據(jù)歷史書上講,現(xiàn)存的世界上最早的水壩距今有3000多年,是古城加瓦的供水系統(tǒng)的一部分,在今天的約旦境內(nèi)。 可是中國的考古學(xué)家有一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn),改寫了這個(gè)歷史。 2016年,國內(nèi)一些頂尖的考古學(xué)家、水利專家齊聚杭州,他們利用高超的科技手段,包括遙感、GIS地理信息系統(tǒng)等,發(fā)現(xiàn)我們的祖先在距今4700年到5100年前,就已經(jīng)在良渚古城建造了中國最早的大型水利工程,他們不僅在城內(nèi)修了復(fù)雜的河系,還在外圍建造了一些非常復(fù)雜的水壩。 良渚古城外圍水利系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 我們的祖先為什么在建造良渚古城的同時(shí),一并要建造水壩呢? 主要是因?yàn)樗麄冏〉牡胤讲惶踩?,他們住在太湖邊上,海拔只?米。雨下得稍微大一點(diǎn),就會被水淹,尤其是他們住的這個(gè)地方靠近天目山系,是整個(gè)浙江省的暴雨中心之一。所以,我們的祖先不得不建造復(fù)雜的水利系統(tǒng),以減少自然災(zāi)害。 在老虎嶺水壩遺址的發(fā)掘現(xiàn)場,我們發(fā)現(xiàn),古代的沼澤地,上面長滿了草,下面有淤泥。良渚先民先把上面的草給割掉,然后用鏟子把淤泥鋪在草上,順勢一卷,用蘆葦一捆扎,就形成了一個(gè)土包,我們現(xiàn)在把它叫作“草裹泥”。他們把一個(gè)一個(gè)的“草裹泥”堆砌在一起,就形成了水壩?!安莨唷庇幸粋€(gè)特點(diǎn),就是體量小,而且非常柔軟,可塑性很強(qiáng)。一旦連接到一起,就可以使一個(gè)水壩完全不透水,所以這個(gè)水壩的質(zhì)量非常高。 良渚先民巧妙地設(shè)計(jì)建造了高、低兩級水壩,可以讓大量雨水蓄留在山谷和低地,解除洪水威脅。經(jīng)專家分析,高壩可以阻擋短期內(nèi)870毫米的連續(xù)降水,相當(dāng)于當(dāng)?shù)亍鞍倌暌挥觥钡慕邓繕?biāo)準(zhǔn)。根據(jù)低壩現(xiàn)存的壩高海拔10米來推測,可以形成面積8.5平方公里的蓄水庫區(qū)。 良渚古城的這些考古發(fā)現(xiàn)有著特殊的意義,它把整個(gè)中國治水的歷史整整向前推進(jìn)了1000年,所以說,我們的老祖宗在很早的時(shí)候,就已經(jīng)開始踐行“天人合一、人水和諧”的理念了。 順著歷史的長河,穿越到戰(zhàn)國時(shí)期。 戰(zhàn)國時(shí)期有一個(gè)非常著名的水利工程,這個(gè)工程歷經(jīng)2000多年還在造福著今天的人們,它就是都江堰水利工程。 李冰為什么被朝廷任命來建設(shè)這個(gè)水利工程呢?因?yàn)楫?dāng)時(shí)秦國的蜀郡非旱即澇,老百姓稱這個(gè)地區(qū)是“澤國”。于是,朝廷選拔了非常擅長治水的李冰擔(dān)任蜀郡太守。而李冰的高明之處,就在于他為都江堰選了一個(gè)非常好的地方。 都江堰工程位于岷江的彎道上,順著這個(gè)彎道,水很容易聚攏到渠首的位置,也就是被稱為“魚嘴”的分水堰。當(dāng)水流到“魚嘴”時(shí),江面驟然變寬,速度也慢了下來,于是實(shí)現(xiàn)了分流,一部分流向內(nèi)江,最終經(jīng)狹窄的渠道流向成都平原,另一部分順江而下。 水量的變化與季節(jié)非常有關(guān)系。春季時(shí),本來水量很少,“魚嘴”就把水量引向內(nèi)江來澤被成都平原,保證農(nóng)田灌溉。而到了夏季,雨量非常豐富,為了使成都平原免受水災(zāi),“魚嘴”就利用彎道動力學(xué),把六成的水引向了外江。 都江堰工程是全世界迄今為止年代最久、唯一留存、仍在一直使用、以無壩引水為特征的宏大水利工程。 比都江堰稍微晚幾十年,還有一個(gè)非常出名的水利工程值得一提,它就是位于當(dāng)今廣西興安縣內(nèi)的靈渠。 公元前221年,具有雄才大略的秦始皇統(tǒng)一了六國,但是他沒有就此罷休,他把目光盯向了嶺南,他想南下征服百越,最終統(tǒng)一全國??墒窃谀舷碌倪^程中,他遇到了預(yù)想不到的困難,當(dāng)時(shí)有重重山嶺的阻隔,使得運(yùn)輸糧草和兵馬變得非常困難,這樣怎么能打勝仗呢?所以他就命令部將史祿負(fù)責(zé)開鑿靈渠。經(jīng)過30多萬秦兵和當(dāng)?shù)乩习傩盏拈_山辟石,最終建成了這么一個(gè)大規(guī)模的水利工程。 簡單給大家介紹一下靈渠的基本原理。具有分水作用的砌石壩——大小天平壩和“鏵嘴”,使海洋河(湘江源頭)實(shí)現(xiàn)分流,一部分注入彎彎曲曲的北渠,一部分注入南渠。北渠最終通往湘江,南渠最終通往漓江,這樣就實(shí)現(xiàn)了跨流域的調(diào)水。 大小天平壩的上下游都有很多浮沙,隨著水的推進(jìn),會對壩體造成侵蝕。人們不禁感到納悶:為什么經(jīng)歷了2000多年的風(fēng)霜,這個(gè)壩體還是這么堅(jiān)實(shí)呢? 1979年的時(shí)候,靈渠當(dāng)?shù)厮麑<抑匦滦掭荽笮√炱綁螘r(shí),這個(gè)謎底終于被揭開了。專家們驚訝地發(fā)現(xiàn),我們的祖先發(fā)明了一種巧妙的方法——用松木來鞏固壩基。在沙石上首先用豎直的松木來打樁,像蓋房子一樣平著鋪、縱著鋪,再修建石壩,這樣的話水壩就可以歷經(jīng)千年而不倒。
【作者:張志會,中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所副研究員】
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