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灵渠:现存世界上最完整的古代水利工程

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灵渠现存世界上最完整的古代水利工程 灵渠:现存世界上最完整的古代水利工程灵渠也称湘桂运河、兴安运河、陡河,位于广西壮族自治区兴安县境内,全长36.5公里,分渠首枢纽段、南渠段和北渠段灵渠建成于公元前2、4年(秦始皇三十三年),迄今已有2200余年的历史灵渠的建筑由铧堤(大小天平)、南渠、北渠及渠道上和两岸的附属建筑物组成它与四川的都江堰、陕西的郑国渠并称为“秦代的三大水利工程”    灵渠开凿的自然条件    兴安位于南岭山脉的最低处,即长江水系的湘江和珠江水系的漓江分水岭的最低处    东南部南高北低,西北部则北高南低,形成中间低槽,这一低槽就是著名的湘桂走廊由于地形上的这一特点,自然形成了水系上的特征:其东,湘江东北流;其西,漓江西南流湘江上游的海洋河与漓江支流始安水,距离最近处只有1.7公里,若沟通湘江与漓江的水运交通,此处应是理想位置始安水流量甚微,开凿运河必须以海洋河为源,水量才比较充足,但距离最近处海洋河高程要比始安水低很多,在此处直接开挖渠道沟通,显然水不能自流,拦河筑坝抬高水位,坝要筑的很高,工程量巨大,且开渠的自然条件并不好,在古代技术力量受到限制的情况下,似乎并不可能。

沿海洋河上溯2,3公里,即现在渠首位置,具备了在此开挖一条运河,连接湘江和漓江的有利条件,所以就选择这里拦河筑坝,开渠引湘江水通往始安水这就是灵渠    灵渠开凿的历史背景    秦始皇二十六年(公元前221年),秦灭齐,统一六国,分天下为三十六郡,为统一全国,随即又发兵岭南据刘安《淮南子人间训》记载,秦始皇“又利越之犀角、象齿、翡翠、珠玑,乃使尉屠睢发卒五十万为五军:一军塞镡城之岭;一军守九嶷之塞,一军处番禹之都;一军守南野之界,一军结余干之水,三年不解甲驰弩,使监禄无以转饷,又以卒凿渠而通粮道,以与越人战,杀西呕君译吁宋而越人皆入丛薄中,与禽兽处,莫肯为秦虏”秦军分兵五路,向现在的福建、广东、广西进军由于岭南山高水险,道路崎岖秦军粮饷供应跟不上,再加上越人的顽强抵抗,迫使秦军“三年不解甲驰弩”为尽快结束战争,秦始皇决定在兴安县境内开凿一条渠道,将湘江与漓江沟通,用船转运粮饷灵渠一修通,秦军的粮饷就可以通过汉水和长江,进入洞庭湖,再溯湘江而上,经过灵渠,到达漓江由漓江进入珠江,东南可达番禺(今广州)人南海;往西经珠江上游的左右江和红水河可达云南、贵州,由珠江的支流东江可达福建,由北江可达湖南。

灵渠穿越南岭,使岭北的湘江与岭南的漓江沟通,把长江水系和珠江水系联系起来,使大半个中国的水运,全盘皆活,其意义远不限于南方一个地区越五岭、通三江的交通秦始皇修通灵渠的当年就统一了岭南,建立桂林、南海、象三郡,形成了中国历史上第一个统一的国家    灵渠工程概况    灵渠工程,总体布局科学合理,并有相应的工程设施来保证它的正常运行这些工程设施并不复杂,但非常实用,是中国古代水利工程的代表作之一  灵渠主要由大小天平坝、铧嘴、秦堤、泄水天平、南北渠、陡门等构成    大、小天平坝    大、小天平坝是指建在兴安县城东1.5公里海洋河上的一座拦河大坝呈“人”字形布置,斜向南渠一侧的叫小天平,长127米,斜向北渠一侧的叫大天平,长344米,轴线夹角108度大、小天平是用大块石灰岩砌筑而成,坝高3.7米,其中,河床以下部分高2米,河床以上部分高1.7米,临水面砌成阶梯状坝顶平铺石灰岩条石,宽约2米,相拼紧密,两石相接处各凿“燕尾形”石槽,然后熔铸生铁浆灌入,用以把相邻的两块石头联成一体其后为倾斜面,宽约17米~18米,用页岩片石竖直砌筑,鳞次排插,名为鱼鳞石,这样在水压力的作用下,会越冲越紧,增加了大坝溢流时的安全性。

坝基础用2米多长的松木打桩,再于松桩间横铺一层松木,石料都砌筑在此基础上,这种办法在我国古代的水利工程中常被采用  大、小天平在灵渠工程中起着十分重要的作用首先,当时的设计人员就已经意识到流体力学的规律,把大坝设计成“人”字形,增强了大坝的抗压力其次,大、小天平坝身全部为溢流段,使进渠水位不超过渠道允许的高程,以确保渠道安全第三,天平坝顶的溢流,泄入湘江故道,没有漫延冲决之祸,此时的湘江故道成了理想的排洪水道      铧嘴    铧嘴是指建在大、小天平顶端向江中延伸的一道石堤其基础也是用松木打桩,外围用条石砌筑,中间填砾石和泥沙因它“前锐后钝”形似犁铧之嘴,故称铧嘴, 根据清末陈夙楼《重修兴安陡河碑记》记载,光绪十一年(1885年),兴安发生特大洪水,将铧嘴和大、小天平冲毁,重建铧嘴时缩短30丈2005年,兴安县人民政府依据国家文物局的批复,组织对铧嘴进行了按原状修复,现铧嘴由大、小天平交汇处至嘴顶端长186米,宽约22.8米  铧嘴的设置有三个作用一是为了分洪,减轻洪水对大、小天平的冲击力铧嘴正踞河心,洪水经铧嘴顶托,迫使向两侧分流,压力也分向两岸,然后顺大、小天平进入南北二渠,起着保护大、小天平的作用;二是为了“三七分水”。

根据历史记载,在正常情况下,上游来水经铧嘴分水后,70%顺大天平流入北渠,30%顺小天平流入南渠,因而“有三分漓水七分湘”之说1989年,广西水电厅委托广西大学土木工程系所作模拟实验得知,当湘江水量与大、小天平持平,无水泻入湘江故道时,则这个结论成立,反之,则不能成立;三是为了导航铧嘴将上游来水一分为二,在它的两侧形成一片静水区,南来北往的船只循着静水区航行,比较安全    南北渠道    南渠为引湘人漓的一条渠道,从小天平尾部的南陡起,至溶江镇汇人大溶江的灵河口止,全长34公里  南渠渠道可分为三段:第一段从南陡始至始安水止,长4.3公里,为人工开挖段,基本上与湘江保持平行,水流平缓其中在南陡至今兴安县城段,沿全义岭山脚开挖南渠与湘江相距很近,最近处只以秦堤相隔,南渠与湘江故道形成高程不同的两层水道,堤工十分险要此处的飞来石应为凿渠后留下的岩体,现在渠底尚可看到明显突出的岩石,工程十分艰巨第二段从始安水到清水河人口,是在始安水天然窄小河道上人工扩挖而成第三段从清水河至溶江镇汇人大溶江止,全部利用天然河道  南渠所经之处,大都为喀斯特地貌,石山平地拔起,独立成峰,渠道婉蜒而过,风景十分优美。

明代诗人俞安期在《舟过秦渠即景》中写道:“秦渠曲曲学三巴,离立千峰插地斜婉转中间穿水区,孤舟长绕碧莲花生动描绘了南渠 及其两岸秀美风光  北渠从大天平尾部北陡起至汇人湘江止,全长3.5公里论长度,北渠只有南渠的十分之一;论作用,则和南渠相同作为一条运河,两者缺一不可因为大、小天平把湘江拦腰截断,如果只有南渠,只能将湘水引入漓江漓江的船只可沿南渠到达大、小天平之上,但无法下坝进入湘江反之,湘江的船只只能到达大、小天平之下,也无法上坝到达漓江作为引航渠,北渠的直线距离只有1.5公里,如果把北渠与湘江故道取直线,则直线的落差为千分之3.66显然,这么大的落差不但不能满足航行要求且水流湍急也容易冲塌河岸和刷低渠漕,还会因为北渠的流速加大而破坏铧嘴的分水效果,人南渠的流量将会很小,甚至断流,灵渠也就不存在了因此,古人在开挖北渠时,有意延长流程,将北渠挖成两个大的“s”湾,流程延长一倍多,落差减至千分之1.65迂回曲折的北渠,不但水流平缓,有利于航运,还能最大限度地节约用水      泄水天平    泄水天平是指建在灵渠南北二渠上的溢洪堰,具有排泄洪水、保持渠内正常水位、确保渠道安全的作用,故称泄水天平。

  泄水天平的建筑方法与大、小天平基本相同灵渠共有泄水天平三处,其中南渠两处,北渠一处  南渠第一处泄水天平,位于南陡下游892米的秦堤上,长42米、宽18米,距渠底高1.5米,为大条石砌成的溢流坝坝外坡也为片石立砌的鱼鳞石溢流面,当南渠水位超过坝顶时,水从坝顶溢出,泄至湘江故道,其泄量可以高于南渠本身的流量,用来宣泄洪水季节大、小天平来不及宣泄的余水和南陡到此区间左岸山坡的积水,避免漫堤而破坏秦堤  第二处泄水天平,位于南陡下游1953米处的兴安县城内,称马氏桥泄水天平  第三处泄水天平,位于北渠北陡下游2334米处的水泊村西    秦堤    秦堤是位于南陡下游、介于湘江故道与南渠之间的一道石堤,全长约3公里,因始建于秦代,故称秦堤堤顶最窄处只有7米,最宽处在兴安县城,是一座横断面多变的长堤堤高最高处7米,下临湘江故道,上承灵渠,断面上相当一个挡土墙,灵渠完全依托其上  从南陡到飞来石段的秦堤,因石灰岩较多,工程十分艰巨历史上这段堤防常被洪水冲破,堤破则渠亡,是整个工程的薄弱环节  秦堤两侧均用巨型条石砌筑,中填砾石远望秦堤,就像一道绵延的城墙,工程颇为壮观  堤上广植花木,绿色葱茏。

春天桃李争艳,飘丝杨柳;夏至夹竹桃怒放,一片火红;深秋丹桂盛开,香飘数里,严冬雪压枝头,腊梅竞秀一年四季,景色宜人,难怪明初严震直描绘秦堤是“桃花满路落红雨,杨柳夹堤生翠烟”      陡门    陡门是建筑在南北二渠上的一种通航设施它的作用类似于现代的船闸,为控制渠水的蓄泻而设,只是比现代船闸建造简陋,但操作更加简便灵活  有关陡的记载最早见于唐代宝历元年(825年)李渤主持重修灵渠时,最初的陡是竹木结构唐咸通四年(863年),鱼孟威主持修渠时,才“悉用坚木排竖”,材料和结构都有了改进,最迟在明初修渠时,已经改为石结构现在所见的陡门,都是清代陆续重修、改建和新建的有历史可查的陡门北渠4座,南渠32座有些陡至今保存完好,如牯牛陡、竹头陡、星桥陡、门限陡、祖湾陡、大湾陡、南陡、北陡等  陡门是用加工后的巨型条石在渠道浅水流急处两侧砌筑而成,形状有半圆、圆角方形、半椭圆形、梯形、月牙形和扇形多种,多数为在渠道两岸砌筑半圆形的平台称为陡盘,高于岸齐在两个陡盘相对的弧边上,预留有安设陡杠的凹口,并凿有系绳固定塞陡工具的两个石孔,因形似牛鼻而名牛鼻孔在一边陡盘上,还埋设高约1米、边长约30厘米的一根方形石柱,名为将军柱,柱顶帽形或圆球形,柱的正面阴刻陡名和竖立的年代。

将军柱的作用,除了为过往船只等待过陡时系船外,还起到向游客和船家申报陡名的功用  灵渠因为有“陡”,故在历史上别名“陡河”  宋人范成大在《桂海虞衡志》对陡门的作用有精确的描述:“渠绕兴安界,深不数尺,广丈余,六十里间置斗门三十六,上人但谓之斗,舟人一斗,则复闸斗,伺水积渐进,故能循崖而上,建瓴而下,千斛之舟亦可往来治水巧妙,无如灵渠者”  灵渠是我国乃至世界水利航运史上的一颗明珠,经过两千多年的风雨,今天所见的灵渠面貌是历代人民创建、改进和完善的结果它的发展和演进与中国水利工程技术的进步步伐相一致,是每一时期技术水平的写照现灵渠渠道仍保存着秦代开创时的原始走向形态,灵渠上的建筑设施乃是唐至清代,更多的是明、清两代灵渠航运时的形态特征灵渠附属建筑设施除少部分被损毁外,其他基本保持原来的面貌  灵渠的建筑布局体现了中国古代水利技术在世界的领先水平它的渠首工程主体铧堤(大小天平)是一座拦河大坝,坝顶全部可溢流,可以控制引水入渠的水位,与现代溢流坝比较,形态上虽有差异,但作用完全相同南、北两渠的一系列建筑物安排得也非常巧妙与成功,其陡门是现代多级船闸的雏形,开世界运河史之先河 -全文完-。

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