正所謂此一時彼一時，既然姜星火已經(jīng)改變了歷史，那么現(xiàn)在的大明跟以后的大明無論是在經(jīng)濟、技術(shù)還是生產(chǎn)力等諸多方面，肯定都是不一樣的。

    所以從思路上來講，雖然直接把黃河扳回從山東丘陵上面的那條故道是最優(yōu)解，但考慮到這么多年以來，黃河奪淮入海，早就跟很多本屬于淮河的水系打斷骨頭連著筋了，那么將黃河分流，重新恢復(fù)元朝中期“大小黃河”的狀態(tài)，再把淮河也從長江入海的現(xiàn)狀糾正過來，才是第一階段治水的理性方案。

    等到黃河分流，淮河重新回到了自己的入?？?，然后才能考慮第二階段，讓黃河也回到自己的入?？?。

    第三階段，就是在黃河兩岸建立大堤，約束黃河的泛濫。

    第四階段，則是從根本上治理黃河，也就是解決中上游的水土流失帶來大量泥沙沉積的問題。

    因此，如果僅僅是第一階段的治水方案，那么在現(xiàn)有的條件下，雖然很有挑戰(zhàn)性，但并非是不可能完成的任務(wù)。

    或者說，哪怕聚集了十幾萬人進行施工，只要軍隊數(shù)量足夠，錢給夠，在待遇上不要過于苛待民夫，那么激起民變的概率都不大。

    錢，姜星火自然會想辦法。

    而既然思路沒問題，那么其實就是方法和技術(shù)上的事情。

    宋禮問道：“鋼筋？大明有那么多的鋼材嗎？我聽說新式煉鋼法生產(chǎn)出來的鋼材，還要供鑄炮和火銃、甲冑使用。”

    姜星火搖了搖頭，只說道。

    “不需要那么多?！?/br>
    隨后，姜星火跟宋禮解釋起了原理：“鋼筋，顧名思義，就是用鋼材來作為建筑的筋骨，給建筑提供支撐，令其更加穩(wěn)定牢靠.但實際上，只需要在重點的工程里使用就行，并非是所有建筑或堤壩都要用鋼筋?！?/br>
    “當(dāng)然了，即便如此所需要的鋼也不少，但問題是，大明的鐵產(chǎn)量其實一直都不是問題，你應(yīng)該也曉得，作為專營商品，鐵的產(chǎn)量一直跟使用量不成正比，現(xiàn)在大明一年煉出來的鐵，恐怕能夠全國好幾年使用才能用完，所以很多冶鐵場一直都是休息的狀態(tài)，如果有治水的項目，反而能促進這些冶鐵場的生產(chǎn)?！?/br>
    “畢竟，冶鐵場里面的鐵錠，那可都是堆成山了，而只要焦煤足夠，需要的鋼材，很快就能冶煉出來，而這些鋼，不需要達(dá)到跟軍用同樣的品質(zhì)要求，只需要結(jié)實耐用就好了，所以鋼筋在產(chǎn)量上是能得到保障的?！?/br>
    現(xiàn)代的鋼筋，其實也是起源于工業(yè)革命，正是因為鋼鐵工業(yè)得到了長足的進步，所以才有了大量生產(chǎn)鋼筋的物質(zhì)條件，而相應(yīng)的技術(shù)，也取得了突破，讓現(xiàn)代鋼筋成為建筑業(yè)的利器。

    可實際上鋼筋這種東西雖然是現(xiàn)代才發(fā)明的，但從技術(shù)原理上，古人很早以前就意識到了這種核心支撐物，對于建筑穩(wěn)定性的巨大幫助。

    如果非要考古的話，古代鋼筋，哦不，或者可以說“鐵筋”的歷史，足以追溯到古埃及時期，當(dāng)時古埃及人進行建筑工程的時候，就使用了跟鋼筋作用高度類似的鐵筋，用來讓建筑材料變得更加堅固，而這個鐵筋的技術(shù)含量也并不高，說白了就是把鐵礦石融化然后送入模具再冷卻就行了，那時候的冶金技術(shù)水平也不夠，鐵的效果還不如青銅。

    而同時期的華夏，也發(fā)現(xiàn)了類似的原理，但是華夏古代采用的則是更加容易獲得的竹子，利用竹子的韌性，將其插入墻體、柱子中作為加強筋。

    但是由于華夏銅鐵資源一直以來都相對稀缺，所以在建筑工程中投入大量的金屬資源，尤其是華夏經(jīng)常需要規(guī)模極大的建筑工程，那么銅鐵資源就很難滿足這種海量的供給缺口了。

    也正因如此，華夏一般都會選擇糯米砂漿或是夯土壘石兩種方法來進行建筑工程，糯米砂漿的成本也不低，但如果是國家主導(dǎo)的工程，卻是用得起的，而且效果不錯，基本等同于低配混凝土.這就是因為煮熟的糯米漿糊和石灰水的混合物，最終產(chǎn)物會有非常強大的黏合能力，這種黏合能力甚至能支持建筑物數(shù)百年不倒，像是修南京城墻，都是采用的糯米砂漿；至于夯土壘石，那就是把土壓實稱，然后靠著青磚或者大石的支撐作用來確保堅固了，大部分的建筑物都是這么建造出來的，秦朝修建長城的主要建筑材料就是夯土、磚、石、糯米貝殼混合物。

    “那水泥又是何物？”

    “水泥，或者說水泥制成的混凝土，你可以理解為是廉價好用的糯米石灰或是糯米貝殼。”

    混凝土不是什么高端材料，從本質(zhì)上來講，混凝土就是把水泥作為膠凝材料，砂、石作集料，與水按一定比例混合攪拌獲得的建筑材料，跟糯米漿拌石灰水沒有本質(zhì)區(qū)別。

    古羅馬因為能獲取火山灰的原因，更早地獲得了原始混凝土材料，義大利的羅馬古城龐貝城就是被維蘇威火山的噴發(fā)所摧毀，正是因為這場災(zāi)難，羅馬人也發(fā)現(xiàn)了火山灰竟然能夠凝固或者說“凍結(jié)”整座城市.從此以后，羅馬人嘗試著將石灰水與火山灰混合，然后倒入模具形成原始混凝土，并用這些原始混凝土建造坡道、梯田和道路。

    但這種原始混凝土有兩個弊端，第一個是對于火山灰的需求量很大，第二個是質(zhì)量其實并不好，而華夏顯然缺乏大量的火山灰又需要較高的工程質(zhì)量，所以華夏的建筑材料沒有走向這條道路。

    可進入了工業(yè)時代以后，混凝土獲得和制作，卻比糯米漿要高效且廉價的多，稱得上是物美價廉，由于其良好的承重和抗壓能力，被廣泛用于基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)，而混凝土配鋼筋，更是起到了一加一大于二的效果因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也逐漸取代了傳統(tǒng)的磚土或磚木結(jié)構(gòu)，成為建筑工程的主流方式。

    “水泥是怎么制作出來的？”宋禮對此大感好奇，秦始皇修長城，用的是糯米漿和碎貝殼的混合物，而糯米漿和石灰水的混合物，則是在南北朝時期被發(fā)明出來的，一直沿用至今，如果說有一種東西能夠替代成本較高的糯米漿，那么對于建筑工程，尤其是大型建筑工程的意義，一定是無與倫比的。

    水泥怎么制作的，姜星火在辦工廠的時候，就有所了解，現(xiàn)代意義上的水泥是十八世紀(jì)的英國人發(fā)明的，水泥進入中國以后被稱為“洋灰”，而姜星火隔壁不遠(yuǎn)處，就有一家洋灰廠，那時候姜星火搞化工廠，沒有插手水泥行業(yè)，但基本原理卻很清楚。

    姜星火告訴宋禮道：“水泥的原料基本就是石灰石、粘土，以及煉鐵剩下的礦渣，原理就是把石灰石、粘土磨成面兒，煅燒成熟料以后，跟煉鐵剩下的礦渣一起磨成粉混合，可摻混后共同磨細(xì)，也可各自單獨磨細(xì)后再均勻摻混，能用細(xì)篩筐篩出來就行?！?/br>
    “石灰石倒是不費勁?！?/br>
    石灰石的獲得確實不費勁，畢竟石灰燒制技術(shù)，從南北朝到現(xiàn)在都上千年了，已經(jīng)非常成熟了。

    “那這么說來，為什么以前沒人想到弄出來這個水泥呢？”宋禮疑惑道。

    姜星火笑道：“以前也沒人想過焦煤能煉鋼啊。”

    雖然說出來可能有點不可思議，但實際上這種東西并沒有太高的技術(shù)壁壘，其實更多的就是一層窗戶紙沒捅破罷了.就像是沒人想到把煤燒一遍燒制成焦煤然后再煉鐵，就能獲得更高爐溫冶煉出鋼水一樣。

    現(xiàn)在既然鋼鐵冶煉技術(shù)獲得了突破，就意味著鋼筋已經(jīng)不成問題了，那么與之搭配的混凝土，以及獲得混凝土的必備材料水泥，就可以面世了，這也是姜星火交代給工坊在研究試驗的重要項目之一，跟能搞錢的香水是同一優(yōu)先級的。

    香水是因為必須要寒冷的冬季才能制取，而混凝土之所以沒有早點面世，則是因為水泥好搞，而混凝土還有一個“水灰比”的比例配方需要反復(fù)實驗才能獲得。

    “之所以之前沒告訴你，是因為水泥已經(jīng)可以制取了，但混凝土還有個關(guān)鍵比例沒有測試出來，不過假以時日，肯定是不成問題的，這個就是個窮舉的過程，所耗費的無非就是時間罷了?！?/br>
    姜星火所說的“水灰比”指的是拌制水泥漿、砂漿、混凝土?xí)r所用的水和水泥的重量之比，跟制作黑火藥所需的材料比例一樣關(guān)鍵，但黑火藥還有個“一硝二磺三木炭”的口訣，“水灰比”的具體比例姜星火可就記不清了，畢竟不是專業(yè)搞這個的。

    而沒有得到標(biāo)準(zhǔn)的“水灰比”，即便是有水泥，也無法獲得堅固的混凝土，反而大概率可能獲得一灘爛泥。

    這就是因為水灰比是影響混凝土的流變性能、水泥漿凝聚結(jié)構(gòu)以及其硬化后的密實度，因而在構(gòu)成材料不變的情況下，水灰比是決定混凝土強度、耐久性的最重要參數(shù)，這個比例高了或者低了都不行。

    宋禮欣慰的點了點頭，雖然只是聽姜星火描述，但他也能大概想象出來鋼筋加混凝土的作用，這種搭配，就跟竹子配合泥巴來筑墻一樣，只不過鋼筋可比竹子要堅固多了，而混凝土也比泥巴的黏性和牢固程度好的多得多。

    “要是去年有水泥，在江南治水可能就會輕松一點了?！?/br>
    出乎宋禮的預(yù)料，姜星火搖了搖頭。

    姜星火只說道：“光有水泥，或者用水泥制作出了混凝土，都沒用?！?/br>
    “都沒用？”宋禮有些愕然。

    “因為混凝土有一個特性就是開裂，如果說搭配磚石來建房子沒問題，但是想要建造水壩或是城墻、堡壘，那就想都不用想了，而唯一能解決混凝土開裂的辦法，就是搭配鋼筋.可以前爐火溫度不夠，壓根沒法大規(guī)模獲得鋼，怎么能制作鋼筋呢？”

    宋禮這才明白過來，原來最重要的不是制作起來簡單的水泥，也不是必須要實驗出標(biāo)準(zhǔn)“水灰比”的混凝土，而是鋼筋！

    但伱要說水泥混凝土沒用，那也不客觀，因為水泥混凝土有一個大用處，那就是筑路，尤其是長距離筑路。

    在現(xiàn)代，村莊里的水泥混凝土路沒過兩年就會開裂，行車起來很顛簸，這就是因為水泥混凝土?xí)匀婚_裂，可放到古代就不一樣了，古代是什么道路條件？除了城池里，根本就沒有石板路，城池外面全是土路，即便是所謂的“官道”，那也是土路。

    而土路變成水泥混凝土路，你甭管水泥混凝土路質(zhì)量咋樣，那都是質(zhì)變！

    因為不管這種水泥混凝土路有多差，可水泥混凝土畢竟是水泥混凝土，下多大的雨都不會變成爛泥潭，經(jīng)過多少馬車最多就開裂出坑，不會顛簸到根本走不了。

    能夠以較低價格獲取的大規(guī)模良好筑路材料的意義可實在是太大了，不說別的，就說信息傳遞速度，要是有一條北京到南京的水泥混凝土路，這條路正常全長兩千里，以前最高級別的六百里加急也要三天多才能到達(dá)，現(xiàn)在估計就能提速到兩天多。

    而除此以外，大規(guī)模行軍、遠(yuǎn)距離貿(mào)易、運輸糧食.混凝土水泥路能起到的效率提升，都是非常可觀的。

    而且大明疆域遼闊，如果能多筑幾條路，那么交通條件提高上來了，就能極大地提高對地方的控制。

    除此以外，鋼筋和水泥混凝土還能解決眼下一個迫在眉睫的需求，那就是抵御帖木兒帝國有可能的入侵。

    姜星火不能確定老瘸子會不會跟前世的歷史上一樣，半路就噶了，但就算是做最壞的打算，從永樂二年開始在甘肅河西走廊修建棱堡群，到了永樂四年也該修好了。

    有了棱堡群，帖木兒帝國的回回炮（配重式投石機）和大口徑火炮，都將不起作用，只能在堅城之下扼腕嘆息。

    勞師遠(yuǎn)征，頓兵于堅城之下進退維谷，這對于兵家來說可是大忌，你就是把諸葛亮換上來，面對無法攻克的陳倉城，也一樣得退兵不是？這跟指揮官的水平都沒什么關(guān)系了，哪怕是老瘸子沒死，面對這種現(xiàn)實的困難，應(yīng)該足夠讓帖木兒帝國知難而退了。

    畢竟棱堡群不是你啃下來一個就完事了，只要里面提前儲備好足夠的補給物資，那是越往后打越費勁。

    宋禮不曉得姜星火此時的想法，他只是問道：“那束水沖沙法，又是怎么一回事？”

    對于這種聞所未聞的治水方法，宋禮很好奇，但他從名字所透露的東西上，就已經(jīng)揣測出了一些信息。

    按照固有的治水經(jīng)驗，想要治理容易泛濫的河流，最重要的辦法還是大禹的那套，也就是分流，可這對于黃河來說效果就實在是太差了，因為不管是把如今奪淮入海的黃河的下游河道拓寬，還是去疏浚和開鑿其他河道支流，雖然能減緩發(fā)洪水時候的水勢，讓堤壩的壓力減輕從而避免潰堤的風(fēng)險，可問題在于黃河的情況，非常的特殊。

    事實上造成下游黃河沖毀堤壩的主要原因就是泥沙淤積導(dǎo)致了河床抬高，如果用“峽谷相對論”來解釋，那就是河床抬高了等于兩側(cè)堤壩變低了，堤壩變低了一下雨就發(fā)大水，堤壩很容易就被沖毀，所以究其根本，下游黃河的問題在于治沙。

    而怎么治沙，宋禮隱隱約約摸到了門檻。

    姜星火直接將新世界的大門給他敞開了。

    “這個辦法只是給你提供一個方法思路，因為現(xiàn)在的水泥混凝土不能速干，所以水泥混凝土也只能用作輔助.束水沖沙法，又叫束水攻沙法，就是收緊河道，利用水的沖力，沖擊河床底部泥沙，從而達(dá)到清淤防洪的目的，主要針對的就是黃河這種水流量不夠，但泥沙含量很大以至于河床不斷淤積的河流?！?/br>
    宋禮想了想，就明白了，如果要治沙，去根的辦法肯定是管控中上游水土流失，但這事沒個幾代人怕是辦不成，眼前能做的，就是頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳，既然泥沙多，就想辦法讓泥沙減少，因為泥沙是被黃河水裹挾而來的，而如果黃河水被分流，雖然洪澇災(zāi)害會減輕，但問題是攜帶泥沙也就少了，反而會讓泥沙加速沉積形成大范圍的淤泥.相反，如果黃河水能夠高速流動的話，那么即便不能沖刷全部的泥沙，也能改變淤積的現(xiàn)狀，這就是束水沖沙法的真正原理。

    姜星火繼續(xù)給他詳細(xì)解釋道：“束水沖沙的辦法，就是‘四道堤’?！?/br>
    “第一道堤，是正堤，也就是通常用的防洪堤?！?/br>
    “第二道堤，是遙堤，也就是在正堤后方再修一道堤壩，一旦正堤崩潰，有遙堤的存在，算是加了一道保險?！?/br>
    “第三道堤，是淤堤，因為河水會把一部分泥沙沖擊到兩岸的正堤上，就可以在兩岸的淤泥上建立一個小的、以竹木結(jié)構(gòu)為主的刷淤堤，把淤泥擋住，不讓其再回到河流中?！?/br>
    “第四道堤，是內(nèi)堤，就是在本來的防洪正堤的內(nèi)部，也就是淤堤的前面，另外修建起用于人為約束黃河水流，使之變得更加湍急的堤壩。”

    “口訣便是如欲深北，則南其堤而北自深；如欲深南，則北其堤而南自深；如欲深中，則南北堤兩束之，沖中間焉，而中自深?！?/br>
    宋禮聽后，怔在座椅上，好半天都沒緩過神來。

    過了很久，宋禮才起身，對著姜星火行了一禮。

    “國師才學(xué)高深，大本佩服之至！”

    這個“四道堤壩”的理論，對宋禮的沖擊非常大，這種以系統(tǒng)工程思路建立起的治河理論，結(jié)合鋼筋混凝土的出現(xiàn)，無疑是能改變過去那種較為低效的情況的。

    雖然不是什么很難理解的事情，但思路很巧妙，反正宋禮是想不出來的。

    而姜星火本身不是搞工程的，卻能想到這種辦法，讓宋禮這個專業(yè)人士，覺得非常自殘形愧。

    不過還好這是姜星火，作為謫仙臨世，他能提出什么，現(xiàn)在大家雖然驚訝，但也不是特別驚訝了已經(jīng)麻木了。

    但是僅從束水攻沙法本身來講的話，實際上潘季馴的束水攻沙法在姜星火前世的評價非常高，這個治水辦法堪稱偉大，而且從明代往后還在持續(xù)使用數(shù)百年，是實踐證明行之有效的治水方式。

    清代的治河專家陳潢也是沿用這一思路治理黃河，他就曾說“潘印川以堤束水，以水刷沙之說，真乃自然之理，初非嬌柔之論，故曰后之論河者，必當(dāng)奉之為金科也”；同樣近代的水利專家李儀祉在論及潘季馴治河時也評價“黃淮既合，則治河之功唯以培堤閘堰是務(wù)，其攻大收于潘公季馴，潘氏之治堤，不但以之防洪，兼以之束水攻沙，是深明乎治導(dǎo)原理也”。

    治理黃河不僅僅是張居正改革的重要功績，而即便是張居正倒臺后，潘季馴還在繼續(xù)治理黃河，他前后四次治河，最后通過綿延三個布政使司的千里長堤，把黃河兩岸給夾了起來，讓黃河走向開始穩(wěn)定，改變了之前一會兒往東一會兒往西的情況，成就是前所未有的.但如果從整體大局上來看，也就是把黃河視為一個整體，還是沒有起到根本扭轉(zhuǎn)的作用，因為黃河的泥沙多，是因為中上游水土流失嚴(yán)重，這就非是這個時代的人所能完成的了，而后面的歷史也證明了，這個偉大的辦法在管了上百年的基本穩(wěn)定以后，黃河又開始不斷地決口改道。

    “那么就是用束水沖沙，再加上蓄淮刷黃，雙管齊下來治理黃河？”宋禮問道。

    蓄淮刷黃這個思路，一直都有人提，因為現(xiàn)在黃河奪淮入海，在洪澤湖這里正是黃河跟淮河的交匯點，所謂“蓄淮刷黃”就是在洪澤湖修建堤壩阻止黃河的水流進入洪澤湖，然后再大量引淮河水貫注洪澤湖抬高其水位，使洪澤湖這個承載著淮河水的湖泊強過黃河，這樣一來淮河水就能通過洪澤湖來倒流進入黃河，而承載著淮河水的洪澤湖是清水湖，里面泥沙含量非常的小，這樣就能用淮河水去沖刷黃河了。

    姜星火搖了搖頭，只說道：“蓄淮刷黃恐怕不行。”

    “蓄淮刷黃”這個辦法的效果從短期來看肯定是有的，但是從長遠(yuǎn)來看效果其實很不理想，因為黃強淮弱，蓄淮以后擴大了淮河流域的淹沒面積，反而造成了黃河水灌入淮水蓄水區(qū)，結(jié)果直接發(fā)生澇災(zāi)的問題.在姜星火前世，到了清代的嘉慶年間，淮河六壩被無限次的加高，夸張到連大堤上的子堰都已經(jīng)迭加到五尺以上，屬于是沒法再高了，而就這樣，承擔(dān)了蓄淮的主要任務(wù)的洪澤湖，其常年水位經(jīng)常會到兩丈以上，一旦下大雨就會沖垮堤壩，可以說“蓄淮刷黃”已經(jīng)徹底失敗。

    姜星火在辦廠那一世，看報紙的時候就看到過實業(yè)先驅(qū)張狀元的社論，談及的正是淮河的問題，他對此印象很深刻，因為說的比較透徹，當(dāng)時報紙上是這么寫的。

    ——“至明大筑高堰，而黃淮遂并而不復(fù)，為患益劇，陷泗州、浸虹縣、廢臨淮、逼徙清河、邳州，時復(fù)旁溢徐海，下侵高寶，前清開國二百余年，幾無寧歲，今之高堰，橫截其下流，又失舊道，而上下兩江，胥受荼毒淮徐治亂，關(guān)系天下安危。而無識淺夫，倉惶補苴于高仰之黃，為揚湯止沸之計，施一切倒塘筑堰小術(shù)，其技漸窮，其無形之禍已成，而仍執(zhí)迷不悟，不思解弦而更張之，可為痛哭者此也。”

    看著宋禮的神情，姜星火曉得“蓄淮刷黃”這個念頭，恐怕在他們這些治水人的心里，不止升起過一次了。

    這個辦法從模擬上來看非常完美，而且能夠自洽，符合基本的治水邏輯，如果單靠推演，是很難證明其不行的。

    姜星火嘆了口氣，問道：“有紙筆嗎？”

    “有?！?/br>
    宋禮從另一個桌子的抽屜里拿出了紙，又給姜星火研墨。

    姜星火提筆給他在紙上勾勾畫畫出了圖樣和公式。

    公式不是什么高難度的東西，是流體力學(xué)里面最簡單的伯努利原理，屬于初高中物理的水平。

    “這個是速度，這個是壓力?！?/br>
    在水流或氣流里，如果速度小，壓力就大，如果速度大，壓力就小。