为了取得可信的资料，他在全国选择了几个观测点，利用他发明的测量仪器“复矩图”进行测量。在他的组织领导下，南宫说等人在河南的白马（今河南滑县）、浚仪（今河南开封）、扶沟（今河南扶沟）、上蔡（今河南上蔡）等四个地方的测量最重要。这四个地方相距不远，大体上处于南北一条线上，这里的测量取得了重要成果。一行还测量了子午线一度的长度。根据实测，南北两地相差351 里80 步（相当于今制129。22 公里），北极高度相差一度，这就是子午线一度的长度。这个数值，与现在实测所得数一度长111。2 公里比较，虽然还有差距，但在世界上他最早用科学方法测量子午线。开元十五年（727），《大衍历》修成，年仅四十五岁的一行于当年去世，玄宗赐谥曰大慧禅师。开元十七年（729），根据《大衍历》编纂的历书颁行全国。开元二十一年（733）又传入日本。
《大衍历》以刘焯的《皇极历》为基础，并加以发展。例如，他指出刘焯对于太阳运动规律的认识是错误的。刘焯认为：春分前一天太阳运动的速度最快，后一天运动的速度最慢；秋分前一天太阳运动的速度最慢，后一天运动的速度最快。一行指出“其说非是”。一行认为：冬至太阳运动的速度最快，夏至太阳运动的速度最慢，这是“自然之数也”①。事实证明，一行的看法是正确的，他纠正了刘焯的错误。
《大衍历》颁行后，曾遭到天竺历数家瞿昙罗的反对。瞿昙罗在高宗时曾制定经纬历，与《麟德历》参照实行；武则天时又作《光宅历》，未成而罢。由于他未能参与《大衍历》的制定，心怀不满，遂上疏玄宗，指责《大衍历》沿袭了他从天竺介绍到中国来的《九执历》，而且还不完备。经过太史令的认真比较，《大衍历》优于《九执历》。这说明《大衍历》的科学水平是很高的。宋代史学家认为：“自太初（前104—前101）至麟德（664—665），历有二十三家，与天虽近而未密也。至一行，密矣，其倚数立法固无以易也。后世虽有改作者，皆依仿而已”②。这个评价，也说明《大衍历》是有其重要历史地位的。
① 《旧唐书》卷一九一《一行传》。
① 《新唐书》卷二七下《历志》三下。
② 《新唐书》卷二七上《历志》三上。
第二章自然环境的利用和变迁隋唐两代幅员广大，皆为前世所少有。这样广大的版图，当时的自然环境如何？隋唐两代如何能够在这里建立它们的皇朝？都是值得注意的问题。世之治史者一般皆置之不论，殆以自然环境不会有很大的变化，观今就可以知古，无容再琐琐道及。殊不知自然环境也时时在变化之中，参以人为的力量，当更加速这样的变化。隋唐两代固与其前后各时期不同，就是在其统治的三百多年中，前后亦多未能一致。这虽然没有政治权力变化那样明显易见，却是不能稍加忽视的。现在全国农业最为发达的地区，首推长江下游太湖周围各地，可是隋代及唐代天宝以前，都城所需的漕粮却主要来自太行山以东和黄河下游各地，这就不能用现代的现象作解释了。因此，对于隋唐时期全国的自然环境及其变化加以说明，对于研治这一时期的史事也许还不至于是完全没有任何意义的。
第一节长安附近的水道及灌溉网的形成隋唐两代皆以长安为都城。都城建在长安，自有其关于对内对外的策略处，而地理的因素实居于主要的地位。如何利用当地的河流水道，使其有助于都城形势和促进都城的繁荣，实为当时不可或缺的要务。这里仅就长安周围的水道略事论述。
长安城内外诸引水渠道长安城外的八水远在汉代即已有名于当世①。这是指泾，渭，潏，涝，丰，鄗，灞，浐而言的。泾水发源于六盘山（今宁夏南部）东麓，东南流至长安城东北入于渭水。渭水发源于鸟鼠山（今甘肃渭源）下，东流经长安城北，合泾水东流，入于黄河。其余六水皆出于秦岭。涝水和丰水皆流经长安城西，北入渭水。潏、鄗两水皆流经长安城南，再折而经长安城西，入于渭水。灞、浐两水皆流经长安城东，浐水流入灞水，灞水再流入渭水。隋唐时期，鄗水下流虽已堵塞，其上源却以交水相称，注入丰水，不复独流入渭②。这八条河流分别流经长安城四周，形成“八水绕长安”的形势。这样的形势为隋唐时期前后各皇朝的都城所未曾有过。隋唐时期正是善于利用这样特有的自然环境，使长安城更为繁荣和壮丽。
隋皇朝始建基业，首先就考虑到都城的问题，废弃了已有将近八百年建城历史的汉长安城，迁都于旧城东南的龙首原下，其中一个原因乃是汉代故城中的水已经咸卤，不适于饮用。新都建成后，城内用水主要就是引用八水中的交水、潏水和浐水。引水的渠道分别是永安渠、清明渠和龙首渠①。永安渠亦称交渠②，所引用的就是交水。清明渠引用的为潏水，清明渠入城的地方在外郭城南面西侧的安化门西，永安渠更在其西，两渠之间只隔一个坊，永安渠直向北流，流到城外，入于渭水。清明渠则由外郭城，流经皇城，再入宫城，潴为西海、南海和北海③。龙首渠引用的是城东的浐水，因此也称浐水渠。这条渠道由外郭城东面北侧的通化门南流入城中，再经皇城流入宫城，潴为东海。另有一支，绕外郭城东北角外，流入禁苑。④这里应该提到的是隋文帝引用渭水所开凿的广通渠。广通渠的开凿并非为了供应城内的用水，而是作为运输关东的粮食的渠道，一直向东通到潼关和渭水相汇合。这条渠道引用渭水是在长安城西，如何通过长安城再向东流，自来没有详细的记载。核实来说，它是由外郭城西面三座城门中间的金光门入城，经过西市，曲折流经皇城之东，再流经大明宫含元殿之北，绝浐、灞① 司马长卿：《上林赋》，《文选》卷八。
② 《水经·渭水注》：“鄗水上承鄗池于昆明池北”，是鄗池为鄗水源头。鄗池湮塞，鄗水也就断流。鄗池为一蓄水池泊，如何能为鄗水源头？昆明池为汉武时所凿，池水主要引自交水。在昆明池未开凿前，交水当就是鄗水的上源。
① 赵彦卫：《云麓漫钞》卷八。
② 《唐会要》卷八九《疏凿利人》。
③ 宋敏求：《长安志》卷十《唐京城》四。
④ 宋敏求：《长安志》卷六《宫室》，卷九《唐京城》三。
两水向东流去⑤。广通渠在唐时称为漕渠，所引用的渭水中含沙量大，有时候就堵塞不通，还需要不断疏凿。唐玄宗天宝二年（714），韩朝宗引渭水入金光门，置潭于西市，以贮材木⑥。这次引水实际是疏导广通渠的故道，说者不明究竟，以为引渭水入长安是不可能的，韩朝宗所引的应该是潏水，不是渭水⑦。这样的说法是不明白长安周围的地形。如果不能引用渭水，那么，隋时广通渠是怎样开凿成功的？韩朝宗之后，接着到了唐代宗大历二年（767），黎幹自南山开漕渠抵景风、延喜门，入于禁苑以漕薪炭①。景风门和延喜门是皇城东面的两门，这是说漕渠是由皇城之东向北流去。其实黎幹所开的漕渠，是引潏水直流到金光门外，与广通渠会合。现在这条漕渠仍然存在，是由当时的金光门北再向北流，流入渭水。当时由金光门流到长安城这一段，据说也是黎幹开凿的，渠道开成后，唐代宗也曾亲自前来观看，可见是一宗大事。这条水渠在长安城内所流经的地方，都是一些重要街道和里坊，如果不是旧有的渠道。怎么能为运输木炭而动这样的大工？可能是原来渠道久湮，已不引人注意，因而使黎幹以此显名。这条广通渠故道，到唐文宗太和（827—835）初，还曾彻底修过一次，由渭水旁的兴成堰修起，直到潼关的永丰仓。这样的疏浚完全是为了漕运②，漕道当然还是穿过长安城的。
然而更重要的则是引水灌溉，促进农业的发展。秦汉以来的郑国渠、白渠和成国渠都得到继续维修，发挥其已有的效益。唐时所谓三辅渠③、郑白渠《和刘公渠④，都是郑国渠和白渠的继续和发展。唐初在修治成国渠时，并加引韦川、莫谷、香谷、武安四水，以增加水量，又一再修复六门堰⑤，都显出一定的成就。就在长安城附近也还有贺兰渠和清渠。贺兰渠也称丰水渠，是引丰水至交水的渠道⑥，清渠自鄠县（今为户县）引用丰水，由长安城的西北城角外流入渭水①。就是引水入长安城内诸渠，在供给都城用水之外，也有部分用于灌溉。唐文宗开成年间，就曾以引浐水入城的龙首渠水的十分之九用于灌溉②。龙首渠如此，其他各渠也应都有余水可以用作灌溉的。流入曲江的黄渠就有一支流入樊川灌溉稻田③。这些渠道修凿成功，就使环绕长安的八水，实际上组成一个相当广大的水利网。这个水利网是以长安城为中心，层层加密，不仅保证长安城中的用水供给，也使关中农田得到灌溉。变干旱地区为水乡，更增加了长安城作为两代都城的重要性。
这些水道的分布显示出如下的一些情况。当时环绕长安的八水，其流量⑤ 黄盛璋：《西安城市发展中的给水问题以及今后水源的利用与开发》，《历史地理论集》，人民出版社1982 年版。
⑥ 《新唐书》卷三七《地理志》，卷一一八《韩朝宗传》；《唐会要》卷八七《漕运》。⑦ 徐松：《唐两京城坊考》卷四《漕渠》。
① 《新唐书》卷三七《地理志》，卷一四五《黎幹传》，《唐会要》卷八七《漕运》。② 《新唐书》卷五三《食货志》，《旧唐书》卷一七二《李石传》。
《旧唐书》卷九八《李元纮传》。
④ 《旧唐书》卷九五《宣惠太子业传》，卷一一八《王缙传》。
⑤ 《新唐书》卷三七《地理志》。
⑥ 宋敏求：《长安志》卷十四《兴平》引李石记。
① 宋敏求：《长安志》卷十二《长安》引《括地志》。
② 宋敏求：《长安志》卷十二《长安》，《读史方舆纪要》卷五三《西安府》。③ 《旧唐书》卷一七七《崔珙传》。
都比较洪大，水流也比较清澈，就是河床也不至于过深。前面说到唐代宗时黎幹曾引潏水入城。开凿漕渠是为了把南山的木炭运输到长安城里。这是说漕渠可以行船，而且行船到长安城里。这是其以前的人所不敢想象的事情。无怪乎连唐代宗也都要亲自观看。建国之后，还曾在长安县西温国堡潏水河床中发掘出一只沉船，更是真确的物证。应该指出，在黎幹开凿这条漕渠之前，已经有一条清明渠引潏水入城。虽然有了这两条渠道，并没有使潏水为之断流。不仅潏水如此，就是丰水也是一样的。就在温国堡发掘出沉船的前后，丰水河床中也有沉船发掘出来。可见能行船的不仅是一条潏水。
环绕长安的八水中，泾渭两水之外都是出自长安的南山。发源于南山的河流，流量都很大。当时南山的森林相当茂密。茂密的森林可以涵育更多的水源。这就促成源出南山的河流都有相当大的流量，所以当时能充分供给长安城中的用水，还可普遍进行灌溉，使长安城内外具有特异的景色。现在潏水的水流不仅难于行船，甚至还可以徒涉，其他各水夏日有的往往干涸无水，又怎能组成水利网呢？
广通渠的开凿和漕粮的运输广通渠和引入长安城中的其他渠道不同。它不是供给长安城中的用水，而是用来从事运输关东的漕粮的。广通渠在唐时一般称为漕渠。这条渠道的开凿和湮塞关系到长安城的粮食供给，因而再作论述。
广通渠是隋初开凿的。开凿之初，隋文帝曾颁布了一封诏书。诏书中说：“渭川水力，大小无常，流浅沙深，即成阻阂。计其途路，数百而已，动移气序，不能往复，泛舟之役，人亦劳止。”④渭水多沙，对于航行船只自有一定的影响，但在隋时充其量只是“动移气序，不能往复”，也就是说，船只受到阻阂，延误时日，还不到不能航行的地步。虽然如此，隋文帝还是特意开凿了这条渠道。这不仅泽及当世，就是唐朝也受其遗惠。唐朝虽也受到遗惠，却并未完全解决漕运的困难。因为唐朝重视不够，漕渠就不免时有湮塞。漕渠湮塞了，漕粮运输仍旧仰仗于渭水，甚而还要陆运，长安城中缺粮问题就无法解决，浸假还演变成为危机。唐德宗贞元（785—805）初年，长安缺粮，关辅宿兵斗米千钱，太仓供天子和六宫的膳食，连十天都难以支持。关东运来的漕粮积储在华阴的永丰仓中，竟难以借渭水转运，只好采取陆运的办法，陆运的牛几乎都死