灵渠(2):铧嘴观澜说巧思

灵渠(2):铧嘴观澜说巧思

延续至今还为世人服务的中国古代水利工程,都有其惊艳世人的特点,都江堰是这样,灵渠也是这样。且随我灵渠公园走一番,除欣赏碧水清流外,再做些思考,当明白了眼前的一渠清流所富含的科学道理后,不仅仅会折服于古人的成就,也会因明白其理而心下大悦。

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进入灵渠公园,首先横亘于面前的是一道抢眼的绿,那是带着蜡质的南国树种所特有的墨绿,树干上,还附有厚厚的青苔,苔之厚,以致于其中还长出了小叶植物。时在阳历四月下旬,季春的时节,或因为夜晚的一场豪雨让树叶吸饱了水分,那种带着光泽的肥绿,正好印证了成语生动的描述:苍翠欲滴。

再前走几步,就是灵渠了。路平行于渠道,可边走边看渠水清流,渠内水速不高(这有个道理在,文末才能解释明白)。路还有些湿滑,路面漫反射出一道亮色。路边的草,颜色鲜浅,身上还带着微小的水滴。游人很少,渠岸边系着数条木船,没有亲水者,更不见船家。虽是园景,却让我想起那句著名的诗:“春潮带雨晚来急,野渡无人舟自横。”渠道不太宽,渠水却不算少,是夜雨带来的春潮。天上不时飞来一两滴细雨,近乎于无,没有所碍。只是,天上依然布满了浓厚的云,多少让人担心大雨再临,昨夜雨打芭蕉,滴滴有声。

渠边有导览图,我没有看。尽管是第一次踏入灵渠公园,但对眼前的一切却如家珍般熟悉,缘由就在于30年前在央视《家园》栏目里做过一期有关灵渠的节目,记得节目时长有55分钟,当时,真的是做足了功课。有关灵渠的前世今生,至今未曾忘记,更何况,进灵渠公园前,先到灵渠博物院内“复习”了一番。灵渠博物院与灵渠公园大门隔路对望,进灵渠公园前先看一下博物院,最有益处。顺便说一句,这次到兴安,也算实现了当年在电视上所说的要来灵渠寻觅一番的心愿。

很快来到灵渠的核心建筑物所在处:铧嘴与天平坝。尚记得,邮政总局发行过一套关于灵渠的特种纪念邮票,其中一张就是铧嘴与天平坝,我找到了这套纪念邮票。铧嘴观澜是有名的“兴安八景”之一,越过一道古桥,其上写有“天下第一陡”,驻足于石岸边、老树旁,老树名曰重阳木,最便于观澜。放眼望去,只见铧嘴上游,波澜不惊,坝面之上,白浪翻飞,坝之下游,滔滔有声。只是没有想到,铧嘴那样长,天平坝会那样大。

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(灵渠特种纪念邮票,源于邮票目录网站

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(灵渠渠首模型,摄于灵渠博物院)

真要到铧嘴上观澜,需要乘船,眼前视角既好,就没有登临的必要了。河旁,有几个垂钓者,在享受着悠闲的慢生活。

农村长大的孩子,大多对“铧”的称呼熟悉,“铧”是犁的头部关键部件,尖头,功用是破开地面。由此不难理解,“铧嘴”的作用就是劈开水体,其实就是将河道之水,分成左右两部分。之所以采用尖嘴的形状,是因为其近乎流线型。铧嘴,专业名词叫鱼嘴。《水工建筑物》中有专门的内容讲解鱼嘴。在都江堰,纵卧于岷江中的那道长堤,堤身最上游迎水部分,即称鱼嘴。都江堰的鱼嘴偏圆,灵渠的铧嘴偏尖,形如其名。都江堰由秦人修建于战国末年,而灵渠修建于秦统一六国之后,二者都是秦人所为,故有亲缘关系,这是水利技术传承最直接的例证。容易理解,如果这道纵堤不对称地处于江中,则纵堤两侧的分水比例自然不会相同。在都江堰的“治水真言”中,有“分四六,平潦旱”的内容,在灵渠,则是以3:7的比例分水,七份归洞庭,三份入漓江。当您在桂林欣赏美丽山水之时,当想到,有一部分清流就来自湘江。尤其是枯水季节,今日之灵渠承担着为漓江补水的任务,算是老渠新作用。铧嘴是真正的湘漓分派原点,园内有分水亭的景点。

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(摄于灵渠博物院)

脑子里有一付关于灵渠的对联,形象而生动,今录于此:“湘漓异源非异源,自来地志纷纷,忘了相离二字;秦汉杂霸不杂霸,仅此江堤寸寸,亦当雄视千秋。”因下雨和时间的关系,未在灵渠公园内找到此联,是个遗憾。

灵渠的铧嘴比较长,有导流作用,根部与大小天平相连接。大小天平是形象的说法,实际上是折线坝。与一般的挡水坝不同,这里的折线坝既挡水又导流还可溢流,挡水的目的在于壅高河水位,湘江水位抬高以后即可自动分流入灵渠——人工挖掘的通航渠道(南渠),此一渠水即沟通了长江、珠江两大流域,其在政治军事诸方面的巨大作用以后再说。

大小天平有个妙处,体现在其高度上,妙在适时溢流。如果天平坝修得偏高,则在坝身的阻挡之下,上游来流将全部被分往南北二渠,如若上游来水较多,则不免洪水泛滥,须得避免;反之,如若坝修得过低,则难以为南北二渠壅入足够的水量以负舟楫,同样需要避免。而天平坝有了历史上认可的合适高度,既可于枯水季节导水入运渠,又可在汛期到来时节,将多余的江水通过坝顶溢流,将洪水泄入湘江故道,我眼下所看到的情形正是这样。很显然,由于有三七分水的“数字”在,为述说其精妙,古人就给予了折线坝以“天平”的命名,盖因能“称水高下,恰如其分”,天平者,衡器也,具有最高的质量度量精度。

天平坝的坡度也足以让人赞叹,非常缓。何谓缓?眼见得一垂钓者站在翻着白浪花的天平坝坝面,以一条长鱼竿在钓鱼,这意味着,鱼儿可上下自由游泳,以今日生态之观点视之,是足够智慧了。当然,古人将天平坝修造的这样缓,目的在于提高坝体的稳定性和坚固程度。

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(溢流的天平坝)

阅读灵渠资料,会发现“陡门”的字样,颇不合今日之用语,但却符合汉语的意思。陡即坡度大。陡门又称斗门,斗为量谷之容器,暗含“室”的意思。陡门、斗门均指闸门。可将陡门理解为建在陡坡上的闸门之略,而斗门则有接近闸室的意思。灵渠上建有很多的陡门,在于调节、控制渠道中的水位,以利行船,其物理本质,与现代船闸一样。再强调一次,现代船闸与古代通航渠道上的陡门,其物理本质完全一样,您不妨思考一下现代船闸如何工作。南北渠线上都有很多陡门。

南北渠上都有弯道,北渠尤多,其既为人工挖掘的通航渠道,那为何不取直线?以盘山公路的设计类比于此处渠线即可,以最简单的语言解释之,弯道用来减缓坡度。北渠的平均坡度为1.69,这是很大的坡度了(请对比:黄河下游的平均比降0.12‰)。

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陡门、北渠弯道、溢流堰示意(原图摄于灵渠博物院))

尽管天平坝可以溢流,但当湘江汹涌涨水之时,南北二渠中的水量会大于所需,更何况,沿途还会接纳其它河流,怎么办?在渠线上设置溢流堰,将多余之水泄回湘江,以进一步调节渠内流量,就成了古人聪明的选择。这种方式,元郭守敬采用,明潘季驯采用,清治河第一名臣靳辅最爱用,当然,他们的手笔,比灵渠晚多了。

我沿着秦堤走到了飞来石下游的溢流堰,其称为泄水天平。沿途所见,多是悦目景色,明人有诗云:“桃花满路落红雨,杨柳夹堤生翠烟”,当是写实。秦堤传为秦人所修。有“秦堤”二字立于渠畔,为民国名人李济深先生所题,字形态如长枪大戟,笔势硬而古朴,颇具军人风格。只是有一点让人感到意外:秦堤二字勒石于渠畔,博物院也摹写之,然石刻上方的亭子却是危房,红牌标注“亭檐腐朽,请勿靠近”,颇觉碍眼。这可是4A景区,世界灌溉遗产所在地啊!当时大雨滂沱,想避雨而不愿处危檐下,浑身淋得如落汤鸡一般。当时灵渠内水位已经很高,再涨水将会看到泄水天平自动溢流。

灵渠南渠全长33.15公里,从进水口算起,至始安水汇入处,这一段运渠为全部的人工开凿,长度较短,从始安水河口到大溶江,主要是利用了天然河道,这极大地减小了灵渠挖掘的工程量,充分地利用了自然。

灵渠有很多的妙处,真是巧夺天工,不能尽述之。以我这个水利人看来,其最大的巧思,在于选址的精当,总体布置让人惊叹。即或是以现在的高科技手段来布置此工程,也不过与古人的手笔相重合。

资料上说灵渠是世界最早的等高运河(transport contour canal)【1】,何谓等高?没有看到解释。下面是我的(逆水流方向)推理:从大溶江到始安水汇流处利用了天然河道,任何的天然河道都是有比降的,那是河流动力的来源,此一段,不能称为等高;而余下的一段,即从始安水到取水口(分水塘),是完全人工挖掘的河道,则其底坡沿等高线走,谓之等高(渠道的底坡如果等高,即底坡i=0,则理论上的渠内流速该为0;推想,此段河道为坡度很缓的正坡渠道,故渠内流速较低)。实现“等高”之后,这一段的运河水位与分水塘的水位相等,运河水随水源涨落,实现了水运渠道与水源处的平顺相接,实现了渠道的自动补水。这一点,颇不容易,以最简单的话说,从南渠引水口开始,修了一条水平渠道,正好能与始安水完美衔接。灵渠在世界运河史上占有重要地位。

图片(泄水天平)

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(马吉明,图片源自网络)
参考文献:

  1. 张瑞德舟车之利——交通与运输,刘石吉主编. 中国民生的开拓,合肥:黄山书社 , 2012.05,第276页。

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  • 三国故事(一、二)