重修万春圩之技术解读
2014-08-08杨庭硕杨文英
杨庭硕+杨文英
作者简介:杨庭硕(1947-),男,贵州贵阳人,吉首大学人类学与民族学研究所研究员,博士生导师,研究方向为民族学、历史学;杨文英(1980-),女,吉首大学数学与统计学学院讲师,民族学硕士,研究方向为民族学。
摘要:在我国江河下游平原兴建圩田,将当地的湿地生态系统改建为连片的稻田生态系统,乃是水稻大规模推广种植的基础工程。圩田技术日臻完善,不仅为我国确立了另一样式的经济支柱,还推动了汉文化的重构,奠定了可持续发展的基础。万春圩的重建,无论从时代,还是从地理区位上看,技术难度较高,修复成功后,可以带动更大面积的圩田兴建。因此,解读其间包含的本土知识与技术,不仅有助于深化对圩田的认识,还有助于后人正确认识汉文化的这一重构过程。
关键词:万春圩;圩田;本土技术
中图分类号: S511
文献标识码:
文章编号: 1674-621X(2014)01-0003-05
水稻是一种亚热带湿地环境的关键农作物,要大规模推广水稻种植,首先得人工建构连片的浅水湿地农田。我国是水稻种植大国,因而在历史上曾经建构过今天还在使用的稻田样式,极其丰富多彩,但只有圩田由于可以实施的地理空间极为辽阔,圩田建构后所遭受的风险相对易于克服,致使圩田技术的健全和完善,对我国近10多个世纪以来的作用巨大[1]。为此,剖析圩田建构中的典型个案,不仅有助于深化对圩田技术的认识,还有助于揭示汉文化重构具体过程。本文仅以北宋中期万春圩的重修为例,剖析其间隐含的本土知识与技术,以便从中揭示圩田的生态适应水平。万春圩旧址位于今安徽省芜湖市。圩田修建以前,这里是长江洪泛区的淤积带,原有生态系统是典型的湿地生态系统。唐朝末年,在江淮之间逐步推行圩田修建之际,一位姓秦的人家,在这片淤积带首次修建了圩田,并取得了成功,随即成了江南巨富。五代十国时,南唐小王朝接管了这个秦家圩,开始设官管理,并将它的丰厚产出用于后宫赏赐费。北宋代兴后,没收了这片田产,交由国家管理,所获租赋成了当地财政收入的大宗,但不幸于宋太宗时代被突发的长江洪灾所摧毁,尔后连续荒芜了80多年。期间,围绕该圩田的修复,曾经展开过激烈的论辩,终因技术难度太大而搁置了下来。到宋仁宗时,沈披在有关部门的支持下,全面审核了此前的各项争议,亲自踏勘了该圩田的遗址,最终认定可以修复。有关的技术分析,收编在《沈氏三先生文集》,从而使我们今天才有可能得以全面了解整个工程技术的难点,以及沈披如何吸取当地居民本土知识和技术的细节。本文仅凭上文记载,结合相关的水文地理知识,对其核心技术做了如下复原。
一、圩田修筑前的自然背景
在这篇短文中,沈披对反对修复万春圩的意见做了五项回应,其中一项涉及到社会问题,另一项则涉及到对整个江南水文的把握,与工程技术关系不大,故本文不做相应的讨论。其余三项分别介绍了一项关键技术,一是如何应对长江洪泛时的泥沙淤积;二是如何应对圩田尾水排放所引发的水流溯源切割;三是如何应对圩堤基础坡面的崩塌。由于这3项技术与当地原有自然背景环环相扣,因而这里需要将当地原有生态背景预作如下简介。大致情况,详见图1。
图1修圩前自然景象
长江河道在荆山之西,而且这一江段两岸被山挟持。江水出峡后,江面变宽,水流流速随即下降。江水向两岸回流时,会将所携带的泥沙就地沉降。经过历年洪水泛滥后,就会在江南荆山以东和以南地区,淤积成一片冲积扇。冲积扇的山脊大致与长江平行,然后缓慢向东、南方向降低。同样由于受该冲积扇的阻隔,荆山东南面的地带地势较低,而冲积扇较高,以至于每年洪水泛滥时,江水可以漫过这道冲积扇,将江水灌入荆山东南部的平地,从而形成了一个湖泊。洪水季节,该湖泊与长江相连;洪水退后,由于受到冲积扇所隔,江水和湖水被分开。早年的秦家圩就是在这一自然背景下,西面和南面以荆山为屏障,北面和东面则修筑一道堤,将冲积扇中地势较高部分围城一片稻田。洪水季节时关闭水门,江水就不能流入圩中。江水水位下降后,又可以打开水门,将圩中多余的水,排入东南面的湖泊之中。宋初太平天国年间,秦家圩被冲毁的原因正在于,由于北部大堤之外,长江在洪水季节携带的泥沙还会逐步淤高,致使堤和堤外的淤积土相比,高低差距越来越小。一旦长江发大水时,就可能漫过大堤,将堤冲出一个切口,大量突然涌入的江水又会将排水的水门附近的东部圩堤冲毁,从而导致整个圩田的报废。
二、应对长江洪泛的技术对策
沈披在总结秦家圩当年被冲毁的经验和教训后,从中发现当年长江水漫过大堤的位置,显然是需要做出技术修订的重点。鉴于长江每年都会发洪水,每次发洪水,长江携带的泥沙都会在长江南岸淤积。圩堤越贴近长江河床,被冲毁的风险更大,而被淤高的速度也会更快。因此,为了防止长江的回流冲力和放缓淤高的速度,修堤的位置就应当向南收缩,给长江的回流留下较大的空间。根据这一技术改良考虑,沈披将自己的观点做了如下表述。
又曰:“圩之西南,迎荆山为防,江出峡中,则水壅以灌山东。”今其下荆山之西,流皆不能百步,折其堤以违荆山之冲,弃以与江二百步之广,则水无所迫。不幸而壅,则其阻在荆山之西,非圩之为祸。其东则播为支流,以分其委。是说之无足患二也。
由于这段文字是用古汉语写成,写作时很多水文学的术语都还没有产生,以至于对这一技术要领的表达方式,在今人看来很难弄懂。为此,需要做进一步的说明。文中开头,乃是转引反对修复万春圩的一种言论,而下文则是沈披对这一观点的反驳,在反驳中隐含了他所倡导的技术原理。反对者所述理由的关键在于,江水流出峡口后,河床两侧泥沙淤高,在洪水时节江水会冲进圩田,导致整个圩田的损毁。沈披的反驳则是针对反对者的理由,而做出的回应。其中,沈披主张将圩田的圩堤走向不像当年的秦家圩那样,沿江流而修,而是折向南修,转角修建,使长江河道和圩堤之间,流出二百多步的空间。这样一来,泥沙的淤积速度就会放慢,出峡时的长江水位也可以下降,江流也会变缓,因而这样修成的圩堤,江水就不构成危害了。加之江水出峡口后,江道变宽,河床会形成很多分支,整个长江的水势也由急变缓,因而只要做出这样的技术修订,以前发生的溃圩灾祸就不会再重演了。这一技术要点实施的,可参见图2。
图2修圩中的三大技术要点
三、应对尾水溯源切割的技术对策
建构圩田最关键的目的在于,要确保圩田内稻田水位的稳定。为此,在圩田的提防上,必须设置进水水闸和出水水闸,以便在水量过剩时,将多余的水排出,排出的尾水则需要相继泄入江河下游或固定的湖泊之中,万春圩也不例外[2]。但被毁坏前的万春圩排水水门和兴修后的万春圩排水水门则采取了完全不同的技术对策。被毁坏之前,由于考虑到长江沿线泥沙淤积较高,直接排往长江不仅要等到退水后才能排水,而且要挖掘排水渠工程量较大。因此,很可能是将尾水直接排往万春圩东南方向的湖泊中,但如此一来,尾水的溯源切割就会非常严重。
尾水切割是自然地理中一个基本概念,含义是指河水在流动的过程中,可以将河床底部的泥沙带到江河下游,进入海洋或湖泊时,携带的泥沙又会在河口淤积,河流的水量越大,水流越急,那么切割的速度就越快。由于切割指向河水的发源地,因而这样的冲刷结果被称为溯源侵蚀[3]。圩田修成后排放的尾水,尾水的流动也会引发溯源切割,经过长年累月的积累后,排水水沟会不断的深陷在地表以下。当接近坝区时,这样的溯源切割就会在堤防的下方形成空洞,最终导致整个堤防的崩塌。万春圩在报废前,就是因为排水口被严重深切,堤坝下已经形成空洞,因而只要圩田内漫进江水后,出水口处的堤防不能承受水压而导致全线崩塌。因此,沈披在重建万春圩时,对反对者就这一技术操作做出了明确的回应。
又曰:“圩水之所赴,皆有蛟龙伏其下,而岸善奔。向之败,未尝不以此。”盖圩之水凿堤而出,釃于堤外,其下不得不为渊,渊深而岸溃,其中非所当怪也。今当凿下为复堤,障水出圩数十步之外,注之江中,则渊者在数十步之外,其淫衍渐溃,不能数十步,以为圩败。是说之无患三也。
在这篇简要的技术说明中,沈披先是否定了蛟龙作乱的无稽之谈,明确指出圩堤的出水口下方会形成深渊。这是对尾水溯源切割原理的当时说明,虽然当时无法使用今天熟知的术语,但他的这一说明已经道出了尾水溯源切割所造成的危害。为了对付流水的溯源切割,沈披提出了一套聪明的创新对策。他建议在尾水出水口的正前方,加修一道复堤,让流出的水得到有效的缓冲,在越过复堤流入长江。这样一来,就将溯源切割造成的危害降到了最低,尾水切割只能危及复堤的安全,由于距离主堤还有数十步之遥,也就无法直接威胁主堤了。加之围堰排出的尾水,经过两次下落,势能和动能也得到了消耗,对泥沙的冲刷也就得到了极大的消解。应当看到,这一创新式的技术采用,对于确保圩堤出水口的安全,确实起到了关键性的作用。
值得注意的是,在兴修圩田时,沈披将排水口设置于圩田的东北部,而且是直接向长江下游排水,而不是像此前那样向湖泊排水。这样的技术改进也是一种深谋远虑的技术安排。其原因在于,万春圩修建成功后,在长期的运行过程中,长江携带的泥沙会在围堰以东大量沉淀。而围堰报废的八十年间,长江携带的泥沙又会将整个围堰内的耕地垫高。加上前一项技术操作后,围堰的南北距离缩短了。为了保证围堰的面积不缩小,围堰的圩堤就只能往东扩展。在这一位置,江岸堆积的泥沙已经较低了。这为排水提供了方便。另一方面,往湖中排水,长江水退后,湖水不能返回长江。地下水位长年居高不下,对提防的安全也极为不利,直接排入长江可以免除这一隐患,再加上下一项技术的采用,可以完全确保整个东部围堰的安全。有关出水口复堤的设置,可以参见图2所示。
四、维护大堤基础稳固的技术对策
万春圩在修复时,充分考虑到圩田报废期间众多的新情况和新变化,其中最主要之处在于,在报废的岁月里,长江洪泛时的泥沙会不断的灌进圩田之内,从而提高了高度,进而将圩田东部的湖泊往东推。这是因为泥沙从西部入湖,因而湖泊西部逐步被垫高,逐步漏出水面,因而湖水就往东部走。这样一来,整个围堰的大堤,其实全部是建立在长江冲积扇上,土壤多为细沙土,很难承受长期的侵泡,特别是地基,如果地下水位太高,地基发软,大堤就有倾覆的危险。这样的技术难题,在当时的条件下是很难应付的。沈披则是大量倡导今天所称的“生物坝”,去化解确保大堤稳定的技术难题。沈披对这项技术做了如下的说明。
又曰:“圩之东南滨于大泽,风水之所排,堤不能久坚也。”此其地非有斩然崛起之势,陵迟而来者皆百余步,傅堤为柳百行,其下寨苇以列艺之,则水之所齿者,在百步之外,而堤未尝与水遇。其为堤之址数丈以广,而末锐才数尺,无与水忤,使其势不得与我争。是说之无足患五也。
此项技术创新,可参见图2,但技术的原理则大有深究的必要。由于整个堤坝是建在冲积扇上,而堤坝外的冲积扇又向东南方的湖泊倾斜,因而一旦发洪水时,整个基础乃至大堤底部都可能被水所浸泡,每年被浸泡的时间虽然不长,但泡湿后地基松软,对堤坝就会构成威胁。对此,如下三重变数都需要认真考虑。一是水涨时,确保泛滥的洪水不会危及到圩堤的底部;二是水退后,确保地下水位快速下降,堤的基础和大堤本身才得以稳固,堤外的大堤坡面,存在着较大坡度的倾斜;三是土质又松软,在重力和流水的作用下很容易移位。由于上述3个方面的难题,都存在着变数,因而沈披的对策显然不可能就事论事,而是改变了思路,采用“生物坝”去化解上述三大难题。具体做法是,沿水平线种上百行不怕水淹的柳树,在柳树之间还密集种植了芦苇,而且使芦苇像寨栅一样捆绑成栅栏状。这就可以利用柳树和芦苇的混合种植,防范洪水直接冲击堤坝。但更大的好处却在于,柳树和芦苇的存在,可以将松软的冲积土牢固的扣住,包裹起来,杜绝了这些泥土的位移。更精妙之处还在于,柳树虽然不怕水淹,但也要呼吸,长年积水后也会枯萎。沈披则是用柳树和芦苇共同建构“生物坝”,由于芦苇具有空心结构,吸水量又大,因而在芦苇根与柳树根之间就会形成空隙,确保空气的渗入,从而确保了柳树根能够呼吸畅通,确保生长。
总之,沈披从当地乡民吸收的这些知识,其合理之处在于,芦苇和柳树都是不断生长的植物,在生长过程中会不断的包裹表土,阻挡洪水的冲力,在水退后又能不断的降低水位。这种用有生命的物质,去应对环境变化的办法,才能又有效的化解外界无机因素的大幅度变动。应当看成是当地居民世代积累的经验净化。除此之外,沈披在圩堤的修筑过程中,也采取了十分谨慎的修筑办法,将大堤基部修得很宽,比顶部宽出10倍以上。这就使得,一般性的洪水冲击不足以对大堤构成损伤,但更关键的还在于,因为大堤高出地表,而且体积庞大,因而在非雨季时,会自然脱水,使其更加牢固,雨季时尽管表层会吸水,核心部分很难完全侵湿而发软。因此,这样的大堤尽管圩内和圩外都会受到水的浸泡,但也能保持长年坚固。
正是因为上述3项创新技术的创新使用,万春圩经历其后特大洪水考验,都能做到岿然不动。圩内人工建构的数万顷良田,成了真正意义上的良田。此项工程的成功,还鼓励了更多的圩田建构,并由此加强了长江三角洲在整个宋朝的经济作用[4]。因此,这三项创新技术确实来之不易,沈披在其中敢于将这项技术坚持到底,同样实属难能可贵。
五、小结
目前,我国学术界正在热烈讨论圩田对所处生态系统的作用,说有害者有之,说无害者亦有之[5],争议不绝,而本文所揭示的技术创新原理,却足以从一个侧面提醒今天的研究者,有关圩田的技术都需要面对水沙的运行和移位,都要涉及到地表的被淤高和侵蚀,都要涉及到地下水位的时空变化。因此,即使不建圩田,长江下游的湿地生态系统本身也具有较强的可变性,圩田修筑过程中,面对上述各种变数,单项的技术难以为据。一个成功圩田的兴建,稍有不周就会溃圩,而相关生态系统也会快速复位。这就表明,在长江三角洲漫长的圩田建构过程中,当地的生态系统也是一项可变的内容。单就一时一世的变化,就对整个圩田历史过程下生态结论,可能为在无意中偏离事实。从万春圩修复的创新技术看,对可变因素的把握,往往是成功的关键,那么对由此而引发的生态变迁做出评估,似乎也应当重点关注生态系统本身的可变性和可调节性。比如,沈披用柳树和芦苇的混合种植去建构“生物坝”,也保护大堤。从社会的视角看,是一项创新技术,从生物的视角看,其实是一项“仿生”的结构。它在充当工程设施的同时,其实也是在形成了一个与自然极为相似的仿生植物群落。这篇《万春圩图记》中,有关与生态系统的互动还有不少,读者不妨自己举一反三即可。
参考文献:
[1]邓广铭.不需要锦上添花——万春圩并非沈括兴建小考[J].学术月刊,1979(1):60.
[2]崔思棣.江淮地区圩田初探[J].安徽史学,1984(6):21.
[3]杨达源主编.自然地理学:第二版[M].北京:科学出版社,2012:126.
[4]巴兆祥.江淮地区圩田的兴筑与维护[J].中国农史,1997(3):49.
[5]庄华峰.古代江南地区圩田开发及其对生态环境的影响[J].2005(3):87-94.
[责任编辑:吴平]
An Analysis of the Rebuilding Techniques of Wanchunwei Polder
YANG Tingshuo,YANG Wenying
(Institute of Anthropology and Ethnology, Jishou University; Institute of Mathematics
and Statistics, Jishou University, Jishou, Hunan, 416000,China)
Abstract:
Polders are generally constructed in the downstream plains of rivers——changing wetland ecosystems into contiguous paddy ecosystems——as a basic infrastructure for large-scale rice planting. As a basic foundation for varied economic forms, polder technology, based on increasing improvement, contributed to the reconstruction of the Han culture for a sustainable development. The reconstruction of Wanchunwei Polder was technologically difficult in terms of time and space. When completed, however, it was positive to promote the construction of polders in a larger scale. The interpretation of its indigenous knowledge and technologies is constructive to the new understanding of polders and the reconstruction process of Han culture as well.
Key words:
Wanchunwei Polder; polder; indigenous technology