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。