第四章 手工業、工程
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築正對着大殿建造戲台，成為元朝以來祠祀建築的特有形式。
山西永濟縣永樂宮是元代道教建築的典型，也是當時道教全真派的一個重要據點。
這一建築群原來的規模很大，現僅留存中央部分的主要建築。
永樂宮全部建築均按軸線排列，其中的三清殿體積最大，前面的院落空間也最大；自此往後，殿堂的體積和院落都逐漸縮小，這也是傳統建築的常用手法。
三清殿立面各部分比例和諧，穩重而清秀，仍保持宋代建築的特點。
屋頂使用黃綠二色琉璃瓦，台基的處理手法很新穎，是元代建築中的精品。
該殿的梁架結構和上述廣勝寺大殿不同，仍遵守宋朝結構的傳統，規整有序，可能是元代官式大木結構的一種典型。
殿内還繪有極精彩的壁畫。
這組建築因位于新建水庫範圍内，已全部按原狀遷建至山西芮城縣①。
（2）喇嘛教和伊斯蘭教建築由于元代統治者提倡喇嘛教，因此元代喇嘛教建築發展得很快。
薩迦寺和日喀則的夏魯萬戶府是兩個典型實例。
薩迦寺建于公元十三世紀中葉，分為南北兩寺。
南寺建在一個平坦的河谷平原上，周圍用厚牆圍繞成為一個城堡式寺院，大經堂布置在城堡中心，周圍是低矮的僧房；北寺建在山上，其中包括薩迦地方政府的辦公處。
夏魯萬戶府建于十四世紀中葉，是一個行政統治據點，也有城牆環繞，夏魯寺在城中占有三分之一以上的面積①。
①陶宗儀：《辍耕錄》卷二一《宮阙制度》。
肖洵：《故宮遺錄》，北京出版社1963年版。
①杜仙洲：《永樂宮建築》，《文物》1963年第8期。
①王毅：《西藏文物見聞記》（二）（四），《文物》1660年第8、9期合刊，1961年第1期。
夏魯寺的主要建築是夏魯杜康，由門廊、經堂和佛殿三部分組成，經堂很大，中部凸起開設天窗，以便采光。
大殿前有用圍廊環繞的庭院，這種建築的形制，後代仍然沿用，并發展為“格魯派”的“劄倉”（經學院）的形制。
這一時期内地也興建了若幹喇嘛教建築，如至元八年由尼泊爾青年匠師阿尼哥設計建造的大都妙應寺白塔就是一個極為重要的遺物。
該塔高50.86米，全部磚造，外抹石灰，刷成白色。
各部分的比例十分勻稱，雖塔身不用雕飾，然而輪廓雄渾，氣勢磅礴，是喇嘛塔中最傑出的創作。
過街塔是喇嘛教的另一種建築類型。
在北京、桂林、鎮江等地的遺物中，以北京北部居庸關内鎮的雲台最為著名。
雲台現隻存基座，據考證，原來上部有三座喇嘛塔。
在雲台的券石上和券洞的内壁，刻有天神、金翅鳥、龍、雲等喇嘛教紋樣及六種文字的經文。
這些雕刻都是高浮雕，人物的姿态和神情都很雄勁，各種圖案有着生動跳躍的熱烈氣氛，與漢族傳統風格不同，是元代雕刻中的優秀作品②。
元代伊斯蘭教建築部分采用中亞的形式，如新疆霍城的吐虎魯克瑪劄，建于公元十四世紀，矩形平面，穹窿頂，大門鑲嵌白、紫、藍色琉璃磚。
元以降，新疆地區伊斯蘭教建築仍舊繼承着這種形式并結合地方傳統加以發展。
另外，從元代起，已經出現了以漢族傳統建築布局和結構體系為基礎，結合伊斯蘭教特有的功能要求，而創造出來的中國的伊斯蘭教建築形式。
現存明代初年建造的北京、杭州、西安等地的清真寺，無論整體布局或單座建築的處理，都已相當完整成熟，不難推測這種新型建築在元代已經形成。
水利運河隋朝開鑿的南北大運河，經唐、宋六百多年的變遷，已有很大變化。
隋唐運河以洛陽為中心，北宋以大梁（今開封市）為中心。
元代由于開鑿了通惠河、會通河和濟州河，使南北大運河不再繞道洛陽、開封，大緻成了直線，縮短了許多路程。
這條運河雖然在元代未能發揮很大作用，但卻為明朝改造南北大運河奠定了基礎。
濟州河從任城（今濟南市）開始，到安山（今山東梁山北）為止。
至元十九年（1282）十二月動工，第二年八月完成。
會通河從安山開始，至臨清為止，全長二百多裡。
至元二十六年（1289）正月動工，至六月十八日完成，曆時僅四個月。
由于工期短促，工程質量較差，河道開得淺窄，木閘也不牢固，第二年便閘壞河淤，不能通航。
于是又派人疏浚，把木閘改為石閘。
通惠河從通州（今北京市通縣）開始至大都（今北京）甕山泊（今昆明②杜仙洲：《永樂宮建築》，《文物》1963年第8期。
湖）止，這是通航段。
引水段則起自昌平白浮村，終于甕山泊。
全長164裡104步。
工程的勘測、設計和施工，由元朝著名科學家郭守敬主持。
至元二十九年（1292）春開工，至元三十年秋竣工。
至此，京杭大運河全部建成，全長1700多公裡①，比隋朝的南北大運河縮短了1000公裡。
治河元代建都大都，離黃河較遠②，對河患長期采取消極的态度。
直到黃河威脅大運河的安全時，才不得不采取整治措施。
在元代各次治河活動中，最著名的是賈魯治河。
這次治河工程浩大，成效顯著，對後世影響也較大。
至正十一年（1351）四月，命賈魯為總治河防使，發汴梁、大名等十三路民工15萬人，廬州等戍十八翼軍2萬人投入治河③。
先疏浚黃河故道，再堵白茅決口。
經過7個月的治理，十一月白茅決口堵塞成功，河複故道，南彙于淮，東流入海。
這次治河的經過、方法和經驗，被歐陽玄詳細地記入《至正河防記》中。
歐陽玄以前，治河文獻不載治河方法，歐陽玄首倡記載治河方法，使後世治河者能從中得到借鑒。
元代還有沙克什的《河防通議》2卷，講治河的六個問題：河議、制度、物料、功程、運輸、算法。
是一本水利工程專著，有很高的實用價值。
它是在沈立《河防通議》（汴本）、建炎二年（1128）周俊《河事集》、金代都水監編的《河防通議》（監本）這三種著作的基礎上整理改編而成，是宋、金、元三代治河經驗的總結。
元代王喜編《治河圖略》1卷，也很有特色。
它以圖為主，附有圖說。
叙述曆代黃河河道的變遷及治理。
“治河方略”、“曆代決河總論”兩篇，陳述了編者的治河見解。
農田水利元朝的農田水利有一定程度的發展。
中統元年（1260）在譚澄主持下，重修引沁灌區工程中的唐溫渠。
第二年由王允中、楊端仁主持，又在沁水下遊修建廣濟渠，渠長677裡，經濟源、河内、河陽、溫、武陟5縣，“澆溉近山田土，居民深得其利”，澆灌民田三千餘頃①。
至元三年（1266）鄭鼎主持“導汾水，溉民田千餘頃”，緩解了當地“地狹人衆，常乏食”的困難局面②。
元末李好文的《長安志圖》“泾渠圖說”，是記載引泾灌區的專著，記載了元代延祐五年（1318）至至正四年（1344）這26年間泾水與石川河之間的水利灌溉渠道現狀和元以前的渠道遺迹。
王祯《農書》則記載了元代江南地區各種農田水利工程及灌溉提水工具。
如水渠、陂塘、堤堰、水栅、水閘、石籠、涵窦、陰溝、渡漕、水井等。
工具有人力翻車、牛轉翻①見《中國水利史稿》（中冊）頁269，水利電力出版社1987年版。
②自金代起，黃河改道，奪淮入海。
③《元史·河渠志三·黃河》。
①《元史》卷六五《河渠志二》《廣濟渠》。
②《元史·鄭鼎傳》。
車、水轉翻車、筒車等。
任仁發的《浙西水利議答錄》10卷，闡述了他提出的治理太湖的理論③。
主要論點是三個：（1）研究太湖水性；（2）三法（疏、堤、閘）并重；（3）通行管領，一體整治。
造船與航海由于内河客貨運量的增加和沿海新航線的開辟，在宋代造船技術和航海技術全面進步的基礎上，元代造船業和航海業獲得了高速的發展，形成了中國造船史和航海史上空前繁榮的鼎盛時期。
元代的造船能力是很高的。
如每年僅戰船即可建造5000艘。
據《馬可波羅遊記》記載，當時在武昌每年沿長江上下行的船隻不下20萬艘，行泉府司管轄的海船達15000艘。
這些給人以深刻印象的數字從一個側面突出地反映了元代造船業的發達。
除國内貿易和漕運外，中國商船還完全承擔了東南亞和西亞一些國家和地區的外貿運輸工作，甚至出現了許多外國客商隻乘中國海船的局面。
元代造船不僅數量大、種類多、性能好，而且具備了建造大型以至巨型船舶的能力。
《元海運志》稱：“延祐（1314）以來，如造海船，大者八九千，小者二千餘石，歲運糧三百六十萬石。
”這種大型海船載重量已達1200噸。
阿拉伯旅行家伊本·拔圖塔在南洋見到的中國船，其大者有12帆，帆以竹片制成，形如織席，每艘船上有水手600人，兵士400人，且有随行供應船三艘。
馬可·波羅在他的《遊記》中談到元代海船的構造時說，泉州所造的大型海船，船身用枞木或松木制造，甲闆上有艙房60間左右，船尾有一舵，船上有四根桅杆，其中二桅可随意豎倒。
甲闆下的船艙用厚木闆隔開，分成13間貨艙，隔艙闆與船殼牢固地釘合在一起。
這種水密隔艙結構既便于貨物管理，又可加固船體，尤其是當個别船艙破損進水時，可及時修補或繼續航行而不緻全船沉沒，從而提高了船舶的抗沉性能，使人員和貨物的航行安全得到了進一步的保證。
自宋代發明指南針以後，水羅盤很快便成為航海中普遍使用的最主要的導航儀器。
根據指南針的針位确定的航線就是“針路”，詳細記述針路的專書或記錄本，稱為“針經”、“針譜”或“羅經針簿”。
針經一般都記明開船地點、航向、航程和抵達港口等内容，有些還載有淺灘、礁石、暗礁、水草、沙洲等海上各種危險物的情況。
現存最早記有羅經針位的著作是元代周達觀的《真臘風土記》。
如該書提到他出使柬埔寨時“自溫州開洋，行丁未針，曆閩廣海外諸洲港口，..又自真蒲行坤申針，過昆侖洋入海”。
十四世紀成書的《元海運記》也明确指出“惟憑針位定向航船”。
根據針經确定航線是元代在航海技術方面的一項重要成就，并進而導緻更加簡明和科學的③王紹良、黎沛虹：《任仁發及其治理太湖的理論》，《中國水利》1984年第11期。
航海圖的出現。
元代在航海技術上的另一項進步是通過觀測恒星的高度來确定船舶在大海中的方位。
這種航海天文學方法叫做牽星術，所用工具是牽星闆。
牽星闆是一副十二塊大小遞減的正方形木闆，最小的邊長約2厘米，最大的邊長約22厘米。
另有一個四角刻有缺口的方形小象牙闆。
兩者配合使用，就可以測得所見恒星（如北極星）距離海平面的高度，再算出船舶所在地的地理緯度。
意大利旅行家馬可·波羅在遊記中記載了他搭乘我國海船經南海回國的情況，其中說到航船由馬六甲海峽進入印度洋後，便有北極星高度的記載，說明當時我國船工可能已掌握了牽星術。
明代的李诩《戒庵老人筆記》、《鄭和航海圖》中所收《過洋牽星圖》等，比較詳細地記述了牽星術、牽星闆及其使用方法。
兵器元代的冷兵器，以弓矢為主。
在對外族的戰争中，元軍不斷吸取其他民族的兵器的特長，因此，元代冷兵器種類、形制複雜，質地精良。
單就蒙古兵而論，蒙古以騎兵為主，恃弓力強、帶箭多取勝，長短兵器則有可刺、可擲的标槍和近戰用的刀、斧、劍等。
蒙古人也很注意發展抛石機，成立了專門的“炮軍”，攻城時大量集中使用。
如公元1236年，攻金鳳翔城時，僅打城的一角，就使用抛石機四百座。
公元1273年元軍攻襄陽，用西域人亦思馬音所造的抛石機，發射一百五十斤重的石彈，《元史》描述它的威力說，“機發，聲震天地，所擊無不摧陷，入地七尺”。
後來人們稱這炮為回回炮（亦稱襄陽炮或西域炮）。
回回炮比以前的抛石機有很大改進，它能抛射一百斤以上的石彈而不用人拉繩子，這對抛石機來說，是一項重大革新。
襄陽戰後，宋人也仿造回回炮。
宋亡後，元世祖忽必烈下令搜羅兩淮能造回回炮的新附軍六百人和蒙漢人到京師，除大量制造回回炮外，還造有十五梢、九梢、七梢、五梢、三梢等抛石機。
另外，蒙古人滅金以後，也開始造弩，據《元史》記載，有神臂弩、折疊弩、神風弩等類，其形制不可考，據說神風弩可射八百餘步，類似宋代的床弩。
元代的火器，在宋代的基礎上，續有發展。
蒙古人有火器，大約是在公元1211年到1215年之間，在幾次對金作戰和占領金中都（今北京）的過程中，擄獲了金人的火藥、火器和制造火器的工匠，從此開始了火器的生産和使用。
如公元1218年至1224年成吉思汗西征時，蒙古兵曾使用毒火罐、火箭、火炮等；公元1232年蒙古兵圍攻金南京（今開封）及公元1233年進攻蔡州時，都曾使用火器。
滅金以後，又獲得金人制造震天雷的技術，公元1258年蒙古兵攻報答（巴格達）時，曾使用“鐵瓶”，可能就是震天雷之類的爆炸性火器。
公元1274年和1281年，元兵兩次征日本，均曾使用鐵火炮。
到十四世紀初，元人在南宋發明的突火槍和火筒的基礎上，進一步制成了金屬管形火器。
中國曆史博物館珍藏有元至順三年（1332）制造的一具銅火铳，長35.3厘米，口徑10.5厘米，重6.94公斤。
這具銅炮是世界上已經發現的最早的管形火器，它比歐洲現存的最古老的火铳要早約半個世紀。
到十四世紀中葉，在全國農民大起推翻元帝國統治的戰争中，金屬管形火器已普遍應用，并已使用鐵彈丸。
如公元1335年，焦玉向朱元璋獻火龍槍數十件；公元1359年，朱元璋與張士誠部戰于紹興，雙方均使用火筒；公元1366年，徐達曾使用大量火铳攻打平江（今蘇州）。
金屬管形火器的出現，是兵器發展史上的一項重大突破，從此火器開始從根本上代替冷兵器，并向近代槍炮方向發展。
火藥和火器的發明對于世界文明的進程産生了不可估量的影響。
在十三世紀上半葉，蒙古軍多次抵達西亞、波斯等地，在交戰中，阿拉伯人得悉火箭、毒火罐、火炮、震天雷等新型火器，進而掌握了火器的制造與使用。
歐洲人則是從和阿拉伯人作戰中學會制造火藥和火器的。
例如英、法等國是在十四世紀中葉，才開始有了關于使用火藥和火器的記載。
恩格斯指出：“現在已經毫無疑義地證實了，火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人，又由阿拉伯人和火藥武器一道經過西班牙傳入歐洲。
”①并說：“火藥和火器的采用決不是一種暴力行為，而是一種工業的，也就是經濟的進步。
”②石油天然氣在五代至兩宋時期的石油天然氣開發利用空前繁榮的基礎上，元代又有新的進步。
但由于這一時期戰事頻繁，在一定程度上限制了石油天然氣開發利用水平的提高。
陝北延長是我國古代油苗記載最豐富的地區，元代在這裡誕生了我國曆史上最早的采油井。
《元一統志》記載：“延長縣南迎河有鑿開石油一井，其油可燃..歲納壹百壹拾斤。
”在延長附近延川縣“西北八十裡永平村有一井，歲辦四百斤，入路之延豐庫”。
此外“石油在宜君縣西二十裡姚曲村石井中，汲水澄而取之”。
這些記載說明，陝北的延長、延川、宜君等地至少在元代就有石油井，并擔負朝廷的“歲納”任務。
在此之前，人們所取的油苗，一般來源于天然油苗，而開鑿油井采油，則以此為肇端。
這是中國從簡單采集油苗階段進入到有意識鑿井采油時期的标志，說明當時人們已認識到石油具有很高的經濟價值，并且已掌握石油地質儲藏的基本知識。
這在石油開發史上是一次質的飛躍。
在成吉思汗建立蒙古政權後的大規模軍事行動中，石油成為蒙古軍隊的有力攻戰武器。
如蒙古兵攻打花剌子模都城兀籠格未（烏爾堅奇，①恩格斯：《德國農民戰争》，《馬克思恩格斯全集》第7卷，頁386，人民出版社1959年版。
②恩格斯：《反杜林論》，頁164，人民出版社1970年版。
keursandje），久攻不下，于是在窩闊台指揮下，利用石油放火焚燒，終于攻入城内①。
在後來的戰争中，蒙古兵屢用石油焚燒城池房屋，使他們得以迅速攻城掠地。
另一方面，由于連年戰事，生産受到很大破壞，原來廣布四川境内的鹽井、氣井這時所剩無幾。
如四川境内鹽産地在五代和兩宋時期近五十個，元代已下降到十六個，廣漢（内江），陵州等盛産鹽之地區，已無鹽業生産②，同時四川天然氣生産也趨于消亡。
此外，元代的匠籍制度對手工業者，有種種限制和歧視，也成為提高石油天然氣開發利用水平的障礙。
①見《多桑蒙古史》。
②《四川鹽法志》。
山西永濟縣永樂宮是元代道教建築的典型，也是當時道教全真派的一個重要據點。
這一建築群原來的規模很大，現僅留存中央部分的主要建築。
永樂宮全部建築均按軸線排列，其中的三清殿體積最大，前面的院落空間也最大；自此往後，殿堂的體積和院落都逐漸縮小，這也是傳統建築的常用手法。
三清殿立面各部分比例和諧，穩重而清秀，仍保持宋代建築的特點。
屋頂使用黃綠二色琉璃瓦，台基的處理手法很新穎，是元代建築中的精品。
該殿的梁架結構和上述廣勝寺大殿不同，仍遵守宋朝結構的傳統，規整有序，可能是元代官式大木結構的一種典型。
殿内還繪有極精彩的壁畫。
這組建築因位于新建水庫範圍内，已全部按原狀遷建至山西芮城縣①。
（2）喇嘛教和伊斯蘭教建築由于元代統治者提倡喇嘛教，因此元代喇嘛教建築發展得很快。
薩迦寺和日喀則的夏魯萬戶府是兩個典型實例。
薩迦寺建于公元十三世紀中葉，分為南北兩寺。
南寺建在一個平坦的河谷平原上，周圍用厚牆圍繞成為一個城堡式寺院，大經堂布置在城堡中心，周圍是低矮的僧房；北寺建在山上，其中包括薩迦地方政府的辦公處。
夏魯萬戶府建于十四世紀中葉，是一個行政統治據點，也有城牆環繞，夏魯寺在城中占有三分之一以上的面積①。
①陶宗儀：《辍耕錄》卷二一《宮阙制度》。
肖洵：《故宮遺錄》，北京出版社1963年版。
①杜仙洲：《永樂宮建築》，《文物》1963年第8期。
①王毅：《西藏文物見聞記》（二）（四），《文物》1660年第8、9期合刊，1961年第1期。
夏魯寺的主要建築是夏魯杜康，由門廊、經堂和佛殿三部分組成，經堂很大，中部凸起開設天窗，以便采光。
大殿前有用圍廊環繞的庭院，這種建築的形制，後代仍然沿用，并發展為“格魯派”的“劄倉”（經學院）的形制。
這一時期内地也興建了若幹喇嘛教建築，如至元八年由尼泊爾青年匠師阿尼哥設計建造的大都妙應寺白塔就是一個極為重要的遺物。
該塔高50.86米，全部磚造，外抹石灰，刷成白色。
各部分的比例十分勻稱，雖塔身不用雕飾，然而輪廓雄渾，氣勢磅礴，是喇嘛塔中最傑出的創作。
過街塔是喇嘛教的另一種建築類型。
在北京、桂林、鎮江等地的遺物中，以北京北部居庸關内鎮的雲台最為著名。
雲台現隻存基座，據考證，原來上部有三座喇嘛塔。
在雲台的券石上和券洞的内壁，刻有天神、金翅鳥、龍、雲等喇嘛教紋樣及六種文字的經文。
這些雕刻都是高浮雕，人物的姿态和神情都很雄勁，各種圖案有着生動跳躍的熱烈氣氛，與漢族傳統風格不同，是元代雕刻中的優秀作品②。
元代伊斯蘭教建築部分采用中亞的形式，如新疆霍城的吐虎魯克瑪劄，建于公元十四世紀，矩形平面，穹窿頂，大門鑲嵌白、紫、藍色琉璃磚。
元以降，新疆地區伊斯蘭教建築仍舊繼承着這種形式并結合地方傳統加以發展。
另外，從元代起，已經出現了以漢族傳統建築布局和結構體系為基礎，結合伊斯蘭教特有的功能要求，而創造出來的中國的伊斯蘭教建築形式。
現存明代初年建造的北京、杭州、西安等地的清真寺，無論整體布局或單座建築的處理，都已相當完整成熟，不難推測這種新型建築在元代已經形成。
水利運河隋朝開鑿的南北大運河，經唐、宋六百多年的變遷，已有很大變化。
隋唐運河以洛陽為中心，北宋以大梁（今開封市）為中心。
元代由于開鑿了通惠河、會通河和濟州河，使南北大運河不再繞道洛陽、開封，大緻成了直線，縮短了許多路程。
這條運河雖然在元代未能發揮很大作用，但卻為明朝改造南北大運河奠定了基礎。
濟州河從任城（今濟南市）開始，到安山（今山東梁山北）為止。
至元十九年（1282）十二月動工，第二年八月完成。
會通河從安山開始，至臨清為止，全長二百多裡。
至元二十六年（1289）正月動工，至六月十八日完成，曆時僅四個月。
由于工期短促，工程質量較差，河道開得淺窄，木閘也不牢固，第二年便閘壞河淤，不能通航。
于是又派人疏浚，把木閘改為石閘。
通惠河從通州（今北京市通縣）開始至大都（今北京）甕山泊（今昆明②杜仙洲：《永樂宮建築》，《文物》1963年第8期。
湖）止，這是通航段。
引水段則起自昌平白浮村，終于甕山泊。
全長164裡104步。
工程的勘測、設計和施工，由元朝著名科學家郭守敬主持。
至元二十九年（1292）春開工，至元三十年秋竣工。
至此，京杭大運河全部建成，全長1700多公裡①，比隋朝的南北大運河縮短了1000公裡。
治河元代建都大都，離黃河較遠②，對河患長期采取消極的态度。
直到黃河威脅大運河的安全時，才不得不采取整治措施。
在元代各次治河活動中，最著名的是賈魯治河。
這次治河工程浩大，成效顯著，對後世影響也較大。
至正十一年（1351）四月，命賈魯為總治河防使，發汴梁、大名等十三路民工15萬人，廬州等戍十八翼軍2萬人投入治河③。
先疏浚黃河故道，再堵白茅決口。
經過7個月的治理，十一月白茅決口堵塞成功，河複故道，南彙于淮，東流入海。
這次治河的經過、方法和經驗，被歐陽玄詳細地記入《至正河防記》中。
歐陽玄以前，治河文獻不載治河方法，歐陽玄首倡記載治河方法，使後世治河者能從中得到借鑒。
元代還有沙克什的《河防通議》2卷，講治河的六個問題：河議、制度、物料、功程、運輸、算法。
是一本水利工程專著，有很高的實用價值。
它是在沈立《河防通議》（汴本）、建炎二年（1128）周俊《河事集》、金代都水監編的《河防通議》（監本）這三種著作的基礎上整理改編而成，是宋、金、元三代治河經驗的總結。
元代王喜編《治河圖略》1卷，也很有特色。
它以圖為主，附有圖說。
叙述曆代黃河河道的變遷及治理。
“治河方略”、“曆代決河總論”兩篇，陳述了編者的治河見解。
農田水利元朝的農田水利有一定程度的發展。
中統元年（1260）在譚澄主持下，重修引沁灌區工程中的唐溫渠。
第二年由王允中、楊端仁主持，又在沁水下遊修建廣濟渠，渠長677裡，經濟源、河内、河陽、溫、武陟5縣，“澆溉近山田土，居民深得其利”，澆灌民田三千餘頃①。
至元三年（1266）鄭鼎主持“導汾水，溉民田千餘頃”，緩解了當地“地狹人衆，常乏食”的困難局面②。
元末李好文的《長安志圖》“泾渠圖說”，是記載引泾灌區的專著，記載了元代延祐五年（1318）至至正四年（1344）這26年間泾水與石川河之間的水利灌溉渠道現狀和元以前的渠道遺迹。
王祯《農書》則記載了元代江南地區各種農田水利工程及灌溉提水工具。
如水渠、陂塘、堤堰、水栅、水閘、石籠、涵窦、陰溝、渡漕、水井等。
工具有人力翻車、牛轉翻①見《中國水利史稿》（中冊）頁269，水利電力出版社1987年版。
②自金代起，黃河改道，奪淮入海。
③《元史·河渠志三·黃河》。
①《元史》卷六五《河渠志二》《廣濟渠》。
②《元史·鄭鼎傳》。
車、水轉翻車、筒車等。
任仁發的《浙西水利議答錄》10卷，闡述了他提出的治理太湖的理論③。
主要論點是三個：（1）研究太湖水性；（2）三法（疏、堤、閘）并重；（3）通行管領，一體整治。
造船與航海由于内河客貨運量的增加和沿海新航線的開辟，在宋代造船技術和航海技術全面進步的基礎上，元代造船業和航海業獲得了高速的發展，形成了中國造船史和航海史上空前繁榮的鼎盛時期。
元代的造船能力是很高的。
如每年僅戰船即可建造5000艘。
據《馬可波羅遊記》記載，當時在武昌每年沿長江上下行的船隻不下20萬艘，行泉府司管轄的海船達15000艘。
這些給人以深刻印象的數字從一個側面突出地反映了元代造船業的發達。
除國内貿易和漕運外，中國商船還完全承擔了東南亞和西亞一些國家和地區的外貿運輸工作，甚至出現了許多外國客商隻乘中國海船的局面。
元代造船不僅數量大、種類多、性能好，而且具備了建造大型以至巨型船舶的能力。
《元海運志》稱：“延祐（1314）以來，如造海船，大者八九千，小者二千餘石，歲運糧三百六十萬石。
”這種大型海船載重量已達1200噸。
阿拉伯旅行家伊本·拔圖塔在南洋見到的中國船，其大者有12帆，帆以竹片制成，形如織席，每艘船上有水手600人，兵士400人，且有随行供應船三艘。
馬可·波羅在他的《遊記》中談到元代海船的構造時說，泉州所造的大型海船，船身用枞木或松木制造，甲闆上有艙房60間左右，船尾有一舵，船上有四根桅杆，其中二桅可随意豎倒。
甲闆下的船艙用厚木闆隔開，分成13間貨艙，隔艙闆與船殼牢固地釘合在一起。
這種水密隔艙結構既便于貨物管理，又可加固船體，尤其是當個别船艙破損進水時，可及時修補或繼續航行而不緻全船沉沒，從而提高了船舶的抗沉性能，使人員和貨物的航行安全得到了進一步的保證。
自宋代發明指南針以後，水羅盤很快便成為航海中普遍使用的最主要的導航儀器。
根據指南針的針位确定的航線就是“針路”，詳細記述針路的專書或記錄本，稱為“針經”、“針譜”或“羅經針簿”。
針經一般都記明開船地點、航向、航程和抵達港口等内容，有些還載有淺灘、礁石、暗礁、水草、沙洲等海上各種危險物的情況。
現存最早記有羅經針位的著作是元代周達觀的《真臘風土記》。
如該書提到他出使柬埔寨時“自溫州開洋，行丁未針，曆閩廣海外諸洲港口，..又自真蒲行坤申針，過昆侖洋入海”。
十四世紀成書的《元海運記》也明确指出“惟憑針位定向航船”。
根據針經确定航線是元代在航海技術方面的一項重要成就，并進而導緻更加簡明和科學的③王紹良、黎沛虹：《任仁發及其治理太湖的理論》，《中國水利》1984年第11期。
航海圖的出現。
元代在航海技術上的另一項進步是通過觀測恒星的高度來确定船舶在大海中的方位。
這種航海天文學方法叫做牽星術，所用工具是牽星闆。
牽星闆是一副十二塊大小遞減的正方形木闆，最小的邊長約2厘米，最大的邊長約22厘米。
另有一個四角刻有缺口的方形小象牙闆。
兩者配合使用，就可以測得所見恒星（如北極星）距離海平面的高度，再算出船舶所在地的地理緯度。
意大利旅行家馬可·波羅在遊記中記載了他搭乘我國海船經南海回國的情況，其中說到航船由馬六甲海峽進入印度洋後，便有北極星高度的記載，說明當時我國船工可能已掌握了牽星術。
明代的李诩《戒庵老人筆記》、《鄭和航海圖》中所收《過洋牽星圖》等，比較詳細地記述了牽星術、牽星闆及其使用方法。
兵器元代的冷兵器，以弓矢為主。
在對外族的戰争中，元軍不斷吸取其他民族的兵器的特長，因此，元代冷兵器種類、形制複雜，質地精良。
單就蒙古兵而論，蒙古以騎兵為主，恃弓力強、帶箭多取勝，長短兵器則有可刺、可擲的标槍和近戰用的刀、斧、劍等。
蒙古人也很注意發展抛石機，成立了專門的“炮軍”，攻城時大量集中使用。
如公元1236年，攻金鳳翔城時，僅打城的一角，就使用抛石機四百座。
公元1273年元軍攻襄陽，用西域人亦思馬音所造的抛石機，發射一百五十斤重的石彈，《元史》描述它的威力說，“機發，聲震天地，所擊無不摧陷，入地七尺”。
後來人們稱這炮為回回炮（亦稱襄陽炮或西域炮）。
回回炮比以前的抛石機有很大改進，它能抛射一百斤以上的石彈而不用人拉繩子，這對抛石機來說，是一項重大革新。
襄陽戰後，宋人也仿造回回炮。
宋亡後，元世祖忽必烈下令搜羅兩淮能造回回炮的新附軍六百人和蒙漢人到京師，除大量制造回回炮外，還造有十五梢、九梢、七梢、五梢、三梢等抛石機。
另外，蒙古人滅金以後，也開始造弩，據《元史》記載，有神臂弩、折疊弩、神風弩等類，其形制不可考，據說神風弩可射八百餘步，類似宋代的床弩。
元代的火器，在宋代的基礎上，續有發展。
蒙古人有火器，大約是在公元1211年到1215年之間，在幾次對金作戰和占領金中都（今北京）的過程中，擄獲了金人的火藥、火器和制造火器的工匠，從此開始了火器的生産和使用。
如公元1218年至1224年成吉思汗西征時，蒙古兵曾使用毒火罐、火箭、火炮等；公元1232年蒙古兵圍攻金南京（今開封）及公元1233年進攻蔡州時，都曾使用火器。
滅金以後，又獲得金人制造震天雷的技術，公元1258年蒙古兵攻報答（巴格達）時，曾使用“鐵瓶”，可能就是震天雷之類的爆炸性火器。
公元1274年和1281年，元兵兩次征日本，均曾使用鐵火炮。
到十四世紀初，元人在南宋發明的突火槍和火筒的基礎上，進一步制成了金屬管形火器。
中國曆史博物館珍藏有元至順三年（1332）制造的一具銅火铳，長35.3厘米，口徑10.5厘米，重6.94公斤。
這具銅炮是世界上已經發現的最早的管形火器，它比歐洲現存的最古老的火铳要早約半個世紀。
到十四世紀中葉，在全國農民大起推翻元帝國統治的戰争中，金屬管形火器已普遍應用，并已使用鐵彈丸。
如公元1335年，焦玉向朱元璋獻火龍槍數十件；公元1359年，朱元璋與張士誠部戰于紹興，雙方均使用火筒；公元1366年，徐達曾使用大量火铳攻打平江（今蘇州）。
金屬管形火器的出現，是兵器發展史上的一項重大突破，從此火器開始從根本上代替冷兵器，并向近代槍炮方向發展。
火藥和火器的發明對于世界文明的進程産生了不可估量的影響。
在十三世紀上半葉，蒙古軍多次抵達西亞、波斯等地，在交戰中，阿拉伯人得悉火箭、毒火罐、火炮、震天雷等新型火器，進而掌握了火器的制造與使用。
歐洲人則是從和阿拉伯人作戰中學會制造火藥和火器的。
例如英、法等國是在十四世紀中葉，才開始有了關于使用火藥和火器的記載。
恩格斯指出：“現在已經毫無疑義地證實了，火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人，又由阿拉伯人和火藥武器一道經過西班牙傳入歐洲。
”①并說：“火藥和火器的采用決不是一種暴力行為，而是一種工業的，也就是經濟的進步。
”②石油天然氣在五代至兩宋時期的石油天然氣開發利用空前繁榮的基礎上，元代又有新的進步。
但由于這一時期戰事頻繁，在一定程度上限制了石油天然氣開發利用水平的提高。
陝北延長是我國古代油苗記載最豐富的地區，元代在這裡誕生了我國曆史上最早的采油井。
《元一統志》記載：“延長縣南迎河有鑿開石油一井，其油可燃..歲納壹百壹拾斤。
”在延長附近延川縣“西北八十裡永平村有一井，歲辦四百斤，入路之延豐庫”。
此外“石油在宜君縣西二十裡姚曲村石井中，汲水澄而取之”。
這些記載說明，陝北的延長、延川、宜君等地至少在元代就有石油井，并擔負朝廷的“歲納”任務。
在此之前，人們所取的油苗，一般來源于天然油苗，而開鑿油井采油，則以此為肇端。
這是中國從簡單采集油苗階段進入到有意識鑿井采油時期的标志，說明當時人們已認識到石油具有很高的經濟價值，并且已掌握石油地質儲藏的基本知識。
這在石油開發史上是一次質的飛躍。
在成吉思汗建立蒙古政權後的大規模軍事行動中，石油成為蒙古軍隊的有力攻戰武器。
如蒙古兵攻打花剌子模都城兀籠格未（烏爾堅奇，①恩格斯：《德國農民戰争》，《馬克思恩格斯全集》第7卷，頁386，人民出版社1959年版。
②恩格斯：《反杜林論》，頁164，人民出版社1970年版。
keursandje），久攻不下，于是在窩闊台指揮下，利用石油放火焚燒，終于攻入城内①。
在後來的戰争中，蒙古兵屢用石油焚燒城池房屋，使他們得以迅速攻城掠地。
另一方面，由于連年戰事，生産受到很大破壞，原來廣布四川境内的鹽井、氣井這時所剩無幾。
如四川境内鹽産地在五代和兩宋時期近五十個，元代已下降到十六個，廣漢（内江），陵州等盛産鹽之地區，已無鹽業生産②，同時四川天然氣生産也趨于消亡。
此外，元代的匠籍制度對手工業者，有種種限制和歧視，也成為提高石油天然氣開發利用水平的障礙。
①見《多桑蒙古史》。
②《四川鹽法志》。