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给水排水/5000年前,他们这样修水坝

2016年03月28日 16:11  点击:[]

   
    良渚古城及外围水利系统结构图(浙江省文物考古研究所供图)
  
  
     初春新绿,随着考古发掘的进展,位于杭州市余杭区、距今约5000年前的良渚古城一步步展露出规模宏大、规划精密的样貌。如今,又一考古发现在业界内外引起震动。
    从2015年7月到2016年1月,浙江省文物考古研究所主持发掘,在良渚古城北面和西面共发现11条水坝,这是迄今已知的世界上最早、规模最大的水利系统,超过此前在埃及发现的一处有4000年历史的水坝遗迹。这一发现也证实了良渚古城从内到外依次由宫城、王城、外郭城和外围水利系统组成完整的都城结构,是全世界迄今已知的距今5000年前后的功能系统保存最完整的都城之一。
工程不小
    距今约5000年,由11条长堤和短坝组成
    良渚遗址就像一座考古“富矿”,几十年来屡有重大发现,对水利系统的研究,也早已进入考古视野。
    1987年开始,浙江省文物考古研究所就注意到塘山遗址土垣,认为其有可能是防备天目山洪水泛滥的防洪堤。
2009年,遗址群附近岗公岭的一个工地出现大量青膏泥。考古发现这里并非古墓,而是古代水坝类遗存。接着,周边老虎岭等地又发现5处类似坝体,这让考古人员惊喜不已。
    此后,借助高清卫星照片分析研究,整个良渚古城外围水利系统的框架逐渐显现。2015年,浙江省文物考古研究所正式发掘水坝,并联合山东大学、南京大学勘探调查坝体和库区,最终确认了分布于良渚古城西北部的水利系统。
据此次考古发掘的领队王宁远研究员介绍,目前发现的11条水坝按形态和位置不同,分为长堤和短坝两类,塘山遗址土垣就是一条长堤,短坝则包括建于山谷谷口的高坝、连接平原孤丘的低坝。长度约5公里的长堤、坝体厚度达100米左右的6条高坝,这样“大块头”的人工工程出现在良渚时期,体量着实惊人。
为了确定水坝年代,坝体提取样本进行碳14测定后,得出的12个测年数据在距今4700年至5100年之间,属于良渚文化早中期。
作用不小
    可抵御当地百年一遇洪水,能连通周边水运网
    因为早年被当地农民取土形成一块断坎,考古人员将位于老虎岭的7号水坝加以清理并开挖两条探沟,探究5000年前的水坝是怎样堆筑而成的。
浙江省文物考古研究所所长刘斌指着水坝断面清晰可见的方形分区介绍道,当年良渚先民用芦荻、茅草把泥土包裹起来,将这种“草裹泥包”横竖堆砌。不同的“草裹泥包”形成了现在看到的一个个“方格子”。这种“草裹泥工艺”类似现代人抗洪时用草包或编织袋装土筑坝,不仅增加了坝体抗拉强度,让水坝不易崩塌,也加快了堆筑速度,在良渚时期已成为用于临水建筑的常用工艺。
    发掘显示,多条高坝和低坝在关键部位都用到了“草裹泥包”堆垒加固。一些地基松软的地方,还采取了挖槽填入淤泥等工艺。
    堆筑过程也相当精细。像老虎岭水坝,按考古人员推断,先是在谷底地面铺青膏泥、草裹淤泥做基础,再堆筑青粉土,然后在受力较大的迎水面堆一个草裹黄土的斜坡,上面覆盖黄褐散土作为护坡,坝体顶部则覆盖褐色土。
    “这个水利系统,从测绘到规划以及建造都极有技术含量。”中国文化遗产研究院文物研究所所长于冰认为,良渚水利工程因地制宜,就地取材,建筑技术先进,良渚社会的组织和管理能力令人吃惊。
    目前专家初步判断,这些水坝主要的功能是防洪和蓄水运输。
    良渚遗址群靠近天目山系,这里至今还是浙江省的暴雨中心之一,夏季容易形成山洪。良渚先民设计建造的高、低两级水坝,可以让大量来水蓄留在山谷和低地,解除洪水威胁。中国社科院考古研究所研究员刘建国等通过地理信息系统软件分析,认为高坝可以阻挡短期内870毫米的连续降水,相当于当地“百年一遇”的降水量标准。根据低坝现存的坝高海拔10米来推测,可以形成面积8.5平方公里的蓄水库区。
此外,当时轮式交通、配套道路尚未形成,水运是最便捷的运输方式。筑坝形成的水库,可以连接周边自然水域,加上良渚古城里的人工河道、内外城河,共同构成一个复杂而完善的水上交通运输网。

价值不小
    开启史前水利考古研究新领域,为认识文明提供重要视角
    “世界上早期文明的出现大多与治水活动密切相关。”刘斌说,国际学术界普遍把水利工程等大型公共工程与文明的产生、国家的形成联系起来。
    5000年前的良渚人兴建不同类型的水利设施,表明他们已具备全流域的水环境规划和改造能力。仅外围堤坝的总土方量就有260万立方米,规划视野之阔、技术水平之高、动员能力之强,为认识当时社会复杂化程度和管理机制提供了重要视角。
    3月中旬,在杭州举行的良渚古城外围水利系统专家咨询会上,全国19家科研单位的考古学、水利史及水利工程研究专家实地勘察后认为,这个由11条水坝组成的水利系统,是中国乃至世界水利史的重要发现,开启了史前水利考古研究的新领域,在世界文明史研究上也将占有重要地位。这一发现也进一步证实,良渚社会已由“古国”阶段跨入“王国”阶段,其价值可与同时期的其他世界文明媲美。
    “这次发现让我们对华夏文明的认识又大大向前了一步。良渚古城有面积达30万平方米的中心宫城,300万平方米的王城,800万平方米的外郭城,涉及范围超过100平方公里的水利系统,这在世界范围也不多见。”夏商周断代工程首席科学家、北京大学教授李伯谦说。
    专家建议,应建立多学科综合研究机制,设立专门科研项目,由考古、水利、环境等专家联合开展进一步研究。比如弄清水坝与良渚古城、宫城之间的关系,寻找水坝引水和泄洪道遗迹等,都需及早纳入考古计划和良渚申遗总体保护规划,保护好水利工程及相关遗存。

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