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灵渠工程:千年科技成就

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:建成于二千多年前的灵渠,是我们祖先创造的不朽奇迹,它具有多项当时世界第一流的科技成就。以上两个方面,大大地节省了人力、物力、财力和时间,这是完全符合现代工程建设的经济观念的。而灵渠的大小天平高度设定,不高也不低,可以说是恰到好处。综上所述,灵渠无论在规划布局上、工程设计上或解决航运问题的措施上,都处处显示出智慧和灵巧,这大概就是唐代人之所以要将该运渠由原名“零渠”,而改称为“灵渠”的原因吧!

灵渠工程:千年科技成就

建成于二千多年前的灵渠,是我们祖先创造的不朽奇迹,它具有多项当时世界第一流的科技成就。这些成就,足以使所有的炎黄子孙都感到无比自豪和骄傲。

(1)在规划布局上,反映出很强的经济观念和朴素的系统工程思想。这突出地表现在灵渠的选址方面,当时的建设者选择了湘江上游和漓江上游,两者相距最近(仅1.5千米),其间所隔分水岭的相对高度最小(相对高度仅20~30米)之处,即使打通分水岭太史庙山也不过400米,这无疑是开凿高山运河,连接湘、漓两江的最佳地理位置,可使工程量、土方量以及施工难度等减少到最低程度。同时,还体现在充分利用自然河道方面,全长30千米的南渠,需要人工开凿的不足5千米,其中绝大部分的渠道,是巧妙地利用了当地的灵河自然河床,对它进行拓宽、疏浚而成。以上两个方面,大大地节省了人力、物力、财力和时间,这是完全符合现代工程建设的经济观念的。

在枢纽布局方面,分水塘位置选定的合理性,大小天平结构形式的科学性,南北二条渠道的走向和长度以及湘江故道与南北渠道的相互协调等,都体现了总体构思的巧妙和规划布局的合理。各个设施既能各司其职,又能相互配合,形成一个有机整体,充分体现了朴素的系统工程的思想实质。

(2)在工程设计上有很高的水平。首先,在解决分流技术方面,采用了“天平”这一奥妙无穷的水工设施。“天平”的设计关键是对其高度的确定,太高则只能起挡水作用而不能起溢流功能,太低则只能起溢流功能而不能起挡水作用。而灵渠的大小天平高度设定,不高也不低,可以说是恰到好处。估计当时是在充分掌握当地水位变化的情况下以确定其高度的,因而它既能拦河挡水,使海洋河水流到此一分为二,实现分流;又能溢流防洪,平衡水位,达到洪水期间不泛溢,枯水期间不干涸。特别值得一提的是,将天平设计成“人”字形结构,使水流方向与坝面成斜交,从而减小水流对天平坝体的冲击,避免坝体损坏,这是完全符合现代力学原理的,在二千多年前能做到这一点,应该说是一项了不起的科学创造。其次,由于南渠宽度小而北渠宽度大,南北两渠对流量的接纳能力也就不相同,因此,用以分水的铧嘴,不是设置在江心,而是偏于南渠一侧,这样,对海洋河的来水,也就不是向南、北两渠平分,而是分流入南渠的少,分流入北渠的多,其流量比大约为3∶7。要实施按不同比例分流,在今天看来并非难事,但在二千多年前应该说是一项高难度的技术,而我们的祖先,只是简单地将分水铧嘴放偏一些,就圆满解决了这个难题,真令人赞叹不已。再次,设置湘江故道用于排泄洪水,也是一项考虑周到、因地制宜的得力措施。试想,如果只开凿南渠,将海洋河的部分水流导入南渠,并使越过分水岭与漓江接通,这样虽然也可达到导湘入漓的目的,但若不开凿北渠,不设置湘江故道,那么,洪水来时因无泄洪场所,势必就会泛滥成灾。因此,湘江故道的设置,确实是一着考虑周全的妙棋。(www.xing528.com)

(3)在减小比降、调节水位、保障通航方面。措施先进,达到当时的世界之最。灵渠位于湘桂交界的山区,由于湘、漓两江上游存在着大约6米的水位差;因此挖通分水岭后也难以平衡水位进行通航。这是一个令人锁眉的棘手问题,在二千多年前的时代条件下,要解决这样的问题,更是无法想象。但是,我们的祖先居然及时而有效地解决了这个难题。办法是,在开凿南渠的同时,又增开了北渠,并有意识地将北渠开凿成弯弯曲曲,形成S形路线,使北渠的渠道长度尽量延长,这样就可以减缓坡度,从而达到减小比降的目的。当年所采用的这种办法,无疑是符合现代工程技术原理的。

到了一千多年前的唐代时,为了进一步解决因坡度大而存在水位差的问题,人们又想出新的办法,即在灵渠上增设许多陡门。利用陡门的启闭可以分段调节水位,使船舶平稳地分段爬坡或下坡,而且一年四季可以通航,这种相当于现代船闸的陡门设施,当时不仅在中国而且在世界上也属于最先进的,因而在世界航运史上占有重要的地位。在国外,最早的船闸出现于1373年的荷兰,而唐代的李渤在灵渠上设置陡门是在825年,比荷兰船闸早550年。因此,灵渠是世界上最早的可以调节水位的运河,也是最早的越岭运河。

综上所述,灵渠无论在规划布局上、工程设计上或解决航运问题的措施上,都处处显示出智慧和灵巧,这大概就是唐代人之所以要将该运渠由原名“零渠”,而改称为“灵渠”的原因吧!前辈历史学家范文澜在所著《中国通史简编》中曾赞誉道:“二千年前有这样灵巧的工程,号称灵渠,确是名实相符”[25]

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