秦国三大水利工程之“灵渠”是怎样建成的,有何作用?为何是世界古代水利明珠?
秦国三大水利工程之灵渠是怎样建成的?有何作用?为何说它开创了世界最早的运河船闸?下面我们就来看一下,这个世界古代水利明珠——灵渠是怎样被发明的。
公元前219年,秦始皇为征服岭南百越,派遣50万大军南下,却受制于复杂的地形与粮草运输困难。于是,负责军需的史禄提出凿渠运粮,即在湘江上游海洋河与漓江上游大榕江之间,开挖一条运河连通它们。这样,粮草辎重即可沿湘江逆流而上,然后通过运河运往岭南地区。
那么,修建人工运河该选哪条线路呢?这时,监御史史禄发现,可以借用海洋河与大榕江之间原有的河道——始安水,然后只需开挖一条很短的运河,把海洋水分流到始安水即可。可是,在海洋河与始安水之间有一个海拔略高的分水岭,径直开挖运河需要把河道挖得很深,且大坝也要建得很高才能提高水位。总之,径直开挖运河虽然线路短,但不太可行。
于是,灵渠运河的取水口设在海拔较高的海洋河上游分水塘,而灵渠的这个分水口设置得十分巧妙。灵渠主体工程主要由铧嘴、大小天平、北渠、南渠、南北斗门、泄水天平组成。铧嘴前钝后锐,形如耕田的犁铧,故名铧嘴,其功能类似于都江堰的鱼嘴,起分水作用,把上游来的海洋河水一分为二。由于铧嘴分水北宽南窄,配合大小天平长度比为七比三,所以百分之七十的水进入了大天平边的北渠,30%的水进入了小天平边的南渠,这就是灵渠的“三七分派”,与都江堰的“四六分水”有点相似,只不过都江堰是无坝引水。
大小天平类似于堰坝,起拦水分流和溢洪作用。大小天平呈人字形排列,夹角108度,这人字坝相比于一字坝,可以减少水流对坝体的正面冲击。大小天平长度分别是344米、130米,宽13米到25米,砌石体最大高度2.24米。所以,每当洪水高于这个水坝最大高度2.24米时,水极易溢流泄洪。
为了防止长期的水流对坝体的损坏,保证工程能长期延续,坝体的建造结构也颇具匠心。在大小天平坝底下用松木打桩,俗话说“水泡万年松,风吹千年杉”,说的就是松木含有油性树脂,遇水后形成保护层减缓腐烂。另外,大小天平表面采用片石竖插方式,使得石块间紧密排列,呈鱼鳞状。当洪水来临,洪水中的泥沙会在片石间越积越多,会使片石愈加紧固,纹丝不动,增加了大坝整体的稳固性。而且,鱼鳞状的表面分散了水流居高临下的冲击力,对大坝也起到了一定保护作用。所以,人字形的水坝、松木打桩、片石竖插鱼鳞表面,就是灵渠水坝两千年来没有被洪水冲垮冲烂的原因。
水坝稳固了,可是如何能从湘江行舟到南渠再到始安水呢?走湘江故道显然不行,因为这里有一个梯级水坝,所以必须在湘江故道边上,新开挖一条绕过大小天平水坝的运河,灵渠之北渠由此诞生。北渠全长3.52公里,特点是河道弯曲,有两个S形大弯,使得渠道路程增加。试想,如果北渠建得很直,铧嘴又把七成的水分到北渠,那么北渠水流会很快很急,无论是顺流而下还是逆流而上,行船都很困难。所以,北渠用长距离来减缓坡降,以弯代闸,其原理就像绕来绕去的盘山公路。北渠的作用不止于行船,还可以在汛期时,替湘江故道分流一定的洪水,减轻湘江故道两岸的洪灾。
南渠全长33.15公里 ,是全开挖运河。南渠中部海拔略高于两端,但由于大小天平抬高了水位,问题不大。不过,在海洋河枯水时期,南北两渠的水量会不足,不足以供船航行,所以世界运河船闸之父——斗门应运而生。斗门主要起抬高水位、蓄水通航作用,类似于现代的船闸。每两个斗门之间构成了一个单级船闸,而南渠拥有斗门32个,北渠拥有斗门4个。当船要上行时,进入斗门,然后关闭斗门,等水位上涨后进入下一个斗门,以此类推。当船从海洋河想去南渠时,如果南渠水位不够,这时只需要把北渠的斗门关闭就行,这样南渠水位就升高了。所以说,北斗门和南斗门相当于南北渠的总闸门。另外,在南渠渠道上,有一个泄水天平,实现南渠二次分洪,这与都江堰的飞沙堰有点相似。南渠取水口海拔212米,出水口海拔181.8米,为了能更好地行船并补充水位,又有清水河、马料河、北江汇入灵渠。
灵渠于公元前214年建成,建成后,秦军迅速统一岭南,在岭南设立南海郡、象郡、桂林三郡。此后,灵渠成为历代南征要道,汉武帝平南越,东汉马援征交趾,唐代抵御南诏进犯,均依赖灵渠转运粮草辎重。所以说,灵渠不光连接了湘江与漓江,打通了长江与珠江水系,成为了古代北方到南方的水运重要通道,现在也还在发挥着重要作用,至今仍滋养兴安4300公顷农田。2018年,灵渠入选世界灌溉工程遗产名单,郭沫若也曾盛赞:“北有长城,南有灵渠”。
最后问一个问题,自古水利治水治沙,从都江堰治泥沙的原理中,你们能看出灵渠是如何分沙的吗? http://t.cn/A6DspLBg
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