灵渠
灵渠位于广西桂林兴安县境内,故又称为兴安运河。古称秦凿渠、陡河,近代又称之为湘桂运河。灵渠之名的由来,向有两种说法:一是以其工程灵活妙用,故名灵渠。南宋广南西路安抚使兼静江(桂林)知府范成大在《桂海虞衡志》中称:“治水巧妙,莫如灵渠者。”
二是由于运河工程系利用桂江支流灵河与人工水渠结合而成,故合称为灵渠。郦道元在《水经注》中称为灵河,《旧唐书》中则又名为澪渠。
灵渠是我国历史上最古老的跨流域越脊运河。总长虽仅36.5千米,但却沟通了我国珠江与长江两大水系通航,维持南北航运直通长达两千年之久,成为中原与岭南经济交流的重要通道。灵渠工程至今仍基本保持完好,现已成为对外开放的旅游胜地,是我国水利工程中的一大奇迹。
开通灵渠的目的源于秦始皇统一岭南战争的需要。开凿年代是在秦将屠睢第一次进军岭南(公元前221年)失败后,根据“三年不解甲弛弩,使监禄无以转饷,又以卒凿而通粮道”推算,动工当在公元前219年之后,完工则在公元前214年之前,历时三四年。
秦始皇三十三年(公元前214年)灵渠建成,由任嚣、赵佗统率的秦军,利用灵渠运粮的有利条件,向岭南各越族部落发动第二次大规模的进军,一举攻克番禺,终于取得了统一岭南战争的伟大胜利。灵渠为这场战争的胜利立下了千古不朽的功勋。
在军情紧迫的情况下,以当时的科技水平,能从逶迤的五岭崇山之中,找到两大流域分水岭最低、沟通距离最短的湘桂走廊,作为开挖运河的最佳选线,实属不易;再加上工程规划的合理布局,设计施工的科学妙用,在短短的三四年时间内,建成了我国第一条跨分水岭的越脊运河,充分体现了以史禄为首的我国古代劳动人民的高度智慧和创造才能。
地形灵渠所在地兴安县的地形有两个显著特点:一是南北髙,中间低;二是东半部南高北低,西半部北高南低。兴安北部为越城岭,主峰猫儿山海拔2141.5米,为华南第一高峰。兴安县中部是一个东北——西南走向的低槽,这就是著名的湘桂走廊的一部分,正好是开凿运河沟通湘漓二水的理想地形。
地形的特点决定了水系的走向。属于长江水系的湘江上游海洋河,发源于兴安县白石乡境内的海洋山脉近峰岭,沿着向北倾斜的地形流至兴安县城附近,始称为湘江,东北流进入湖南,经洞庭湖汇入长江;属于珠江水系的漓江,上源为六洞河,发源于兴安与资源之间的猫儿山南麓,沿着向南倾斜的地形南流至司门前,有黄柏江、川江等支流汇入,称为大溶江,流至溶江镇支流灵河汇入后始称为漓江,再西南流经桂林、阳朔、平乐至梧州汇入西江。
湘漓二水发源地不同,流向相反,各自从不同方向流入湘桂走廊。二水之间仅隔着一条宽约300米、高约20米的越城峤,即太史庙山、始安岭、排楼岭等一系列土岭,成为湘江支流双女井水与漓江支流始安水不很明显的分水岭。两水的最短距离仅约1.5千米,水位相差亦不过6米左右,选择在这一地区开挖运河,地形条件自然十分有利。
工程总体布局灵渠工程主要由渠道、拦河大坝、分流铧嘴、秦堤、泄水堰、陡门及人行桥梁等部分组成。
渠道灵渠由南、北两渠联接而成。
南渠起自分水塘南陡,迄于大溶江灵河口,全长33.15千米,渠道平均坡降0.9%,进水口流量一般约为5-6立方米/秒。渠道由三段组成:
第一段:自海洋河分水塘(镁潭)南陡开始,沿门前岭山脚,穿过兴安县城,至始安水入口处,长3.9千米,渠宽8米?15米,水深1.0米?1.8米,全部为人工开凿的渠道,自南陡至县城上水门段,为左岸傍山削坡,右岸填石筑堤而成;县城以下自大湾陡至始安水口,长约900米,为灵渠穿越太史庙分水岭河段,开挖成V形河槽,岸高达15米以上,工程最为艰巨。
第二段:自始安水入口处至清水河(石龙江)口,长6.7千米,系利用始安水天然狭小的河槽,加以人工扩宽加深而成。其中始安水口至霞云桥段,渠道平直,渠底起伏较少,只是在大路陡附近,穿越一段自然独立的小山口处,有一定的人工开凿石方工程。霞云桥至十五陡段,渠底多为石板,常有礁石凸露,尤其是霞云陡附近,是历代维护航道的重点河段,明代顾钺的《陡江口号诗》中有这样两句:“江劈山头出,舟骑石背行。”即是对此段航道的.描绘。十五陡以下至清水河口,河床多为卵石,坡陡流急,河道弯曲,陡门密集。一般水面宽7米?15米,水深0.5米?1.3米,属于半人工渠道。
第三段:自清水河口至溶江镇灵河口汇入漓江处,长22.4千米,全部为利用灵河的天然河道进行整治而成,河道宽窄变化较大,鸾塘堰以下最宽处可达百余米,最窄处仅有10余米,一般河宽约60米。浅滩和礁石较多,最大水深粉米塘附近为6米,最浅处只有0.5米;黄龙堤至大陡间有较大的弯道。
北渠:自分水塘开始,沿湘江右岸而下,至洲子上村附近再入湘江为止,全长3.25千米,全部为人工开凿渠道。由于直线距离短,不足2千米,落差大,在施工时故意将渠道挖成S形的两个近90°的大弯,以延长流程,降低水面比降,减缓流速,可谓匠心独运。北渠河宽较规整,水面宽10米,水深0.5米,渠道平均比降1.7%,大于南渠。
拦河大规湘漓二水在兴安县城附近水面高程相差约6米,湘江水量大于漓江,开通灵渠必须引湘入漓,同时为了减少运渠的开挖工程量,必须在湘江筑坝,提高水位。大坝位置选定在离县城东南2千米处的分水塘,河面开阔,并具有一定的蓄水库容。
拦河大坝设计为人字形的折线滚水坝,斜向南渠一侧的坝段习称为小天平,全长127米,总宽18.1米;斜向北渠一侧的坝段习称为大天平,全长343.3米,总宽21.1米;大小天平坝高均为3.9米,其中河床以下部分为2米,河床以上高1.9米,大小天平总长470.3米。大天平占总长的73%,小天平占总长的27%,长度比与溢流量之比,均接近七三比例。由于坝长超过原河宽一倍以上,溢流断面加大,从而降低由于筑坝而引起的洪水位壅高,减少了上游两岸的淹没影响。折线坝型夹角为95°,受力时具有拱的支撑作用,对大坝稳定安全极为有利。
坝基为砂卵石层打入松桩,再加一层桩间横木,坝基石料即于横木上砌筑。上游迎水面用浆砌条石筑成四级,坝顶砌以巨石,石间以铁锭连锁加固;溢流面斜坡,为条石直竖砌筑,层层嵌叠,鳞比排列,习称为“鱼鳞石”,结构巧妙,具有坡面消能、减轻坝下冲刷之功用。鱼鱗石为干砌,在水的压力作用下越挤越紧,更加牢固;石与石之间的空隙又为泥沙自然充填,有减少大坝渗压的反滤作用。大坝经历两千余年,经过历代维修,至今仍保持完整的坝型。
分流铧嘴位于大小天平接合部上游的导流坝,称为铧嘴,根部与大小天平连为整体,嘴端指向略偏于海洋河左岸,前锐后钝,形如犁铧,故名。原长186米,清光绪三十一年(1905年)为一场特大洪水所冲毁,重建后长度缩短为90米。现在铧嘴一边长40米,一边为38米,宽为22米,高2.3米。两侧均用大条石叠砌,中实以砂砾而成。铧嘴锐端指向正与海洋河主流轴线相对,将海洋河水劈为南北两支,当水位与拦河坝顶齐平时,引入南渠水量约占30%,北渠水量约占70%;水位超过坝顶时,则经大小天平溢入湘江故道。由于年久失修,河床冲淤变化以及铧嘴毁损等原因,与古代建筑己不尽相同,分流比亦有所改变。据扬子江水利委员会民国二十八年(1939年)一月的四次实测流量,北渠分流量为60%?64%,南渠的分流量为39%?36%;建国后1957年2月,交通部珠江流域航运规划组实测的分流比为65%与35%,大体仍接近原来湘七漓三的分流比例,在不同的水位下,分流比亦有所变化。
古人对大小天平及铧嘴功用的评价是:“陡河功用之要,以铧嘴天平石为最,二者崩坏,则湘水无涓漓入漓,则田庐受害矣。”明武宗时状元鲁铎乘船经过铧嘴时,曾留下一首赞颂铧嘴分流功能的诗句:“一道源泉却两支,右为湘水左为漓;谁知万里分流去,到海还应有会时。”现存铧嘴上建有一亭,内存“湘漓分派”与“伏波遗迹”两块石碑,供游人瞻仰。
秦堤及泄水堰南渠自渠首至兴安县城上水门段,长约2千米,基本上与湘江故道平行而下。当年为减少开渠土石方工程量,采取左岸沿山削坡,右岸筑堤拦水的办法,达到渠道的设计宽度,直至大湾陡,堤长4千米。建于秦代,故名秦堤。南渠与湘江一堤之隔,堤顶高于灵渠水面约1.6米,而高于湘江水面则达7米,形成高差不同的两层水道,堤工十分险要。堤顶宽约3米,底宽约7米,堤岸两侧均用巨石砌筑,并利用天然孤石“飞来石“作为支撑依托,成为保护灵渠存在的屏障,堤毁则渠亡,堤渠共存关系密切。历史上曾多次溃决,而造成灵渠断航,后经多次重加修复。现存秦堤遍植桃花,风光绚丽,与堤上的四贤祠等古迹联成一体,成为游览胜地。
为防止渠水漫溢毁堤及淹浸兴安县城,仅靠分水塘大小天平溢流仍不能无患,故又在秦堤飞来石附近及城内马撕桥二处,再设置两道泄水堰,名为大小泄水天平。前者宽42米,称为大泄水天平,后者位于城内宽仅12米,称为小泄水天平。既为灵渠溢洪,兼为湘江支流双女井水的入湘出口。结构形式与拦河大小天平相同。堰顶高程以保持南渠通航与灌溉水位为准,同时兼顾城市的防洪安全。
陡门、堰坝、桥梁古代灵渠的水源完全依靠长度为57.7千米,集水面积仅有592平方千米的海洋河天然流量,是难于满足通航需求的。特别是对那些坡陡流急及宽浅散漫的河段,枯水期航行困难很大。为解决水少、流急、河浅的碍航问题,历代负责维护灵渠的前人,创造与积累了丰富的经验。例如采取陡(斗)
门蓄水、堰坝集流等措施,都是行之有效,符合近代科学的宝贵文化遗产。在灵渠上何时开始设置陡门,史籍没有明确记载。据唐人莫休符在《桂林风土记》中说:“相传后汉伏波将军马援,开川浚济,水急曲折回斥,用遏其节,节斗门以驻其势。”则陡门的设置始于东汉马援。至唐代李渤与鱼孟威先后两次对灵渠大修时,在原有陡门的基础上又有了较大的改进和完善。唐代在灵渠上设置的陡门数量为18座,宋嘉祐五年(1060年),李师中