1995年,《执行世界遗产公约的操作标准》将运河等水路系统确认为一种遗产类型,并将其定义为“人工水道”(Human Engineered Waterway)。将灵渠与世界其他运河进行比较可以看出,灵渠在4个技术价值方面都具有独特的优势(表8-1)。
表8-1 灵渠比较研究的价值点
1.技术价值的比较分析
世界文化遗产名录中的人工水道类(包括完整的水道和水道体系)遗产主要包括水运交通运河和灌溉运河两类,它们虽然有不同的功能,但是在水利技术上往往具有共通性(表8-2)。从当前被列入的世界人工水道遗产案例统计结果来看,当前的9项遗产项目主要分布在欧美、中东地区及中国。从开凿、使用和维护的年代上来看,中东地区的灌溉系统和中国的水道系统大约形成于公元前,并经历了长时间的使用,在技术上不断更新发展,形成了适应当地自然水文环境的、相对独立的古代水道技术体系;而欧美地区的运河案例开凿时间较晚,全都在17世纪以后,它们代表的是第一次工业革命后形成的近现代运河技术体系。
表8-2 世界文化遗产名录中完整水道类项目一览表(截至2018年7月)
续表
1 国际工业遗产保护委员会(TICCIH)的《运河名录》将灵渠列为等高线运河,北京清华城市规划设计研究院文化遗产保护研究所编写的《灵渠申报世界文化遗产文本》不赞同TICCIH的观点。
在古代中国,由于人们的科学知识有限,有关灵渠的运河技术更多地受地区地形地貌、气象、水文等自然环境的制约,体现出更多的地方适应性,其用材也更加偏向于竹、木、土、砖、石料等,水工设施构造相对简单,体量较小。
灵渠运河工程技术较之世界上其他地区的运河工程技术来说具有特殊性和原创性,这首先是由灵渠特殊的地形、气候与水文特点决定的。灵渠枢纽工程所处的位置,其地理条件复杂多样,这也促使中国古代先民在设计思路和建筑技术的采用上因地制宜,如渠首选址、弯道代闸航道的设计、陡门的设置等展现出中国先民的创造性成果。灵渠所处的桂北一带降水量的特点是季节性的分布不均,夏季主汛期,降水量可达到全年降水量的70%;而在秋、冬季则降水量骤减,干旱少水。降水量的季节性差异导致了灵渠航道流量的巨大差异,需要注重四季水量的调配问题。在夏季须有防洪功能,到了旱季则需要节水以确保航运量。
灵渠工程还有一个特点,就是解决了灌溉用水与航运用水方面的矛盾。唐宋以来,随着岭南人口的增长,一方面周边农田需要大量的灌溉用水,另一方面人口与商贸交流的增多也促使航运量增大,而在灵渠上游来水无法增加的情况下,就需要通过更先进的技术措施来节制用水量,并且协调航运与灌溉之间水量的调配关系。于是,灵渠渠道上的陡门、略高于航行水位的水涵、设有堰门的堰坝等独具特色的水工设施应运而生。
2.灵渠运河水利技术的整体价值
总体来说,灵渠工程技术的核心价值在于,其水工设施自从创建后经过长时间的演进完善,达到了精确控水的效果。灵渠完美地解决了水量季节性分布不平均的问题,合理协调了防洪与抗旱、航运与灌溉之间的关系,是古代中国运河水利技术成就的杰出代表。
(1)技术价值特征一:山区越岭运河的概念
在概念上,灵渠是世界山区越岭运河的代表作,是连接两个不同水系的优秀实践案例。
《国际运河史迹名录》认定,最早使用运河连接两大水系的尝试出现在古代中国。在世界文化遗产名录中,反映这一运河开凿理念的案例仅有中国的灵渠和大运河中的古邗沟段。邗沟的开凿比灵渠早200多年,可能在理念上会对灵渠的创建带来启发。邗沟的工程特点是尽量利用江淮地区湖泊众多的优势,沟通相邻湖泊,减少运河开挖长度,因此它可以算作是对自然河湖进行渠化的半人工化工程。并且就地形地势来说,邗沟因处于广阔的平原地带而不需要解决较为复杂的高程问题。灵渠周边没有湖泊,因而没有充足的天然水系资源可以利用,且灵渠面临湘江、漓江二水的高差和流向不同的问题,因此它使用了更复杂的渠首分水技术。另外,由于邗沟周边自然环境变化巨大,其原貌已不可考,而灵渠的整体和周边环境则基本上保持了历史原貌。总体来说,灵渠在山区越岭运河的理念上属于世界首创,同时良好的原始状态的保存也提升了它作为水运水利遗产的价值。
(2)技术价值特征二:弯道代闸的航道设计(www.xing528.com)
中国先民在灵渠渠道设计上使用以弯道代闸的技术,体现了古人在航道设计上的创造性智慧。就用于通航的运河来说,这种航道设计会对运河的整体运输方式造成重要的影响。世界文化遗产名录中完整的交通运河案例在航道设计上都具有不同的特色,体现出不同的代表性(表8-2)。如米迪运河、大运河属于峰线运河,这要求它们在河道设计的时候需要使用复杂的船闸技术来克服河道高程的显著差距;里多运河属于船舶运河,因此其河道的宽度、深度和船闸的设置需要满足大型货物运送和蒸汽动力船只的需要。运用以上两种技术产生的河道形态较直、宽度较大,航运不大受水流速度的限制。而灵渠和布里奇沃特运河被国际工业遗产保护委员会(TICCIH)归为“等高线运河”,它们在河道形态上同样都是蜿蜒弯曲的。虽然这种表征相同,但是灵渠在航道设计的原理上与西方的等高线运河还是截然不同。以布里奇沃特运河为典型代表的工业运河修建的原理是沿地形等高线来开凿河道,中间不设闸门,虽然河道的长度增加,但是因为不用修建岸堤和路堑,因此可大大节省费用。灵渠并没有特意沿等高线修建,而是采用弯曲的河道设置平缓坡降,主要目的是在高差较大的河段减缓水流,使其达到一个较为适合航运的状态,这种航道设计原理属于中国水运水利技术原创,非西方水运水利技术体系可比。此外,灵渠沿线分布陡门(类似于船闸的雏形)和堰坝(主要用于节水而非抬升高程),这一点也与等高线运河不同。
大运河的德州至临清段等处也使用了弯道代闸的设计技术,但这些航道开凿的时间远远晚于灵渠,且大运河在现代由于承担着重要的航运功能,多数弯道被截弯取直以适应现代化船只航行的需要,因此在遗存的古代弯道河段方面不如灵渠完整和典型。
(3)技术价值特征三:精确控水的河工设施技术
在工程技术上,水工设施能够达到精确的水量控制效果,兼顾航运、灌溉和防洪排涝。灵渠水运水利工程包括渠首系统和渠道系统,其技术特点不是以某一构造单体的突出技术价值见长,而是通过不同构造的配合与协调,共同完成对水运水量的精确控制,它是一套有机的、完整的、互相配合的水工设施体系,其中任何一套系统的缺失都将无法起到整体的调控作用。相对来说,欧洲地区湿润多雨的气候使其农业生产几乎没有灌溉的需要,而且地处平原的河流很少有严重的治理问题,因此水工设施的改进和革新主要服务于航运,在对于水量的控制上并不如灵渠水工设施体系精妙,而且欧洲水运工程的优势在于其单体构造所能达到的技术成就。中国的案例在水运水利技术上有一定的传承延续性,同时由于使用功能的不同也体现出一定的区别。其中,大运河由于各段所面临的问题迥然不同,因此技术体系也相对更加复杂,但总体而言仍然主要用以维护航运,同时尽量降低黄河、淮河频繁泛滥对于河道运输的影响,在灌溉方面不做过多考虑。因此,相对来说灵渠的技术体系更加层次明晰而具有典型性和代表性。
与灵渠创建时代相近的另一处中国古代水利工程都江堰,与灵渠在技术上有更加明显的联系,但灵渠早期的主要功能是水运,而都江堰的主要功能则是灌溉,不同的功能也造成了二者在技术细节上采用完全不同的设计思路。
从渠首来看,都江堰在岷江中间设置鱼嘴分水,并开凿人工渠道将河水引入成都平原,这一原理与灵渠使用铧嘴将海洋河分为南、北两股水流基本相同。二者都同时利用分水堰坝进行排洪。都江堰和灵渠是世界上最早使用溢流坝的实例,但都江堰的鱼嘴、内外金刚堤、飞沙堰、“人”字堤组成的“一”字形分水系统并不具备壅水功能。而灵渠的特色在于使用了壅水技术。海洋河与漓江支流始安水之间存在4.34米的高差,这对灵渠的引水和保证航运水流速度提出了挑战。在灵渠渠首设计中使用“人”字形展开的大天平坝、小天平坝壅高水位,形成小水库(分水塘——渼潭),使海洋河水位高于漓江支流始安水水位,确保引水成功;这两个溢流坝将多余的水流导入到湘江故道。
都江堰和灵渠在节制水量技术上存在以下区别:
一是都江堰的主要功能是灌溉。为了保证不堵塞灌溉渠道,需要有排沙功能,所以在分水后水流较大;而灵渠的主要功能是航运,因此它不仅要保证航运用水的水量,而且要保证渠水的流速比较平缓,便于船只航行。
二是都江堰仅有灌溉功能。它的工程重点在于分水,其后渠道段水工设施的设计较为简单;而灵渠需要解决航运与灌溉之间的用水平衡,还需要兼顾防洪排涝,故其渠道设计更为复杂,陡门系统、堰坝系统、水涵、侧向溢流堰等设施共同配合,可以起到整体的水量控制效果。
总体来说,一方面,都江堰和灵渠在单体构造上具有一定的相似性,如飞沙堰与大天平、小天平均具备泄水和排沙功能,这反映出两处水利工程在技术上可能有相互借鉴之处;另一方面,灵渠的水工设施体系设置比都江堰的更为复杂精当,能综合反映中国古代水运水利技术的多方面成就。
(4)技术价值特征四:技术的独特性和延续性
在两千多年的运行使用过程中,灵渠水运水利技术体系受自然环境和社会发展的影响,体现出自身的独特性和延续性。灵渠自修建以来,相关水运水利技术一直在不断地发展完善中,它的历史过程反映了中国水运水利技术的两个重要特点:一是“渐进演进”,二是需要适应不同历史时期中自然地理环境变化(表8-3)。中国的水运水利技术体系的形成主要依赖于人们对于自然环境的改造经验,它并不像西方那样依靠成熟的科学技术知识,因此中国的水运水利技术体系演进中包括了发明、改进、退化、停滞等过程,这些过程在灵渠的不同历史阶段都留下了相应的水运水利工程遗迹。灵渠现存的河道、水利设施等受到现代水利技术的干预较小,更能够完整地体现中国古代运河技术体系与周边自然环境互相结合,以及自身有机演进的过程。可贵的是,灵渠周边的自然和人文环境较少受到现代化建设的影响,整体上基本保存了历史原貌,这也有助于体现古代水利技术的环境适应性。而且,灵渠的灌溉、航运功能在当今社会仍然有机会得以延续,这也帮助古代水利技术的现代价值得以更好体现。
表8-3 各主要历史时期灵渠水利工程技术的演进一览表
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在中国世界文化遗产名录和预备名录清单中,大运河和都江堰在开凿、维修和使用年限上与灵渠相仿,而且它们也从不同层面展现出中国水运水利技术智慧的杰出成就。但从现状的改造、使用和遗存情况来看,大运河和都江堰作为中国古代运河在技术体系的完整性、独特性和延续性上都不及灵渠典型。
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