张戎：“水力挟沙说”的第一人

   西汉末年大司马史张戎（长安人，生卒不详）是提出水力挟沙说的第一人。他说黄河是何等的浑浊，一石水中就有六斗泥，“水性就下，行疾，则自刮除；成空而稍深”。意思是水自高处流向低处，流得快了，泥沙随之而去，河道自然愈冲愈深。这是最先从动力学的角度来解释河道冲淤的特性。由此张戎提出：应减少上游引水，集中河道水量，以水冲沙，则“水道自利，无溢决之害”。 明嘉靖间，四任总理河道的潘季驯（1512-1595年）在他治理黄河的生涯中，开始将堤防作为攻沙武器付诸实践。 

　　潘季驯设计了缕堤、遥堤、格堤和减水坝共同组成的堤防体系：缕堤临水，紧依中常水位的滩地修筑，以缕堤束水攻沙；遥堤建在远离河槽二、三里的河漫滩上，可容纳较多洪水；水再多则可以从设在遥堤上的减水坝泄走；遥堤和缕堤之间是格堤，用以拦挡从缕堤溢出的洪水，并促使泥沙沉积，使堤防又得到加固。泥沙动力学理论向治河工程技术的渗透，将中国古代治河工程技术水平推向高峰。 

　　河流泥沙运动学还对古代人构想河道疏浚机具提供了思路。“驱泥引河龙”就是利用水力自行疏浚河流泥沙的机具之一。这种器具的构造图传世至今，绘图人名锦，发明人是陆千戎，绘图时间在道光二十五年（公元1845年）左右。

　　“驱泥引河龙”的龙尾进水口高十尺，宽八尺（面积相当于8.89平方米），龙头出水口高四尺宽二尺（面积相当于0.89平方米），龙身用藤篾编制，生桐油油漆，密不透水，用铁锚固定。使用时引河龙低头俯向河底，十个一排，下游冲刷距离可达二十米左右，一日冲深几十厘米。若自上而下平排若干座，再逐日将河龙用船挟带，向下游移动，可顺流疏浚。根据水流的连续性方程，断面面积与流速成反比，可以产生相当于进口流速十倍的出口流速，从而达到局部冲刷的目的。