◎記者 沈唯

在中國第一部水利通史《史記·河渠書》中，西漢史學(xué)家司馬遷詳細(xì)記述了從大禹治水到漢元封二年（公元前109年）近2000多年的水利歷史。在很長一段時(shí)間內(nèi)，大禹治水被認(rèn)為是中華文明水利史的開端。而2015年，良渚古城外圍水利系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)，將中國水利史的開端提前到了距今約5000年的良渚文明時(shí)期，比大禹治水早了近千年。

作為良渚古城及水利系統(tǒng)考古項(xiàng)目的領(lǐng)隊(duì)，浙江省文物考古研究所科技考古室主任、研究員王寧遠(yuǎn)認(rèn)為，良渚水利系統(tǒng)與良渚古城密不可分。其對(duì)研究良渚古國的出現(xiàn)和發(fā)展，乃至中華文明的起源具有重要意義。

筑壩設(shè)計(jì)因地制宜

良渚水利系統(tǒng)位于浙江省杭州市余杭區(qū)瓶窯鎮(zhèn)境內(nèi)，是迄今為止中國發(fā)現(xiàn)的最早的大型水利系統(tǒng)，也是世界上已發(fā)現(xiàn)的最早的攔洪大壩工程。“良渚水利系統(tǒng)從北面和西面環(huán)繞良渚古城，是良渚古城外圍的有機(jī)組成部分，規(guī)劃和影響范圍超過100平方公里，其取水之利、避水之害，在歷史上發(fā)揮了重要作用。”中國水利博物館展覽陳列處副處長魏曉明介紹。

2019年，良渚古城遺址獲準(zhǔn)列入《世界遺產(chǎn)名錄》。但那時(shí)人們對(duì)良渚水利系統(tǒng)的認(rèn)知，還停留在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的11條古水壩和溢洪道等水利設(shè)施上。

根據(jù)形態(tài)和位置的不同，11條古水壩分為沿山前分布的塘山長堤、建于山谷谷口的高壩，以及連接平原孤丘的低壩三種。王寧遠(yuǎn)介紹，這些水壩每一條的建造工藝都有些許差異。比如有的水壩所在位置的地質(zhì)條件不夠好，地表有很多細(xì)縫，水容易形成管涌，進(jìn)而導(dǎo)致水壩崩塌。于是良渚先民在筑壩時(shí)，就先在地下順著水壩的方向挖一條凹槽，再向內(nèi)填進(jìn)致密的土。這樣就形成了一道防滲墻，管涌的通道就會(huì)被堵住，土不會(huì)被水流帶走，水壩就能更加穩(wěn)固。還有一些水壩要直接面對(duì)山洪，強(qiáng)大的沖擊力會(huì)把水壩表面的土沖刷掉。良渚先民就在水壩迎著山洪的地方，用石頭堆起一個(gè)尖錐，加強(qiáng)水壩的抗沖擊性。“由此可見，那時(shí)人們對(duì)建壩各處的地形地質(zhì)研究已經(jīng)非常精細(xì)，能夠做到因地制宜。這也說明良渚時(shí)期的筑壩技術(shù)和水壩設(shè)計(jì)理念已十分成熟、先進(jìn)。”王寧遠(yuǎn)說。

在隨后的考古工作中，考古人員陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，在良渚古城遺址近百平方公里內(nèi)，幾乎每一個(gè)山口都有水壩遺跡，加上此前發(fā)現(xiàn)的11條，共計(jì)30多處。這些古水壩共同構(gòu)成了良渚古城的一整套外圍水利系統(tǒng)。

除了新找到的水壩外，考古人員還修正了此前對(duì)塘山長堤的部分認(rèn)知。塘山長堤其實(shí)是由很多南北向的獨(dú)立小水文區(qū)組合形成的極為復(fù)雜的水管理系統(tǒng)。人們完全沒有想到，良渚水利系統(tǒng)竟然如此龐大復(fù)雜。

多重功能集于一身

不僅規(guī)模宏大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，良渚水利系統(tǒng)在功能方面也十分完善。談到水壩的功能，人們一般能直接想到的就是防洪。

“經(jīng)過一系列分析，我們發(fā)現(xiàn)防洪可能并不是良渚先民修建水利系統(tǒng)最主要的目的。”王寧遠(yuǎn)進(jìn)一步解釋，良渚文明發(fā)源于天目山系，這一地區(qū)的降水量呈現(xiàn)季節(jié)性變化，即夏季雨水充沛，極易形成山洪；而到了冬季，這里又會(huì)迎來干旱。

良渚水利系統(tǒng)通過高、低兩級(jí)水壩，可將夏季大量降水蓄留在山谷和低地內(nèi)，解除洪水威脅。高壩形成的庫區(qū)水面可上溯3公里，低壩內(nèi)的洼地呈倒三角形，根據(jù)低壩現(xiàn)存的壩高推測，可形成面積達(dá)8.5平方公里的蓄水庫區(qū)。

夏季蓄水、冬季放水，良渚水利系統(tǒng)既可防洪又能抗旱，有效解決了季節(jié)性降水不均的問題。

此外，良渚水利系統(tǒng)還具備強(qiáng)大的運(yùn)輸功能。由于良渚時(shí)期輪式交通及配套道路系統(tǒng)尚未形成，水運(yùn)是最便捷的運(yùn)輸方式。城中居民日常所需的糧食，以及修建城內(nèi)宮殿用到的大型木材等，都需要通過水路運(yùn)到良渚古城。但冬季嚴(yán)重干旱時(shí)，河道的水太淺，可能不具備行船條件，導(dǎo)致古城水上交通斷絕。

在自然條件有限的情況下，良渚先民通過筑壩蓄水建起了一張連接多個(gè)山谷的水上交通運(yùn)輸網(wǎng)。修建良渚古城中的宮殿需要大量木材，有的木材要從四五百米高的山上運(yùn)下來，僅靠人力無法做到。王寧遠(yuǎn)介紹，依靠良渚水利系統(tǒng)形成的水上交通網(wǎng)，人們只要把樹木放倒后編成木排，讓木排順著水壩逐級(jí)漂下，就能將木材運(yùn)送到城里。功能強(qiáng)大的水利系統(tǒng)，也為建成良渚古城打下重要基礎(chǔ)。

技術(shù)理念傳承至今

構(gòu)成良渚水利系統(tǒng)的一條條古水壩歷經(jīng)5000年歲月風(fēng)霜依舊矗立，其蘊(yùn)含的建造智慧，在今天也并不過時(shí)。

考古人員的發(fā)掘結(jié)果顯示，在良渚水利系統(tǒng)中，大部分高壩和低壩壩體都采用了一種名叫“草裹泥”的施工工藝。這種工藝是用蘆葦、茅草等把泥土包裹起來，形成一個(gè)個(gè)長圓形的泥包，再把一個(gè)個(gè)泥包橫豎交錯(cuò)地堆砌起來。“草裹泥”工藝與現(xiàn)代抗洪時(shí)營建堤壩使用草袋裝土的加筋工藝在原理上幾乎一致，作用都是可以使壩體加快固結(jié)，增加抗拉強(qiáng)度，使壩體不易崩塌。

老虎嶺水壩發(fā)掘時(shí)，還發(fā)生了一件很有趣的事。王寧遠(yuǎn)回憶，考古人員曾在老虎嶺水壩找到一處斷面。他們一度認(rèn)為，是早期的老百姓為了修建房屋才挖走了這里的土。直到幾年后，王寧遠(yuǎn)才偶然了解到這個(gè)斷面形成的真相。

原來，在良渚水利系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)前，當(dāng)?shù)卣藿ㄒ粋€(gè)現(xiàn)代水庫，施工隊(duì)就在周邊尋找適合筑壩的土。最后他們發(fā)現(xiàn)，只有這里的土在顆粒度、含水率等各方面都符合施工要求，于是就把土挖去修建水庫。當(dāng)時(shí)根本沒有人知道，這里原來就是一條人工修建的水壩。“這恰恰說明，良渚時(shí)期先民的筑壩選材水平，可能已經(jīng)與現(xiàn)代水利工程人員接近。”王寧遠(yuǎn)說。

“古老的水利工程，反映了良渚先民在壩址選擇、地基處理、壩料選材、填筑工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的科學(xué)性，體現(xiàn)了我國早期城市與水利工程的整體規(guī)劃能力。”杭州良渚古城遺址世界遺產(chǎn)監(jiān)測管理中心主任孫海波說。

目前，人們對(duì)良渚水利系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)仍處于初期階段。王寧遠(yuǎn)說，要想徹底厘清其中各個(gè)水利設(shè)施是如何配合運(yùn)作、發(fā)揮功能的，還需要進(jìn)行更加深入的研究。