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1262 年，郭守敬在晋见忽必烈时提出的6 项水利工程的建议中，有5
项是关于华北地区农田灌溉的工程，这是他在前数年对这一地区的水文、
地势作认真的考察之后提出的。这些工程的基本设计思想之一，是利用黄
河各支流、或黄河的不同河段之间水位的高度差，在诸支流或不同河段间
开渠引水，从而构成自流灌溉的水利网络，使万余顷农田得到了灌溉。此
中，有的工程还可以起分流的作用，有的还可以行船，便利交通。另有一
项是关于完善北京漕运的工程，郭守敬建议引京城西北玉泉山下的泉水进
城，以解决京城到通州（今北京通县）旧漕运河水源不足、通行不畅的问
题。他又建议开凿自通州直达杨村（今天津西北的武清）的新运河段，以
克服原运河段曲折、远绕的弊病，使大运河更加通畅。
1264 年，郭守敬视察西夏（今宁夏回族自治区一带）古渠，发现古渠
的总体设计基本合理，便组织人力疏浚渠道，重整水坝、水闸等设施，用
了不到一年时间，便使可以灌溉农田9 万余顷的古渠重新发挥效益。在从
西夏回京时，郭守敬沿黄河而下，一路细心视察，发现自中兴州（今银川
东南）到东胜（今内蒙古自治区托克托）一段黄河可以用于漕运，又发现
查泊兀郎海（今乌梁素海）一带广布古渠，只要加以修理，便可用于农田
灌溉。这些反映了郭守敬实事求是的科学态度和认真负责的精神。
1265 年，郭守敬回到京师后，又提出了修复横亘京西平原的金口河的
建议，即从麻峪村（今石景山附近）引永定河水经西山金口东流，直抵京
城。为预防永定河水泛滥，郭守敬设计了关键的金口工程，即在金口西岸
修筑一条较宽大的溢洪道，并引洪水往西南流回永定河中。这项工程兴修
以后的30 余年中，对西山木材物产的东运和京西农田的灌溉起了良好的作
用。
1275 年，郭守敬在考察今河北、山东、江苏等地区水道交通状况和实
地测量黄、淮河下游地形的基础上，提出了建立一个庞大的交通网络的实
施方案，他共设计、修筑了五条河渠干线，使卫河、马颊河、大运河、御
河、汶水、泗水、微山湖、山阳湖和梁山泊等水系、湖泊彼此连通，建立
了以东平（今山东东平）为枢纽，西连卫州（今河南辉县），东达山东中、
南部，南迄徐州、吕梁的黄河下游一带，北接大运河直达杨村的水上交通
网。这既可使通讯便捷，又使这一广大地区彼此接济，并使徐州到京师之
间的漕运畅通。这一项工程气势恢弘，不但具有科学意义，而且为忽必烈
统一中国的事业创造了有利条件，具有军事和政治意义。
在郭守敬一生治理的数量众多的水利工程中，通惠河工程的设计和实
施，最为脍炙人口。它是为解决通州至京城间繁忙的漕运任务而修建的。
1291 年，郭守敬作了仔细的实地勘察和设计工作，1292 年动工兴修，1293
年全线通航，完满地达到了预期的目标。该工程的关键有二：一是引水工
程。郭守敬选定昌平县白浮村的神山泉作为起点，先引水西行，再沿西山
东麓南折，再转向东南方向注入瓮山泊，沿线筑堰，将沿途众多、丰沛的
泉水、溪流以及双塔河、榆河上游的部分河水截流汇入瓮山泊中。这一迂
回曲折的引水路线是依据沿途地势的起伏变化选定的，其长度约25 公里，
起、终点的高度差约12 米，基本保证流水平稳通畅，而且施工可省时省力，
这就是著名的白浮堰工程。它解决了通惠河所必需的充足和清沏的水源供
给问题。二是漕运航道工程的设计。自瓮山泊东南引水到紫竹院，西从紫
竹院到通州高丽庄之间约25 公里长的渠道便是漕运的航道，其起、终点的
高度差约20 米。依据沿途水位落差较大且大小不一的实际情况，郭守敬提
出了闸坝、斗门系统的设计方案，自紫竹院到文明门一段，落差较大，每
经数里便设置一闸坝、斗门系统，计3 处；自文明门到高丽庄一段，落差
相对小些，每经约十里一设，计7 处，总共设置10 处。每一处闸坝、斗门
之间又依据不同情况，相距一里或百步不等，在闸坝和斗门上都有供船舶
进出的通道口。漕船自高丽庄而来，过第一处斗门后，关闭斗门，同时将
原先关闭的闸坝开启，令水涨船高，使漕船能平稳地通过闸坝西行，这样，
漕船便可随各处闸坝、斗门系统有节奏的启闭，顺利地沿渠道拾级而上，
抵达目的地。质言之，通惠河工程从选线、布局到闸坝、斗门系统的设置
和应用，都反映了科学性、合理性和实用有效的原则，这些也正是郭守敬
水利工程设计思想和实践的总特色。
实地勘测有关地区的地形、水文，对某些地区（如黄河中下游地区等）
进行大面积的水准测量，并绘制成地形图，是郭守敬为设计和实施水利工
程而进行的基础性工作，这不但为水利工程的科学性等提供了客观依据，
而且，郭守敬还从中总结出一些科学概念和定量化的计算方法。如他指出
经由北京入海的潮白河的流速，较经由开封的长江的流速小，而北京距海
近，开封离海远，由此，郭守敬推断出北京相对于海平面的高度要低于开
封的结论。这是世界上最早提出的以海平面作为衡量各地水平高度的统一
标准，即海拔高度的概念，同时又是正确地应用了这一概念的最初事例。
又如，1298 年，郭守敬在参议北京西北郊铁幡竿渠的设计时，创用了依据
山洪流量等水文情况与渠道宽窄、深浅之间定量关系的计算方法，把经验
科学化和数量化了。
把科学结论和技术设计建立在实践的基础上，这是郭守敬科学思想的
精髓之一，在水利科学上是如此，在历算科学上也是如此。他认为历法之
根本在于测验，而测验的利器则是各种天文仪器，这是他在接受改造历法
任务伊始就提出的指导思想。随后，他倾心于新天文仪器的创制，全力开
展各项天文观测工作，一丝不苟地贯彻这一思想。历法必须接受天象的检
验，这种检验不但需有时间的深度，而且还需有广泛的内容，这是郭守敬
重视实践思想的又一重要侧面。他认为历法既要能有验于今，还要能通于
古，而且要全面地加以检验，即对日、月、五星之行，晷影、漏刻长短，
气朔之早晚，日月食的初亏、食甚和复圆时刻，恒星宿度之广狭，等等，
均需一一详加推验。为此，他勤奋地观测，尤其重视以第一手资料作为判
断的准绳，他又详尽地收集前人的观测成果，也作为检验的客观依据。凡
吻合者从之，不合时就谨慎地修改有关的天文数据、天文表格及计算方法，
直至最大限度地与所掌握的直接和间接的观测资料相符合为止。所谓合与
不合，郭守敬提出了较前人高得多的精度标准。如对于交食时刻，他规定
以“同刻者为密合，相较一刻为亲，二刻为次亲，三刻为疏，四刻为疏远”
（《元史·历志》），他推验刘宋以来45 次月食亏初、食甚、复圆的时刻
记录，其结果是密合者18，亲者18，次亲者9，平均误差约一刻。可见，
郭守敬的观测及检验工作在深度、广度和精度上都超越了前人的同类工
作，从而把授时历建立在深厚坚实的实践基础之上。
郭守敬重视继承和吸收前人已有的成果，但却不是泥古不化，在他的
思想中，包含着强烈的改革进取精神。他坚信今胜于古，以为前人的历算
工作只是“为法略备”，均有待改进；又以为前人的观测工作“或有未密”，
并不一味盲从。“法之不密，在所必更”，数之不精，遵从新测。在授时
历中，郭守敬等人所作的诸多方法上的创新和数据、表格上的更动，就是
在这种思想指导下进行的。在天文仪器的创制上，郭守敬也是在总结、吸
取中国传统和阿拉伯天文仪器制做的已有经验和成果的基础上，有所发明
与发展的。他相信只要“能精思密索，心与理会，则前人述作之外，未必
无所增益”。这些改革与创新，固然都是以实践为前提，但也必须有钻研
的精神和理论上的勇气。对于那些根深蒂固和过时的传统思想与方法，理
论上的勇气更显重要，授时历废弃上元积年法和日法，而以实测历元法和
万分法取代之，正反映了郭守敬等人“至理所在，奚恤乎人言”（《元史·历
志》）的科学勇气。
郭守敬一方面以他出众的天资、勤奋和科学的思维方法，扎扎实实地
在科学技术的园地中不懈地耕耘；另一方面又以他强烈的集体意识、谦和
以及出色的组织管理能力，使一个庞大的科学集体协调有效地运转。所以，
郭守敬不但是一位多才多艺的、杰出的科学家，还是一位出类拔萃的科技
组织管理专家。
文献
原始文献
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台湾商务印书馆，1986。
＇2＇（明）宋濂等：元史·郭守敬传，中华书局，1976。
＇3＇（明）宋濂等：元史·历志，中华书局，1976。
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研究文献
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＇8＇潘鼐、向英：郭守敬，上海人民出版社，1980。
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＇10＇苏天钧：郭守敬与大都水利工程，自然科学史研究，2（1983），
1，第66—71 页。＇11＇陈美东：我国古代对五星近日点黄经及其进动值的
测算，自然科学史研究，4（