清代酒泉著名方志《肃州新志》和《重修肃州新志》中记载了明清时期酒泉地区的一些著名景观,其中有“肃州八景”和“肃州后八景”,红水穿碉属于“肃州后八景”之一。红水穿碉是指明代居住在祁连山下的酒泉人民为了解决红水河两岸土地干旱问题而修建的一处重要的水利工程,主持修建这一水利工程的人名叫曹赟。
曹赟是明初肃州卫人,在洪武年间(公元1368年—1398年)担任肃州卫千户,负责管理肃州卫的军事防务和屯田事务。任职期间,他重视民生,带领百姓在肃州城南开垦农田千余顷,扩大了耕地面积,促进了农业发展。他还积极兴修水利,组织民众修筑了黄草坝、沙子坝水利工程,引祁连雪水灌溉农田,提高了粮食产量,改善了当地农业生产条件和群众的生活水平,让百姓受益。尤其是他在担任肃州卫千户期间主持修筑红水穿碉水利工程,对当时和后世都有巨大影响。曹赟于宣德年间(公元1426年—1435年)随李总兵征战高台南山,在孛罗口战役中阵亡,其事迹被载入《肃镇志》《重修肃州新志》等历史文献,成为酒泉历史文化的一部分。
红水穿碉位于肃州城南的红水河(又称洪水河)两岸。当时,红水河两岸虽有大量土地,但由于地高水低,无法直接引水灌溉,遂使土地荒废无法耕种。明代景泰年间(公元1450年—1457年),为解决地高水下、田不可艺的灌溉难题,肃州卫千户曹赟带领民众在红水河上游东、西两岸石崖向东北、西北方向穿凿了两条各长10公里的地下隧道(俗称“洞子坝”),并沿隧道每隔一定距离开凿天井,用于出土、通风和采光。最终,通过这两条地下隧道引水出山,引水上岸,解决了红水河两岸高地的灌溉问题。这个工程形成了东洞子、西洞子两条总长各10余公里的地下水道,让祁连雪水灌溉下游数千顷农田。工程庞大而艰巨,历时多年而成。
红水穿碉是通过人工修筑的地下隧道让红河水穿过山体或悬崖峭壁而形成的一个独特奇观。红水河发源于祁连山,由南而北流经张掖市肃南裕固族自治县和酒泉市肃州区、金塔县,因河床含有红色矿物质(如铁氧化物)使河水呈现红色而得名。《重修肃州新志》在介绍“肃州后八景”红水穿碉时云:“红水者,即肃城南之红水坝也。万水皆清,而黑水独黑,已见《尚书》所载。而肃城又有所谓红水者,是又异于诸水。然色既红矣,其延袤犹远,沃田不知几万顷。今谓之穿碉者何?红水坝分东洞子坝、西洞子坝,当时地高水下,田不可艺。景泰间,千户曹赟凿崖为碉,由下渐上,流水潺潺,若叮当之声,直透崖沃地。”红水穿碉既是一项巨大的水利工程,也成为一处著名的人文景观。今天肃州区东洞镇和西洞镇就因这两条地下水道而得名。
红水穿碉工程中的两条地下水道开凿难度极大,在施工过程中面临着巨大的困难。怎样把山中的水引到山外,把低处的水引到高处?怎样解决隧道挖掘中的出土、通风、采光问题?怎样防止塌方和渗漏问题?怎样保障人力、财力和物力?怎样科学调度工程人员,保证工程顺利进行?
在工程实施过程中,曹赟运用创造性思维,发挥出色的组织能力,一一解决了这些难题。
其一是经过实地考察,因地制宜,制定了通过开凿长距离地下水道引水出山的宏大计划。曹赟根据当地地高水下的地形特点设计引水路线,决定从红水河口东、西两岸石崖分别向东北、西北方向各开凿一条长度超过10公里的地下隧道。这一方案需要精确测量和科学的规划,才能确保隧道的走向和坡度能够有效实现引水出山的目标。在没有科学测量工具的情况下,这一任务极具挑战性。同时,要在坚硬的岩层中开凿两条各长10公里的地下隧道,这是明代水利工程中少见的长距离地下输水系统。这种长距离输水系统突破了地质限制,实现了跨区域调水,效率与安全性显著提升。现代隧洞工程中的长距离输水系统需要通过精准勘测并利用爆破技术和盾构机等设备来完成。而在生产力落后、技术条件有限的古代,单纯凭借微弱的人力和原始落后的生产工具来开凿这样的隧道,施工难度之高,需要耗费的人力、物力、财力之大,不言而喻。但曹赟和他的工友们还是克服重重困难,凿通了这两条地下隧道,顺利引水出山,创造了“水穿石碉”的奇观。
其二,制定科学的施工方案并严格实施。在施工前,曹赟通过详细的地质勘察,了解工程区域的地质条件,为工程设计提供了准确的数据支持。根据地质勘察结果制定科学的施工计划和质量控制措施,加强施工过程中的检测和管理,保证了工程质量。
其三,隧道开凿中创造性地设计了隧道天井。在隧道施工过程中,每隔一定距离开凿出一个天井,有效解决了地下施工中的采光、通风和土石的运输难题,降低了塌方风险,为隧道内的施工人员提供了安全保障,提高了施工效率,提升了工程的安全性和实用性。红水穿碉工程中的这种设计,与新疆坎儿井中的竖井、明渠、暗渠和涝坝的结构形式完全相同,具有异曲同工之妙。隧道天井是红水穿碉工程中的一大技术创新,在当时的水利工程中非常独特,也非常先进。天井的运用兼顾实用性与科学性,体现了明代水利技术的智慧,成为后世效仿的范例。天井的设计也为我们解决现代隧洞工程中的通风问题提供了思路,比如新疆维吾尔自治区的天山胜利隧道、辽宁省本溪市的摩天岭隧道等都使用了天井(竖井)。天井除了具有通风换气、改善空气质量的作用外,还能作为施工通道和安全应急通道,从而加快施工进度,降低施工风险,运输物资和设备,方便施工人员进出,进行紧急疏散和救援等。
其四,有效防止了塌方和渗漏。红水河峡谷多为砂质泥岩、砾岩,遇水易崩解,需克服岩层破碎、渗水等问题。虽然在现有的历史文献中没有记载红水穿碉工程是用什么方法防止塌方和渗漏问题的,但当时面对这样一个巨大工程,防塌方和渗漏一定是一个绕不开的技术难题。前文讲到的隧道天井应该具有防塌方的作用。现代工程中经常应用高分子材料、混凝土防渗墙等解决渗漏隐患。在红水穿碉工程中,结合清代该地区同类工程(如九家窑渠)进行推测,可能采用了砌石衬砌或黏土防渗技术来应对渗水问题,确保工程的防渗性能和结构稳固性。此外,施工过程中全面、严格的质量管理和监控措施也是防塌方、防渗漏的重要手段。
红水穿碉工程庞大,历时多年,需大量人力、物力和财力。曹赟成功组织民众参与隧道的挖掘工作,合理协调资源,确保工程所需的人力、物力得到有效调配。在施工过程中,曹赟身先士卒,与工程人员共同克服恶劣的自然条件和技术困难,极大调动了民众的积极性。
红水穿碉工程成功解决了肃州城南红水河两岸的旱地灌溉问题,使原本荒废的土地变为沃土,把荒滩变为粮仓,促进了农业发展,提高了农作物产量,改善了当地百姓的生活。《重修肃州新志·肃州·水利·洞子坝》中所载当时老百姓的一句民谣“有人修起西洞子,狗也不吃麸剌子”,正是该工程建成后使当地农业丰收、人民生活得到明显改善的证据。红水穿碉工程是明代河西走廊山区水利的典型代表,与同期黄草坝渠、沙子坝渠等共同构成了明代肃州农田灌溉网络。
这个工程不仅解决了当地粮食生产问题,奠定了当地农业基础,还巩固了边疆经济,为明代河西走廊的稳定与开发创造了良好条件,成为后世水利工程效仿的典范。
红水穿碉工程展现了曹赟卓越的创新能力和组织领导能力。曹赟本人亦因其治水功绩与征战殉国的忠勇形象,成为地方精神的象征。曹赟既是躬身实践的水利专家,又是保家卫国的将领。他身先士卒的治水作风与随军征战阵亡的事迹,展现了古代优秀官员守土有责、利民为先的担当,其精神至今仍具教育意义。曹赟通过科学规划与坚韧实践,将自然劣势转化为农业优势,其工程兼具实用性与艺术性,不仅泽被当时,更成为河西走廊水利文化的活态遗产。他的贡献,体现了古代中国边疆治理中“水利兴邦”的理念,其个人形象也成为勤政与忠勇的标杆。在面对自然条件的限制和挑战时,曹赟和他的工程建设者们没有被困难吓倒,而是通过创新思维和大胆实践,想出了通过穿凿地下隧道来解决旱地灌溉的方法,这种创新精神为后世的水利工程建设提供了宝贵的经验和启示,激励着后人在面对各种困难和挑战时勇于探索、敢于创新,不断寻求解决问题的新方法和新途径。
红水穿碉是河西走廊最早的大规模地下引水工程之一,开创了干旱地区“引水上岸”的先例,开创了河西地区水利工程的先河,是西北地区干旱环境下“人地共生”的典范,成为后世水利工程(如清代九家窑渠)的借鉴范例。其“隧洞+天井”的模式与清代飞槽渡水、凿山通水技术,共同构成河西地区先进的水利技术体系,这种先进的技术延续至现代的红旗渠水利工程和引汉济渭工程中。红水穿碉的技术启示跨越时空,从隧洞设计到生态理念,均为现代水利提供了历史范本。其核心价值在于因地制宜、天人合一。现代工程在此基础上融入科技与生态思维,形成了更高效、可持续的水利体系。
后记:本文所述曹赟之事,原始材料均来自酒泉古旧方志《肃镇志》(即《肃镇华夷志》)和《重修肃州新志》。旧方志所记曹赟之事有三个重要的时间节点:其一,洪武年间(公元1368年—1398年)授肃州千户;其二,景泰年间(公元1450年—1457年)治水,“凿崖为碉”,修建红水穿碉工程;其三,宣德年间(公元1426年—1435年)随李总兵征战高台南山,在孛罗口战役中阵亡。从上述材料中可以发现两个问题:其一,就曹赟的生平事迹来看,从洪武元年(公元1368年)至景泰末年(公元1457年)已有89年,从洪武末年(1398年)至景泰元年(公元1450年)也已有52年,其中时间跨度太长,不可信;其二,宣德(公元1426年—1435年)是明朝第五位皇帝朱瞻基的年号,景泰(公元1450年—1457年)是明朝第七位皇帝朱祁钰的年号,曹赟既然已在宣德年间战死,又怎么可能在后来的景泰年间“凿崖为碉”,修建红水穿碉工程?这是明显的错误。曹赟是明朝初年人,《肃镇志》的编纂时间是在明代中晚期的嘉靖至万历年间,期间又经过了两百年左右。后人补记前人之事,难免有错谬。《肃镇志》中所载曹赟之事有误,而《重修肃州新志》袭用了《肃镇志》的错误材料而未加甄别辨析。旧志中所记载曹赟的事迹应该是真实的,只是时间有错谬而已。本文写作时虽然发现了旧志中的错误,但也无法考证和更正,所以仍沿用了旧志中的说法。