论文、报告等文章奠定写作基础，养成遇到问题查阅文献的学习习惯。
5.结语
总之，《土木工程概论》课的内容十分庞杂，而实践性、综合性又强，需要在“大土木”工程要求的基础上建立合理的教学体系和教学内容，引入工程美学教育，通过现场教学和参观等实践环节，采取灵活多样的教学方法与手段，激发学生浓厚的学习兴趣，使学生形成完整的工程脉络，具备初步的专业知识，引导学生顺利迈进专业的大门。
注：本文作者宿晓萍为在读博士。
课题项目：本谭题得到吉林省重点学科建设项目支持，吉林省重点实验室建设项目支持。
参考文献：
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。
在科技考古这个名称尚未出现以前,这方面的研究一般称之为自然科学相关学科与考古学结合开展研究或自然科学技术手段在考古学中的应用,有时还称之为实验室考古。20世纪80年代末期提出科技考古这个词,20多年来科技考古这个词已经基本上被学术界所接受(1)。今天,大家都明确地意识到,科技考古包含了自然科学相关学科与考古学结合开展研究的全部内容。但是,这个研究必须以考古学研究的目的为指导,必须带着考古学的问题开展研究,对研究结果的认识必须结合考古出土背景进行分析,即考古学研究的意识必须贯穿于整个科技考古研究的过程之中。在当今中国考古学的发展中,科技考古正在发挥出越来越重要的作用。从科技考古研究历程的角度回顾夏鼐先生当年凭借大科学家的学术敏锐和渊博的知识,努力推动自然科学相关学科与考古学结合开展研究的历历往事,同样由衷地感受到这位学术泰斗的伟大之处。本文试图依据重读《夏鼐文集》里收录的有关涉及自然科学相关学科与考古学结合开展研究的经典文章及其他资料,首先介绍夏鼐先生对中国科技考古研究的倡导作用及亲身实践,认识他发挥的无与伦比的作用。其次阐述自己对于如何沿着夏鼐先生规划的宏图,加倍努力,建设好中国科技考古学科的思考。
一、夏鼐先生建设中国科技考古学科
的丰功伟绩
夏鼐先生建设中国科技考古学科的丰功伟绩大致可以分为作为中国考古工作的主要指导者和组织者,规划自然科学相关学科与考古学结合开展研究的学科布局;作为中国考古学的领军人物,从理论上论述自然科学相关学科与考古学结合开展研究的主要内容及把握研究的核心问题;作为大学问家,亲自从事自然科学相关学科与考古学结合开展研究及科技史研究等几个方面。
(一)规划自然科学相关学科与考古学结合开展研究的学科布局
夏鼐先生多年来一直以中国考古学领军人物的地位及能力,倡导自然科学相关学科与考古学结合开展研究,推动多个自然科学技术手段在考古学中的应用领域的建设。
比如,他领导中国社会科学院考古研究所(当年隶属于中国科学院)建立碳十四年代测定实验室。早在1955年,夏鼐先生就在《考古通讯》上介绍20世纪50年代初,由美国科学家W. F. 利比(Libby)发明的放射性碳素测定年代的方法,指出它的重要性,并建议在国内建立实验室进行测定工作(2)。这篇文章距离利比发明这个方法的时间只有5年,距离介绍这种测定方法的著作的出版只有3年。除了及时撰文介绍国际考古学研究中应用碳十四断代这个最新成果以外,20世纪50年代末,夏鼐先生经杨承宗先生介绍,从中国科学院高能物理研究所引进仇士华和蔡莲珍两位先生到考古研究所工作,积极组织实施在考古研究所筹建碳十四断代实验室。到1965年5月,碳十四断代实验室开始测定出第一批标本的年代数据。到1972年《考古》复刊后的第1期,公布了第一批测定年代数据(3)。
除了建立碳十四测定年代实验室以外,夏鼐先生对于在考古研究所建设其他自然科学技术手段在考古学中的应用领域也倾注了极大的心血,不断吸引多个领域的专门人才到考古研究所工作。在夏鼐先生的直接领导下,考古研究所于1959年开始筹建常量化学分析实验室,1961年开始体质人类学的研究工作,后来建立了体质人类学研究组。1963年开始动物考古学的研究工作,后来建立了动物考古研究组。1975年筹建热释光年代测定实验室。1978年成立实验化验室。1978年在实验化验室开始发射光谱分析工作。1980年在实验化验室开始金相分析工作。1984年在实验化验室筹建穆斯鲍尔谱分析工作等等。
在夏鼐先生的大力推动下,当时考古研究所的自然科学技术手段在考古学中的应用范围已经涉及到碳十四年代测定、热释光测定年代等年代学的研究,体质人类学的研究,动物考古学的研究,陶器、青铜器等器物的物质结构和化学成分分析等等,初步构建起一支具有多个领域的研究团队,在当时全国考古学界起到了很好的领军作用,发挥了重要的研究作用。
夏鼐先生除了在考古研究所内大力推动自然科学技术手段在考古学中的应用以外,还努力加强与所外多个科研和教学机构的专家们的合作,开辟新的研究领域。如石兴邦先生曾经提到夏鼐先生很重视考古发掘中古动物与古植物的研究,并鼓励大家尽量以最好的方法,采集与生态环境有关的各种标本,以便更确切地鉴定人类生存的年代及古地理、古气候状况,以及古地理、古气候对古人类文化的影响(4)。
何天相先生曾经提到夏鼐先生采集了甘肃敦煌西汉时期的简牍残片、棺木接榫、甘肃武威唐朝时期的马鞍,并把这些珍贵的木质材料送给他进行树种鉴定研究(5)。这属于植物考古研究的范围。
夏鼐先生与北京科技大学(原名为北京钢铁学院)的柯俊院士交往甚密。自20世纪70年代开始,就向柯俊院士领导的“中国冶金史编写组”提供过不少考古研究所发掘出土的青铜器标本和铁器标本,请他们进行金相和成分方面的鉴定和研究,这些研究成果都及时发表在《考古学报》上。尤其值得一提的是与柯俊院士合作,对河北藁城台西遗址出土的商代铜柄铁钺进行研究,证明这件铁器是用陨铁制成,这项研究成果在当时的国内外学术界都引起极大的反响(6)。
夏鼐先生还十分关注古陶瓷方面的研究,他专门邀请中国科学院上海硅酸盐研究所的周仁所长对考古发掘出土的陶片和瓷片进行科学分析,提供科学性的技术鉴定。并在《考古学报》上发表周仁先生的研究文章(7)。当周仁先生等撰写的《景德镇瓷器的研究》一书出版后,夏鼐先生专门为此写了书评,详细介绍此书涉及的清初瓷器胎、釉的研究;景德镇制瓷原料胎、釉的研究;景德镇瓷器质量的改进和中间工场生产试验;钴土矿的捡炼和青花色料的配制等等。强调此书对于考古人员研究古代陶瓷的启发作用(8)。
(二)从理论上论述自然科学相关学科与考古学结合开展研究的主要内容及把握研究的核心问题
夏鼐先生在与王仲殊先生合作撰写的“考古学”里,专门强调自然科学、工程技术科学都与考古学相关,比如在自然科学方面,自然地理学、地质学、气象学和生态学等,主要是协助研究遗址所在地区的地史和天然资源,从各个方面复原当时的自然环境。生物学(动物学和植物学)和体质人类学,主要是用以鉴定发掘出土的植物遗存、动物和人类的骨骸,并判定它们的年代。物理学和化学则应用于对遗址的勘探,对遗物成分和性质的分析,并测定它们的年代。在工程技术科学方面,建筑学和土木工程学应用于对遗址的发掘、测量、制图,对发掘出来的遗迹进行复原或在现场加以保存等。采矿冶金学、陶瓷学和染织学应用于对工场址、矿址、窑址等遗迹的考察,对铜器、铁器、陶瓷器、玻璃器、纺织品等遗物的分析和研究,造船学则专门应用于对发掘出来的造船工场遗址和船舶的遗物进行考察和研究。他们还以地质学、植物学、动物学和体质人类学为例,用较大的篇幅详细讨论这些学科的原理、在考古学中应用的具体方面及其学术价值。他们还围绕方法进行介绍,如在测定考古资料的绝对年代时可以应用的多种自然科学方法;在判别各种器物原料的成分及其产地,并究明器物的制造方法和用途时,除普通化学分析之外,还有多种利用自然科学仪器设备进行测试的方法等(9)。
今天我们怀着敬仰之心重新阅读夏鼐先生当年的论述,仍然对其包含的科学性、前瞻性、现实性而肃然起敬,这些论述涉及到我们今天科技考古学科形成的基础。比如,对比科技考古研究与自然科学相关学科的研究,他们都使用同样的仪器设备,依据同样的分析原理,运用同样的技术手段,研究对象是同样的生物种属或由同样的物质结构和化学元素组成。他们的不同主要表现在科技考古研究的对象是考古遗址发掘出土的资料或属于古代的资料,而自然科学相关学科研究的对象除古代的以外,更多的是现代的资料。另外,前者的最终目的是如何解释古代人类的行为,探讨当时的历史,而后者是认识物种的特征及物质的形态、结构、性质和运动规律。
考古学与自然科学相关学科分属于不同的学科,分别有自己的研究目标、研究思路和研究方法,这就意味着学科之间的结合不是简单地合并到一起就能够解决问题的,学科之间的有机结合需要把握好核心问题,需要各个学科的研究人员一起探讨和共同努力。
以如何认识碳十四年代测定为例,夏鼐先生在1977年就撰文提醒考古研究人员在涉及有关碳十四年代测定数据时要注意三点。第一,有两个计算碳十四年代的半衰期值,利用不同半衰期值计算的年代数据不能够互相比较,如果要比较,必须先换算成使用同一个半衰期值计算的年代。由于不同年代的碳十四浓度是有变化的,对碳十四年代的数据需要作树轮校正。第二,碳十四断代实验室给出的碳十四年代后面的加减号和数字是统计学上的标准偏差,无论是一个标准偏差还是两个标准偏差,实际年代有可能在这个偏差范围之外。第三,除统计学偏差以外,由于污染、标本本身的特殊性质等多种原因都可能引起年代误差。所以只有一系列的基本一致的碳十四年代才是有价值的,而一两个孤零零的数据是没有多大意义的(10)。
这三点认识涉及到如何科学地、客观地、全面地认识和应用碳十四年代测定数据,也涉及到在考古现场采样时就要防止标本的污染以及任何时候都不能忽略由于多种原因可能引起的误差。到30多年后的今天,夏鼐先生当年提到的这些认识仍然是我们考古研究人员要时刻注意的碳十四年代测定研究的核心问题之一。
除了详尽地论述在具体的碳十四年代测定方面需要注意的问题外,夏鼐先生还就整个考古学与自然科学相关学科结合的问题提出总体思路。他认为考古学中有些问题是考古工作者自己没有能力解决的,只能提供资料请科技史专家或科技专家帮助我们进行鉴定和研究。但是考古工作者要明确提出想解决什么问题,以便别人能够配合我们进行研究。我们提供实物标本时首先要搞清楚出土的情况。如果科技专家科学分析的结果,产生难以解答的新问题,对提供的资料产生疑问,我们考古工作者便应重新核查自己采集标本时是否有疏忽,是否有些情况没有搞清楚,或者不够确切,最好我们能自己加以改正(11)。
夏鼐先生强调了考古研究人员在提供样品时要有考古学的思考,这样才能把握好与自然科学相关学科的专家进行合作研究的方向,努力做到有的放矢。用考古学的思考来主导样品采集、测试的目的,这是当今科技考古的精髓。夏鼐先生还强调了考古出土状况如何决定了材料的科学价值如何,因此对于考古出土背景的把握必须慎之又慎。要充分重视考古材料出土状况的科学性,这是最终提出科学结论的基础。夏鼐先生曾经几次提到有些所谓重大发现,实际上来自被污染的样品或有特殊背景的样品,这样的教训永远应该引以为戒。夏鼐先生的这些认识可谓是从宏观上把握住考古学与自然科学相关学科结合的核心问题。
(三)亲自从事自然科学相关学科与考古学结合开展研究及科技史研究
夏鼐先生经常强调一点,要做好考古学研究,一定要对许多关系密切的学科有一定程度的了解,例如科技史、狭义的历史学(包括文献学和考据学)、民族学、地质学、体质人类学、生物学、化学等等(12)。从现在的思考而言,这里面就涉及到自然科学相关学科与考古学结合开展研究的内容。尤其值得敬佩的是夏鼐先生不仅是这个方面的提倡者,更是一位身体力行者,他在自然科学相关学科与考古学结合开展研究及科技史研究方面涉及到多个领域,有些方面的论述至今尚无人望其项背。
比如在碳十四测定年代研究领域,夏鼐先生在第四批放射性碳素测定年代报告发表以后,发表了著名的《碳-14测定年代和中国史前考古学》一文。他在文章中充分肯定了碳十四测定年代方法的作用,认为从前对于有文字记载以前各种文化的绝对年代是没有办法作正确的断定,史前的年代学几乎是完全建立在主观臆测和推论上,由于利用碳十四测定年代法,全世界的史前考古学可以说进入了一个新的时代。他还在文章中借用其他学者的话,把放射性碳素断代法称之为20世纪史前考古学中的大革命(13)。后来,他自己也进一步提出,由于碳十四测定年代方法的采用,使不同地区的各种新石器文化有了时间关系的框架,使中国的新石器考古学有了确切的年代序列而进入一个新时代(14)。夏鼐先生利用已经测定的、经过审核的、公元前1000年以前的94个数据,全面整理了几个旧石器时代遗址及中原地区、黄河上游甘青地区、黄河下游地区、长江中下游地区的新石器时代遗址的测年数据,另外还整理了华南、西南和东北地区的新石器时代和青铜文化的遗址,基本上把当时所知的中国史前各个文化的年代序列作了一个阶段性的清理。在此基础上,首次提出中国文化的起源是多元的观点,否定了原来起源于黄河中游的中原地区,然后向四周传播的旧说(15)。
在天文学领域,夏鼐先生依据自己的渊博知识,对河南洛阳西汉壁画墓中的12幅星象图及河北宣化辽墓的星图进行解读,详细阐述了中国二十八宿的由来及特征,指出尽管依据文献记载,二十八宿体系在中国创立的年代最早是战国中期(公元前4世纪),但可以根据天文现象推算到公元前8至6世纪。同时,也介绍了起源于巴比伦、完成于希腊的黄道十二宫的特征,并探讨了其传入中国的年代可能早至隋代。二十八宿和黄道十二宫,是和天文学中其他成果一样,最初起源于生产实践。中国和西方的劳动人民累积生产实践的长期经验,分别创立这两种体系来划分天球,以便于观测日、月、星辰等运行的位置,从而规定季节岁时,以便利于季节性的生产活动(16)。
在冶金考古领域,夏鼐先生围绕湖北黄石铜绿山古铜矿遗址进行研究,确定古矿井大多集中在大理岩和火成岩(花岗闪长斑岩)的接触带上,依据各种遗迹现象认识古代人为挖取矿石而开拓巷道时,专门制作了木质的不同形制的矿井支架,构建相当完整的排水系统,依靠井口高低不同产生的气压差所形成的自然风流确保矿坑下的氧气供给,使用辘轳提升矿石等等。依据热释光测年,将几座古炉的年代定为春秋时期。当时冶铜的原料是孔雀石和自然铜等含铜品位很高的矿石。通过炼铜模拟实验,对实验结果进行化验,与出土遗物的化验结果进行比较,对当时正常的冶铜生产需要具备的条件、古炼炉的性能、春秋时代的冶铜业达到的水平等等有了比较全面的了解,大致复原了当时的整个冶炼过程(17)。通过请相关研究人员对江苏宜兴西晋周处墓出土的金属带饰进行重新鉴定,应用密度测定、光谱分析、X射线物相分析和电子探针等技术开展研究,确定它们都是银制品,而不是以前所说的铝,纠正了 “晋代已经存在金属铝”的错误说法。另外,还依据此墓曾经被盗掘的事实,认为以前检测发现的碎铝片,很可能是后世混入的(18)。
在古代的纺织技术研究领域,夏鼐先生通过对新疆尼雅遗址和阿斯塔那墓地出土的绮、锦和刺绣开展研究,从经纬线各自的数量、经线起花、锁绣法等织造技术的分析入手,探讨中国古代纺织技术发展史以及古代中国与西方的文化交流和贸易往来(19)。他依据对考古资料的判断、对养蚕技术及蚕丝的物质结构的认识、对古文字资料的理解、对文献资料的解读、对纺织技术的把握等等,再现了汉代和汉代以前中国丝绸生产技术的一般状况,为认识中国丝绸在世界的影响及古代横贯亚洲大陆的“丝绸之路”的重要意义奠定了很好的基础(20)。
夏鼐先生通过对宋代的杰出科学家沈括的研究,用《沈括与考古学》为名撰文介绍,从这篇文章中也可以看到他一直强调的具备多学科的知识开展考古学研究的用心。如他在文章中指出,沈括用冶金学原理解释古剑,用光学来解释古镜,用几何学来解释弩机上“望山”的用法,用民族学材料来比较汉画像石上的古衣冠和祭器,用度量衡学来研究汉代及秦汉以前的长度和容量等。甚至谈到沈括注意到古代地形和气候的变化,其研究方向已接近于现代的所谓“环境考古学”(21)。
夏鼐先生还依据考古发掘出土的各种遗迹和遗物,相当全面地阐述了古代人民创造的天文和历法、数学和度量衡、地学、水利工程和交通工具、纺织、陶瓷和冶金、医学和药物学、农业科学等等,强调了中国古代人民的高度智慧和创造才能以及对于世界科技发展做出的卓越贡献(22)。
(四) 小 结
由于自己孤陋寡闻,才疏学浅,在介绍夏鼐先生当年建设中国科技考古学科的丰功伟绩时,肯定还有遗漏之处,尚祈前辈学者及同行们多多补充,我在此先感激不尽。我个人深深体会到,夏鼐先生在世的年代,中国考古学研究最重要的任务之一是构建全国的新石器时代考古学文化谱系,填补多个地区考古学文化序列的空白。当时的考古研究人员全力以赴,在许多地区进行考古调查和发掘工作,通过认识发掘出土的各个遗址中房址、墓葬、石器、陶器的形态特征,归纳出由一群遗址组成的一个文化或类型的房址、墓葬、石器、陶器的形态特征,依据这些遗迹、遗物的形态特征总结出各个地区、各个时期的各种文化之间的异同,从中寻找各种物质文化成分在历史进程中变化的线索。夏鼐先生当时为领导这方面的研究倾注了极大的心血和精力。但是即便在那样的学术背景下,夏鼐先生已经高瞻远瞩,看到了日后考古学发展的方向,在考古研究所设置多个自然科学技术手段应用于考古学研究的领域,推动全国有条件的研究或教学机构开展自然科学技术手段应用于考古学的研究;从理论上阐明自然科学相关学科与考古学结合开展研究的重要性,帮助考古研究人员不但要知其然,更要知其所以然;并且身体力行,用考古学家的思路,凝练自然科学相关学科与考古学结合开展研究的成果。他的这些所作所为,为后来中国科技考古的大发展做好了思想准备、人才准备、资料准备和实验室准备等等。大科学家的大思考、大决策、大举措、大手笔在此可见一斑。
二、 沿着夏鼐先生开辟的道路继续前行
考古学发展到21世纪的今天,其研究内容已经由原来通过发掘出土的遗迹、遗物的形态特征确定一个遗址、一个类型或一个文化的年代早晚、文化特征,建立完整的古代物质文化谱系,进一步扩大到全面探讨古代社会的各个方面。任何一个区域、任何一个遗址的考古学调查和发掘,都是为了全面或部分地展现处在特定时间跨度和空间范围内的自然环境状况,人类社会的生存活动、生活方式、制作工艺、社会组织、礼仪制度、丧葬习俗、祭祀特征、文化交流等各个方面。如果说当年通过对人工遗迹和遗物的形态特征进行研究可以形象地再现其当时的原貌,从时空框架上把握各个考古学文化的相互关系,那么现在通过考古勘探、年代测定、环境考古学、体质人类学、动物考古学、植物考古学、同位素分析和古DNA分析、物质元素和结构分析等研究则可以科学地再现当时的自然环境状况与演变及人类与之相适应的互动关系,考古学文化的绝对年代,居住在不同地区的人群的体质特征和风俗习惯,古代人类采集、狩猎、种植、饲养等一系列获取食物资源方式的演变过程,各个时期的人的食物种类和数量比例,不同时期和不同等级的人是否存在食物差异,不同时期的人进行随葬和祭祀活动时所使用的各种动植物种类和特征,古代人类制作各种器物的原料、技术与方法及发展过程,文化与文化之间一些特殊因素的交流等,同时,还能提高考古调查、发掘和研究的科学性。夏鼐先生当年开始筹划构建的科技考古学科已经在两个方面发挥了巨大的作用:一个方面是对遗迹和遗物进行鉴定、测试和分析,开拓了传统考古学所不能涉及的多个研究领域。另一个方面是确认遗址、遗迹的位置、面积、布局,对各类考古资料进行定量统计和分析,极大地提高了考古学研究的效率与精确度。在考古学中强调科技考古是时代向考古学提出的要求,也是考古学自身发展的必由之路。
1995年,中国社会科学院考古研究所领导决定把原来的实验化验室、体质人类学研究组、动物考古研究组、绘图室、修复室、照相室等部门合并到一起,成立科技考古中心(原名为考古科学技术实验研究中心,曾改名为考古科技中心),科技考古中心是运用自然科学方法与技术从事考古学研究的跨学科研究机构。15年来,科技考古中心先后被确定为中国社会科学院的重点扶持学科、重点学科和6个重点研究室之一。现在的科技考古中心具备多个实验室,拥有一批活跃在国内外学术前沿的专家学者,主持完成过多项省部级以上课题,出版了多本具有开创或完善学科建设价值的专著,用中文、英文、日文在国内外的核心期刊上发表过数百篇具有较高学术价值的论文和研究报告,多个实验室建成了系统规范的标本库、资料库和数据库,获得了多项省部级以上奖励。科技考古中心以其整体实力在亚洲地区的科技考古研究中名列前茅。
从更大的范围看,自20世纪90年代开始,在全国范围内逐步形成一个建设、完善科技考古研究机构的,拉开了中国科技考古大发展的序幕。这具体表现在多家国家级的科研和教学单位中专门成立了包括多个科技考古研究领域的机构,不少省级文物考古单位里都有专人从事科技考古不同领域的研究。一些科研和教学单位中都开始培养专门从事科技考古的博士生和硕士生。科技考古研究已经大致可以分为考古勘探、年代测定、环境考古、人骨研究、动物考古、植物考古、DNA分析、碳/氮稳定同位素分析、微量元素分析、锶同位素分析、物质元素和结构分析、计算机技术在考古中的应用等多个领域。基本上每隔2年举办一次的全国性科技考古学术研讨会已经连续召开了十次会议。一批科技考古的专著得以出版。科技考古的重要性越来越得到学术界的高度认可,支持科技考古、依靠科技考古、发展科技考古与强化科技考古已经成为整个考古学界的共识。
今天,能否在考古学研究中做好科技考古工作,已经成为衡量一个国家考古学研究水平的重要标尺。我个人认为,对照夏鼐先生当年的谆谆教导及身体力行,要做好今后的科技考古研究,尚需要思考以下几个问题。
(一)科技考古要努力加强与考古学的有机结合
夏鼐先生曾经说过,考古学是利用古代留传下来的实物来研究古代人类的社会、经济、日常生活等各方面情况和它们的演化过程。考古学研究的遗迹、遗物等实物资料多埋没在地下,必须经过科学的调查发掘,才能被系统地、完整地揭示和收集。考古学上的有些问题是需要请科技史专家或科技专家帮助我们解决的(23)。我们要做好当前的考古学研究,就要强调科技考古全面、系统地参与到每项考古调查、发掘中去。即在考古调查和发掘以前,科技考古的研究人员要共同参与设计和规划,在考古研究人员的主导下,结合不同的考古实际状况制定各种切实可行的技术路线,同时要一起开展野外工作,如考古勘探工作要结合探铲钻探,大致搞清楚遗址内的布局,为合理地布方、有计划地开展发掘提供思路。在考古发掘过程中要有计划地采集碳十四系列样品,保证碳十四年代测定的科学性。要对古代遗址形成及废弃过程中的自然环境状况进行研究,认识当时人的各种行为的自然环境背景。要采集出土的人骨和动植物遗存,开展形态学、DNA分析和食性分析,科学地把握当时人的体形特征、基因特征及包括病理现象在内的各种信息;认识当时人的食物资源的种类、比例及获取方式,了解当时人利用动植物进行祭祀、随葬及战争的行为。要对出土的青铜器、陶器、石器、玉器、容器内的残留物及特定环境里的土壤进行各种物理和化学分析,认识有关古代人类生产工艺、原材料来源及当时人的一些行为特征等内容。上述的各项认识都应该输入地理信息系统,再结合考古学发掘、研究的内容,进行各种分类或综合分析。最后,以考古学研究为主线,把包括科技考古在内的多学科研究的内容有机地结合在一起,这样才能全面认识古代社会。
(二)从事科技考古的研究人员要成为复合型人才
夏鼐先生曾经指出,要做好考古学研究,一定要对许多关系密切的学科有一定程度的了解(24)。夏鼐先生对考古研究人员提出的要求中包括要了解自然科学相关学科的知识。其实,从本质而言,这个要求也适用于那些对考古研究感兴趣的自然科学研究人员。他们也需要对考古学研究的目的、方法和内容有一定程度的了解。考古研究人员和自然科学研究人员分别属于不同的学科,这些不同的学科都有各自的研究目的和方法。因此,要把科技考古研究推向前进,考古研究人员和自然科学研究人员互相都有一个学习对方的过程。考古研究人员要认真了解自然科学研究人员探讨物质世界的各种方法和原理,开拓研究思路,充分调动各种积极因素。而自然科学研究人员则要注重认识考古研究人员是如何去解释古代社会和人类历史发展规律的,充分利用多种仪器设备的性能,开发各种考古资料的价值。研究人员只有通过这样一个知识结构更新的过程,才能把自然科学相关学科的方法全面、有效地运用在勘探、考察、鉴定、测试、分析各种与考古相关的资料中,而这样的研究结果才能与考古学的目的有机地结合在一起,充分展现出科技考古研究的学术价值。现在一些科研和教学机构已经培养或正在培养科技考古方向的研究生,这是一个十分可喜的现象。今后,有条件的大学还要加强对本科生的教学工作,开设科技考古的课程,系统地培养复合型人才,引导他们以新的思维在今后的田野考古中开展工作,为在全国范围的考古实践中广泛开展科技考古研究打好基础。
(三)以考古学文化的观点为指导开展研究
夏鼐先生曾经指出,研究考古学文化必须要注意三点,第一点是一种“文化”必须有一群的特征;第二点是共同伴出的一群类型,最好是发现不止一处;第三点是我们必须对于这一文化的内容有相当充分的认识(25)。这些研究考古学文化的认识对于指导我们做好科技考古研究也是具有指导意义的,可以帮助我们把对特定遗址的某个科技考古研究领域的具体看法,放到这个遗址所属的由多个遗址组成的考古学文化层面上去认识。如果属于同一个文化的其他多个遗址已经开展了这方面的研究,那么我们要把新认识和从其他多个遗址里已经得出的认识进行比较,把握他们的同一性和差异性,以求更加客观、更加全面地提出自己的认识。如果其他遗址还没有做这方面的研究,或者所做的遗址数量不多,我们则要加强这方面的研究,在属于同一文化的其他遗址开展工作。从考古学文化层面上提出的科技考古的研究结果,必须建立在对一定数量的遗址进行全面、扎实的基础性研究工作上。另外,在系统总结一个考古学文化的某个科技考古领域研究的基础上,开展不同时期、不同地区的文化与文化间的同一领域的比较研究,从中归纳他们之间是否存在连续性、关联性、变异性、差异性等,以求在全国范围内全面认识这一领域的研究结果。同样,如果其他考古学文化还没有做这方面的研究,或者做的力度和深度还不够,我们则要努力去开展这方面的研究。从全国的范围内、在大跨度的时间框架里提出科技考古某个领域的研究结果,同样要建立在对多个文化内的同类遗存进行全面、扎实的基础性研究工作上。
(四)推动考古学研究方法的创新
夏鼐先生在20世纪80年代初就提出要借用多种自然科学的方法和技术开展考古学研究(26),这已经涉及到考古学方法创新的问题。通过总结考古地层学、考古类型学和考古年代学等方法的发展过程,可以看到这些方法的形成首先都是依据考古学实践的需要,借鉴别的学科的方法,然后在考古实践中不断完善、充实这些方法,使之逐步适应考古学的研究,成为考古学自己的方法。重温这些方法的形成过程对我们应该有一个很大的启示。我们通过借鉴物理学、化学、生物学、地球科学和数学的研究方法,逐步建立起考古勘探、年代测定、环境考古学、体质人类学、动物考古学、植物考古学、食性分析、DNA分析、成分和结构分析等诸多研究领域,获得了一系列有学术价值的成果。这些成果再一次证明科技考古的应用价值,科技考古对深入开展考古学研究是一个极大地促进,科技考古的实践过程正在带动考古学方法的进一步多样化,我们要以考古地层学、考古类型学和考古年代学的形成及发展过程为鉴,努力做好科技考古研究,有意识地补充和完善科技考古的各种研究方法,逐步做到科技考古各个研究领域里分别包括的野外调查、采样、鉴定、测量、实验、化验等多种研究方法的规范化,积极推进考古学方法多样化的创新过程。
三、 结 语
今天,中国科技考古学科正呈现出蓬勃发展的大好形势。这得益于国家的大力支持,得益于夏鼐先生的英明决策和身体力行,得益于前辈学者们的大力开创,得益于广大科技考古研究人员的刻苦钻研,得益于学习科技考古的青年学子们的勤奋努力,也得益于全国广大考古研究人员的积极参与。相信只要坚持与时俱进的精神,不断进行新的探索,扎扎实实地开展工作,我们获取的信息资料就会越来越丰富,我们涉及的研究领域就会越来越广阔,我们得到的研究成果就会越来越精彩,考古学的明天就一定会更加灿烂辉煌。
注释:
(1) a.王昌燧:《前言》,王昌燧主编:《科技考古论丛(第二辑)》,第-页,中国科学技术大学出版社,2000年。b. 赵丛苍主编:《科技科考古学概论》,高等教育出版社,2006年。c. 杨晶、吴家安:《科技考古》,文物出版社,2008年。d. 陈铁梅:《科技考古学》,北京大学出版社,2008年。e. 袁靖:《科技考古》,刘庆柱主编:《中国考古发现与研究》,第425~466页,人民出版社,2010年。
(2) 夏鼐:《放射性同位素在考古上的应用》,《考古通讯》1955年第4期。
(3) 中国科学院考古研究所实验室:《放射性碳素测定年代报告(一)》,《考古》1972年第1期。
(4) 石兴邦:《论古文化与古环境》,周昆叔主编:《环境考古研究(第一辑)》,第5页,科学出版社,1991年。
(5) 何天相:《中国之古木(二)》,《中国考古学报》1951年第五册,第217~293页。
(6)、(7)、(11)、(12)、(24) 夏鼐:《中国考古学和中国科技史》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第299~304页,社会科学文献出版社,2000年。
(8) 夏鼐:《评周仁等著〈景德镇瓷器的研究〉》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第504~506页,社会科学文献出版社,2000年。
(9)、(26) 夏鼐:《考古学》,夏鼐著:《夏鼐文集(上)》,第3~29页,社会科学文献出版社,2000年。
(10)、(13)、(15) 夏鼐:《碳-14测定年代和中国史前考古学》,夏鼐著:《夏鼐文集(上)》,第375~401页,社会科学文献出版社,2000年。
(14) 夏鼐:《中国文明的起源》,夏鼐著:《夏鼐文集(上)》,第402~413页,社会科学文献出版社,2000年。
(16) a. 夏鼐:《洛阳西汉壁画墓中的星象图》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第377~390页,社会科学文献出版社,2000年。 b. 夏鼐:《从宣化辽墓的星图论二十八宿和黄道十二宫》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第391~419页,社会科学文献出版社,2000年。
(17) 夏鼐:《湖北铜绿山古铜矿》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第434~447页,社会科学文献出版社,2000年。
(18) 夏鼐:《晋周处墓出土的金属带饰的重新鉴定》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第448~457页,社会科学文献出版社,2000年。
(19) 夏鼐:《新疆新发现的古代丝织品――绮、锦盒刺绣》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第305~337页,社会科学文献出版社,2000年。
(20) 夏鼐:《我国古代蚕、桑、丝、绸的历史》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第338~360页,社会科学文献出版社,2000年。
(21) 夏鼐:《沈括与考古学》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第465~480页,社会科学文献出版社,2000年。
(22) 夏鼐:《考古学和科技史》,夏鼐著:《夏鼐文集(中)》,第283~288页,社会科学文献出版社,2000年。
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