第三节 地下水资源利用——井灌、泉灌
明清时期关中地区的水资源总量不丰，有限的地表水资源不能够满足当地的农业生产需要。于是，人们开始开发和利用地下水资源。以地下水为水源的引水方式主要有两种工程形式——凿井取水就近灌溉和引泉灌溉。
一、 井灌
井灌是中国古代通过凿井提取地下水以浇灌农田的一种灌溉类型。注87历史上的井灌区主要分布在雨量不足的北方地区。古代水井用于灌溉和用于生活用水的历史一样悠久，比较适合以家庭或家族为生产单位的井灌在农耕社会早期就出现了。唐宋时期井灌工程技术已经完善，井水成为灌溉的重要水源之一。
关中地区地势平坦，地下水埋藏较浅，“大约渭河以南九州县地势低下，或一二丈或二三丈即可得水；渭河以北二十余州县地势高仰，亦不过四五丈或五六丈即可得水”注88。凿井灌田相对比较容易。
关中平原的井灌历史悠久，考古工作者在咸阳、临潼等地发现一批秦时期的水井，这批水井类型较多，结构不同，有陶圈井、瓦井和上瓦下陶圈井等三类六种，可以表明当时人们已经通过凿井开采和利用地下水资源注89。
由于井灌在当时是一种最小规模的灌溉方式，凿一井最多溉田数亩，且往往多是一种个人行为，即农家自己在其田园里就可以实施的灌溉工程。因其小而疏于记载，故有关的文献资料还不多，当时的井灌成就也难以见其全貌。但仍可以确信，在明代的关中地区，井灌已开始发挥其应有的作用，并日益扩大着灌溉效益与灌溉面积。
嘉靖八年（1529年），杨时泰任富平知县，他除率民疏浚引水灌渠外，还改变了“邑田故不井”的状况，教民桔槔，从此凿井灌溉始在富平县流行。注90明代在渭南县城东关的北崖下有多处泉水，当地居民引资灌溉，同时当地居民又利用崖下地地下水较浅的条件，凿井灌溉，所谓“又间穿井，井只一丈，可用桔槔取水溉田”。注91泉水引灌，再加上井灌的配合，于是在崖下地形成了一个年年丰产的小稻作区。
由于井灌在当时是一种最小规模的灌溉方式，凿一井最多溉田数亩，且往往多是一种个人行为，即农家自己在其田园里就可以实施的灌溉工程。因其小而疏于记载，故有关的文献资料还不多，当时的井灌成就也难以见其全貌。但仍可以确信：在明代的关中地区，井灌已开始发挥其应有的作用，并日益扩大着灌溉效益与灌溉面积。
清代是井灌大发展时期。其中，有两次由政府督导的大规模开井，一次在乾隆时期，一次是在光绪初年。
清代康熙年间鄠县绅士王心敬积极提倡发展井利，他在雍正十年著成《井利说》。论述了北方五省特别是陕西省开井的条件和经济效益，他认为凿水井一眼，深3丈左右，需银7～10两，添置水车需10两，两项合起来也不过20两。然而井灌效益却非常可观，每口井可灌田20亩至40亩，如果粪溉及时，耘耨工勤，一井之力，可获百石，而且常年可种菜蔬，旱年仍得丰收。王心敬还提出了一整套地方官督民凿井的措施，大力提倡井灌。注92雍正五年（1727年）兴平知县胡蛟龄劝民凿井1 303余口，加上以前已有旧井2 456口，每日可浇地1万余亩。注93
乾隆二年（1737年）五月，陕西代理巡抚崔纪“悯秦地待泽于天，遇旱无策”，在其影响下动员全省开井。六月，奏准将地丁耗羡银无息贷与贫民，以作打井经费，三年缴还，后改由社仓积谷偕给。这些措施推动了各地凿井的开展，当时开井地区亦颇广，当年十一月，奏报开井的有西安、同州、凤翔、汉中、乾州、邠州所属三十三州县注94。各州县奏报共开井68 980余眼（表1—3）。由于崔纪操之过急，下属官吏不免邀功虚报，有的开井半途而废。实际开井数，据后任巡抚陈宏谋核实为32 900余眼。陈宏谋于乾隆九年（1744年）至十二年（1747年）间两度接任巡抚，继续办理此事，规定:“凡以己资开井者地方官验明奖励,无力者给社谷、常平谷作工本。”在他的推动和鼓励下,又先后“凿井二万八千有奇”，并“造水车，教民用以灌溉”注95。
表1—3 乾隆二年关中地区凿井数目统计
资料来源：民国《续修陕西通志稿》卷61《水利五·附井利》。
从表1—3所反映的井灌的地区分布来看，西安府之长安、鄠县、盩厔、咸宁各县凿井均超过5 000口，可以说是井灌最为发达的地区，富平县、韩城县的凿井数目远远低于其他地区。这种地区差异应该与地下水资源量以及地下水位埋藏深浅有很大关系，西安府处于渭河干流附近，几大支流泾河、浐河、沣河等环绕周围，给西安府带来了较为丰富的水资源，同时也丰富了地下水资源含量。
但是事实上关中有一些地区是不适合凿井的。某一地区能否发展井灌与地区地下水的条件和蕴藏量有直接的关系。关中盆地以河谷阶地的地下水较丰富，黄土台塬区地下水较为贫乏注96。因此，很多地区不适宜凿井。乾隆五年（1740年），川陕总督鄂弥达考察了陕西井灌之后，认为：“陕地水深土厚，西安食水各井，深至五六七丈水仍短少，味兼苦涩，遇旱仍干，一井之费，几于数亩之资，而穷日之汲难润一畦之燥。此因地制宜所关匪细也。”注97乾隆八年（ 1743年） ，陕西巡抚塞楞额奏称，有些地方不宜开井，“无如陕省地土深厚，竟有挖至十余丈不能及泉者，以致小民胼手胝足，颇以为苦”注98。澄城县凿井深者至四十余丈注99；眉县则土厚沙深不能凿井注100，永寿城在岭巅居人弗能凿井注101。还有一些地区水质含盐，也不适合凿井灌田。据德国地质学家利溪安芬之考察，渭河平原其初原为一通海大湖，含盐卤质甚多，后经水淹泥淀，土质逐渐转良，适于垦殖，尚有数处如蒲城、富平、渭南等，卤泊甚多，不能耕种。又如泾阳、三原、大荔，虽掘井数十尺，犹含盐质，不能用以灌田注102。这也就能从环境的角度解释为什么乾隆二年崔纪凿井六万多眼，而后陈宏谋复核仅一半可用。
光绪三年（1877年）六月，“大久不雨”，陕西遭受特大旱灾，为了赈灾救荒，陕西巡抚谭钟麟下令各州县“劝谕民间多凿井泉以资灌溉”注103。时任陕甘总督的左宗棠，也督促地方打井抗旱，并规定了鼓励开井的一些政策。他在给谭钟麟的信中提出开数万井的计划，并规定了勉励民间掘井的政策，即除了实行以工代赈外，还“于赈粮之外，议加给银钱，每井一眼，给银一两，或钱一千数百文，验其大小深浅以增减”。左宗棠还表示，如经费不足，当代为筹画。注104大荔县知县周铭旗，“极力督促，津贴工资”，“开新井三千有奇。”注105朝邑、兴平、礼泉等县开井“数百面之多”注106。泾阳知县涂官浚劝民凿井补充龙洞渠水利的不足，先后增井五百有余。注107光绪时期陕西井灌数量没有明确记载，左宗棠提出的是开数万井的计划，很显然只是收到了小部分的成效。
随着井灌的发展，凿井技术和提水机具也在不断地进步和提高。明清时期井的类型很多，明徐光启《农政全书》卷16总结：“井有石井、砖井、木井、柳井、苇井、竹井、土井，则视土脉之虚实纵横，及地产所有也。”注108乾隆二年崔纪统计新凿井中有水车大井1 400余口、豁泉大井140余口、桔槔井6 300余口、辘轳井61 140余口。注109可以反映出井灌种类的多样性。
凿井前先要寻找地下水源，明《农政全书》总结出气试、盘试、缶试、火试四种寻找地下水源的方法。关于凿井技术的要点，《农政全书》卷20作了总结。第一、择地。认为凿井之地，山麓为上，旷野次之，山腰为下。第二、量浅深。井与江河地脉通贯，在靠近江河处，凿井的深度可根据河水的水位、天时旱涝，酌量加深若干。第三、避震气。凿井时遇到使人窒息之气（二氧化碳之类的气体），应急躲避。第四、察泉脉。从不同的土壤辨别水质，指出“沙中带细石子者”其水最良。第五、澄水。井要作井底，上更加细石子厚一二尺，能使水质清而味美。注110
清代关中农学家杨屾所编著的《知本提纲》中也谈到井灌的优点以及凿井的方法：
“水利最多，惟井之养人，其功无穷。盖井养宜于平地，易成区畦。凡深至六丈者，皆可引灌。其法：深井俱宜长开，一梁可安辘轳四、五副。日能灌地一亩四、五分。若至三、四丈者，可作水车，日可灌地二、三亩。愈浅所灌愈多，或浇禾，或灌蔬。自能力致胜于旱田十倍也。”注111
井灌的技术在这一时期也呈现出多样化发展的特点。水井除自流井外，一般都需要借助提水机具汲水。古代发明了桔槔、辘轳、井车等机具。灌井的灌溉机械，明清虽无重大的发明，但在类型上趋于多样，特别是在量的方面有较大发展。徐光启认为，灌井起水工具，有“桔槔、有辘轳、有龙骨木斗，有恒升筒，用人用畜，高山旷野，或用风轮”注112。桔槔、辘轳的使用历史久远，在明清时期民间有所创造。光绪十九年（1893年）旱，陕西泾阳农民作“猴井”，这是一种双井连环提水的辘轳，在农民资金短缺、无力购置水车的情况下，亦不失为是提高灌井利用率的一种简易方法。注113技术最为复杂，同时需要投入最多的是龙骨木斗也就是水井水车，是综合龙骨车、筒车和辘轳原理而制。是将井与水车结合起来的一种提水方式，始创于唐代，清代得以推广。这也是关中地区因地制宜选择水利技术的一种典型表现。这种井车可以连续地从井中提水灌溉，功效比较高。
应该说井灌的发展跟农业的发展是息息相关的。关于这一点当时也有很多人对此作出论述。户县的王心敬著《井利说》注114，认为天道六十年必有一大水旱。三十年必有数小水旱。即十年中。旱歉亦必一二值。惟地下之水泉终无竭理。若按可井之地立掘井之法。则实利可及于百世。他以富平、蒲城二邑为例。两地井利颇盛。如流曲、米原等乡。有掘泉深至六丈外。以资汲灌者。甚或用砖包砌。工费三四十金。用辘轳四架而灌者。故每值旱荒时。二邑流离死亡者独少。王心敬详细给出了凿井办法：凡为井之地。大约四五丈以前。可以得水之地皆可井。然用辘轳则易。而用水车则难。水车之井。浅深须在三丈上下。且即地中不带沙石。而亦必须用砖包砌。统计工程。井浅非七八金不办。井深非十金以上不办。而此一水车。亦非十金不办。然既成之后。则深井亦可灌二十余亩。浅井且可灌三四十亩。但使粪灌及时。耘耔工勤。即此一井。岁中所获。竟可百石。少亦七八十石。夫费二三十金。而荒年收百石。所值孰多。诚使相地度力。或地段宽长。丁口多。一家而开两三井。又如地段窄短。人丁寡少。或数家而共为一大井。此则用水车之井。虽难而不可忽也。至于小井。则不须砖砌。即工匠不过数钱。器具不过一金可办。若地中带沙。须砖砌者。一切工费。亦止在三五金外。然一井可及五亩。但得工勤。岁可得十四五石谷。更加精勤。二十四五石可得也。夫费三五金。而于荒年收谷十四五石。甚至二十余石。所值孰多。且即八口之家。便可度生而有余。是则用辘轳之井。尤不可忽也。又如居近南山之乡。井可用石代砖者。则一乡通力载取。至其所用之档木井架水车辘轳等木。则乡中寺观之木。可借用者借之。
乾隆年间，陕西巡抚崔纪因为老家蒲州井灌发达，亲见井灌在旱年对农业的作用，也积极倡导凿井灌田。后来继任的陈宏谋。言关中之地，平原土厚，虽有河道，岸高难引，凿井灌田，实为救旱良法。井灌也确实为关中地区的农业稳定发展起到了积极的作用。到近代机井投入使用之后，井灌在关中地区使用的范围也日渐扩大起来。
二、 泉灌
泉灌是中国古代利用溢出于地表的地下水浇灌农作物的一种灌溉形式。注115历史上根据泉水的特点进行开发利用的方式主要有两种：泉水发源于山区或山麓地带，地势较高，大部分可实行自流灌溉，开明渠是最常见的一种引灌方式；泉水流量多数小而稳定，需筑陂塘潴积起来利用。南方福建、浙江、江西、四川、贵州等多山省区，多筑陂塘蓄山泉细流种稻。
关中断陷盆地与南北两侧山地结合地带蕴藏有较丰富的地下水资源，也构成了泉池密集发育区域，而平原内部也有许多湖泊的分布。关中众多的泉源湖池和丰富的地下水资源是泉灌发展的基础。明代关中地区的引泉灌溉工程已经发展起来，约有十几个州县都有引泉灌溉工程的记载，本书根据方志文献的记载，将明代关中地区利用泉水灌溉的具体情况归纳为表1—4。
表1—4 明代关中地区的泉水灌溉
清代最大的引泉灌溉工程当属龙洞渠。龙洞渠引泉水量，清代史料尚无记载。总体而言，其灌溉面积由多到少，乾隆初年初建时为7.4万亩，至道光二十二年（1842年），共计斗门106个，按各斗渠面积分布，全渠共计灌溉面积6.7万亩，清代末年减至2万多亩，民国初年灌溉面积有所恢复，约为3万多亩。注116
龙洞渠拒泾引泉，水源稳定，免除了以前历代渠首筑堰清淤之劳，但泾水流涨时仍时常有“泾水涨溢，冲堤淤渠”之现象；而龙洞渠渠身的漏洞也导致了水量的散失，“渠身渗漏大小二十余处，诸泉之漏入泾河者十有八九”。注117于是，人们一方面想方设法收龙洞以下各泉，倒流泉在雍正时“半入泾半入渠”，后来完全入渠；另一方面为减少渠水的流失，保证一定的引水量，并减少泾水涨溢给渠堤带来的危害，清代人一直把加固渠堤，特别是渠首段沿山临河一侧石堤作为工程维修的重点，自乾隆二年（1737年）起各朝都对龙洞渠有修治，具体情况列于表1—5中。
表1—5 清中后期修治龙洞渠统计
资料来源：民国《续修陕西通志稿》卷57～61《水利》；《泾惠渠志》。
除龙洞渠之外，明代旧有的引泉灌溉工程大部分依然在发挥作用。据雍正《陕西通志》等地方志书记载，郿县、盩厔、鄠县、临潼、渭南、华阴、华县、宝鸡、武功、岐山、邠县、兴平、咸阳、泾阳、三原、大荔等地都有引泉灌溉。
明清时期，关中的郃阳地区还存在着一种独特的泉灌方式——瀵灌。瀵是一种独特的自然水体景观，与普通泉相比，瀵的出水口很大。瀵水发源黄河西岸平地，去河仅数武，清冽迥异，涌出地尺许，民资灌溉，称富饶焉。注118其中，王村瀵灌田7顷余亩，西鲤瀵灌田3顷余亩，渤池瀵溉田6顷余亩，熨斗瀵灌田20余亩，小瀵灌田四十余亩。注119
利用泉水的方法，明徐光启在《农政全书》卷16《旱田用水疏》中，作了系统的总结：根据泉源的高低、大小、急缓，徐光启分有六种利用的方法。
其一，源来处高于田，则沟引之。沟引者，于上源开沟，引水平行，令自入于田。谚曰：“水行百丈过墙头。”源高之谓也。但须测量有法，即数里之外，当知其高下尺寸之数。不然，沟成而水不至，为虚费矣。
其二，溪涧傍田而卑于田，急则激之，缓则车升之。激者，因水流之湍急，用龙骨翻车、龙尾车、筒车之属，以水力转器，以器转水，升入于田也。车升者，水流既缓，不能转器，则以人力、畜力、风力运转其器，以器转水入于田也。
其三，源之来甚高于田，则为梯田以递受之。梯田者，泉在山上山腰之间，有土寻丈以上，即治为田。节级受水，自上而下，入于江河也。
其四，溪涧远田而卑于田，缓则开河导水而车升之，急者或激水而导引之。开河者，从溪涧开河，引水至其田侧，用前车升之法，入于田也。激水者，用前激法起水于岸，开沟入田也。
其五，泉在于此，田在于彼，中有溪涧隔焉，则跨涧为槽而引之。为槽者，自此岸达于彼岸，令不入溪涧之中也。
其六，平地仰泉，盛则疏引而用之，微则为池塘于其侧，积而用之，为池塘而复易竭者，筑土推泥以实之，甚则为水库而畜之。平地仰泉，泉之溪涌上出者也。筑土者，杆筑其底。推泥者，以椎推底，作孔胶泥实之，皆令勿漏也。水库者，以石砂瓦屑和石灰为剂，涂池塘之底及四旁而筑之，平之，如是者三，令涓滴不漏也。
明清时期，关中地区的人民主要还是致力于修渠筑堰，引地表水灌溉。一般在渠堰灌溉无法实现的地区，人们才会开发地下水资源，发展井灌和泉灌。最为典型的就是龙洞渠的修筑，正是在渠道灌溉无法实现的前提下，当地人民才开始“拒泾引泉”。清代的同州府就是因为渠堰灌溉已再无利可图，地方官乔光烈才于平衍之区劝民多凿井泉。“今同州所属。民稠地狭。凡平衍可垦之地。皆垦辟无遗……至所有渠泉引溉者。每逢灌溉之期。民间俱立有水排。依其序次。放水不紊。若所灌地亩。各就渠水大小分派支流。难以续开。至堙废渠泉。唯潼关周公渠尚可修复。余或源流微细。或水性若。或地高水远。或干涸堙塞。常因行县之便。再四讲求。揆视情势。虽欲复之。措施无方。盖今昔既殊。而形便亦异也。今唯先于平衍之区劝民多凿井泉。且于渭洛两河制造水车桔槔等。令民观法。以收水利。注120”事实上，明清时期，关中地区井灌和泉灌的发展为农业提供了更多的水源，在一定程度上保障了农业的稳定发展。