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图8－6 明代冶铁炉和炒钢炉串联使用
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最早的炼锌技术
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我国是用火法炼锌最早的国家，至迟在宋代即已冶制铜锌合金——黄铜了。欧洲在16世纪才知道锌是一种金属。18世纪前半，中国的炼锌法传入欧洲，欧洲才开始了炼锌的历史。
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锌在我国古代叫“倭铅”。《天工开物》中有关于炼倭铅的详细记载和插图。方法是把10斤炉甘石（即碳酸锌）装入一个“泥罐内”，然后“封裹泥固”，并把表面搞得很光滑，让它慢慢风干，切不可用火烤，以防“拆裂”。再一层层地用煤饼把装炉甘石的罐垫起来，在下面铺柴引火烧红，这时罐里的炉甘石就“熔化成团”。冷却后，“毁罐取出”就是“倭铅”了。这种方法和现在的横罐炼锌法相似。
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锌的冶炼是比较困难的，因为使氧化锌还原为锌的温度（1000℃以上）比锌的沸点（907℃）高，还原成气体状态的锌同空气或还原中产生的二氧化碳接触后会重新变成氧化锌。如果冶炼技术和设备不合要求，得到大量的金属锌是不容易的。关于锌在高温下容易挥发成气体的情况在《天工开物》中也有记述，说倭铅如果不和铜结合，“入火即成烟飞去”是完全正确的。
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图8－7 炼倭铅
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中国科学技术史稿（修订版） [:1701078209]
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四 黄河、大运河的治理和盐碱地的改造
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黄河的治理
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我国人民在与黄河斗争的历史中，明清时期是一个重要的阶段。这时治理黄河与过去大都采用“分流”的方法不同，主要是以水治水，即在下游“筑堤束水，以水攻沙”【14】，就是用人工筑堤，加快流速，使流水的冲蚀力量增大，带走泥沙，避免河床淤浅与决堤泛滥。当时封建统治者治河的目的，主要是为了保证南北大运河的“漕运”，使载运南方大米到北京的船只畅通无阻。但由于减少了黄河的泛滥，对黄河流域的农业生产有较大的好处。
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明清两代，在治河方面享有盛誉，并且作出重大贡献的有潘季驯和陈潢等。
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潘季驯（1521—1595），字时良，号印川，浙江湖州人，曾四次出任治理黄河的“总督”，著有《河议辩惑》、《两河经略疏》等。他认真研究了水流的性能和黄河的情况，针对黄河含沙量大的特点，认为治河不宜采取“分流”的办法。因为“水分则势缓，势缓则沙停，沙停则河饱”，相反“水合则势猛，势猛则沙刷，沙刷则河深”，这是“一定之理，必然之势”【15】。所以他主张“筑堤束水，以水攻沙”。他说治河的方法，没有奇特的窍门，全在“束水归漕”，而束水的方法，只在“坚筑堤防”。为了防止河水溃决，他规定要设几道防线，即筑缕堤、遥堤、月堤和格堤四种（缕堤距河近，是第一道防线，缕堤内又筑月堤以止水；遥堤离河远，是第二道防线，格堤在遥堤内，以阻水流）。又定伏秋洪水暴涨的时候，要实行“四防”和“二守”。四防是“昼防、夜防、风防、雨防”，二守是“官守”与“民守”。这些治河的理论和方法虽然还仅限于对下游地段的治理，但因立论是科学的，具有一定实用价值。
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清初的陈潢（1637—1688），字天一，号省斋，浙江钱塘（今杭州）人。他本是一个“布衣”，对农田水利很有研究，曾经作过实地考察，沿黄河上行直至宁夏。后来遇到在朝做官的靳辅，靳辅很赏识他，留他在身边工作。在1677—1687年靳辅担任“河道总督”期间，治理黄河的工作主要是由陈潢承担的。陈潢的治河理论和成就，在张霭生编纂的《河防述言》中有比较全面的记述。
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陈潢在治河方面的贡献，首先是把潘季驯“筑堤束水，以水攻沙”的理论建筑在更为科学的基础之上。他用的“测水法”是测流速和流量的方法，按《河防述言》所述是“用土方法，以水纵横1丈、高1丈为一方，计此河能行水几方”，使筑堤的宽度和高度以及其他工程设计能更合乎要求，洪流通过时既能起到攻沙的作用，又不致因容纳不下而泛滥成灾。他对于黄河的治理问题，不仅局限在下游，而且认识到对黄河中游地区治理的重要。他从实地考察中，认识到黄河的泥沙是从中游黄土高原流失下来的，从而指出治理黄河必须“彻首尾而治之”，不然“终归无益”。这种从全面考虑根治黄河的思想，可以说是我国治河理论上的一大进步。可惜他的远大理想，在当时的社会条件下不但没有实现的可能，反而在他为进一步治理黄河而积极筹划的时候，蒙受了不白之冤，他的科学才能没有得到充分发挥，便抑郁而死！
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大运河的疏浚
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元代在山东境内开凿的大运河，有些地段由于地势较高，水源不足，给航运造成了很大困难。这个困难后来是明代的一位名叫白英的老船工解决的。
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明永乐九年（1411年）工部尚书宋礼奉命整顿山东境内已经很难通航的这段河道时，束手无策，后来由于采纳了汶上老人白英的建议，才得以完满解决。
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白英是一位具有丰富实践经验和熟悉汶河水文与沿河地形的老船工，他建议：在运河附近地势较高的汶河上修筑一座“横亘五里”的拦水坝，并开新渠把汶河水引到大运河地势最高的南旺，又把一些水泉也加以疏浚，引到南旺；许多水流汇集南旺后，再向南北分流，向北分水量十分之六，流经150千米到临清，为调节地形坡度造成的水位差，这一段设置了17座水闸；向南分水量十分之四，流经200千米到徐州，这一段设置了21座水闸。这样，就保证了运河全程的通航，他还建议把南旺附近的河湖浚深加大，以利调节水量。白英提出的筑坝、开河、导泉、挖湖以及建闸等一系列措施，较好地解决了南北大运河的通航问题。白英在长期实践中，积累了丰富的地学和水利工程技术知识，为南北大运河的通航作出了重要贡献。
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盐碱地的改造
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河北省东部滨海平原是海河、滦河和潮白河水系的下游，由于地势平缓，排水不畅，土壤有不同程度的盐碱化现象。明中叶以前，这里是“碱草丛生”，无人耕种的地区。元代虞集曾经建议修筑海塘开垦北京以东的滨海荒地，但未能实现。
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改造河北滨海地区的盐碱荒地为水田，是从万历年间开始的。《明史》记载，汪应蛟在天津驻兵的时候，看到附近葛沽、白塘一带大片土地荒芜，他对“斥卤”之地不能耕种的说法，不以为然，指出：“地无水则碱，得水则润，若营作水田，当必有利，”遂募民垦田5千亩，其中十分之四为水田，获得了每亩收4～5石的成效。这是天津附近较大规模的改造盐碱洼地种植水稻的开始。
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