浅析钱塘江海塘修建历史和技术沿革
2018-08-10王坚梁杨天福王雅芬
王坚梁,杨天福,王雅芬
(1. 上虞区文物管理所,浙江 绍兴 312300;2. 浙江大学建筑设计研究院有限公司,浙江 杭州 310012)
钱塘江两岸海塘是中国东南地带历史最悠久、规模最宏伟、工程最险要、技术最先进的人工挡潮堤坝之一。其修筑历史超过2 000多年,总长度超过300 km,是中国古代伟大的建筑工程,凝聚了唐宋以来科学技术的结晶。本文将对钱塘江两岸海塘的历史沿革和工程技术进行比较和分析。
1 历史上钱塘江海塘修建过程和修建目的
钱塘江海塘(浙西海塘和浙东海塘)历史悠久,见诸书本记载始建于东汉,唐宋时期进行了第一轮大规模修建,明清时期进行了第二次全面扩建。海塘本身除是捍卫钱塘江潮水的人工构筑物外,也是诸历史时期科学与技术发展的实物见证。随着钱塘江河道的不断变化而不断修正的钱塘江海塘,同样也是古代杭州湾一带钱塘水系更迭的最好注解。
1.1 钱塘江海塘的修建过程
在本节内容中,所述的钱塘江海塘主要涉及浙西海塘(包括盐官、海盐等钱塘江北岸一带的古代海塘修建工事)和浙东海塘(包括萧山、绍兴、乃至浙东沿海其他地区的海塘),如图1所示。对其修建过程进行归纳如表1所示。
表1 钱塘江海塘修建史概述(来源:根据张文彩《中国海塘工程简史》整理)[1]
图1 钱塘江海塘分布图
从表1所列钱塘江海塘的部分修建记录来看,唐以前关于海塘工程的修建记载十分稀少,从历史原因分析大致是由于唐之前杭州湾一带农业发展较为迟缓[7],人口密度较小,且不是重要的粮食产区;而海塘修建耗时费工,从当时这一地区的总体情况来说,修建海塘与否对国家机器的正常运转影响不大。
南北朝时期,大批北方移民南迁,在此过程中将北方先进的耕作方法和科学生产力带到了南方,使本来就具有气候优势的钱塘江两岸农业得以迅猛发展。京杭大运河通行之后,本区域的经济地位和农业生产地位进一步提高,在唐宋之间与其他沿海港口形成中国古代东南经济圈,整体商业水平和经济收益在这一时期均处于全国前列。在技术高速发展和经济实力雄厚的社会背景下,作为中国粮食主产区的江浙一带具备了大量修建捍海长塘的基本条件,这便迎来了历史上第一次钱塘江海塘的大规模修建——两宋钱塘江海塘基本格局的成型。
明清时期是海塘修建的第二次高峰,具体表现为:之前的海塘多为土塘,或者是土木结合的塘体材料为主;而明清以后钱塘江土质海塘大多被石砌海塘所取代。这一阶段的海塘建设是工程技术的一次飞跃,产生了多样的石塘结构,现存的海塘遗迹也多为此时的工程实体。
1.2 钱塘江海塘的修建目的
在中国沿海,杭州湾钱塘江一带是受海潮影响最直接和猛烈的地区;另外由于隋唐以来这里一直是国家粮仓,鱼米之乡,故而浙东海塘和浙西海塘的修建、维护、扩建、重建等在历朝历代工程量都远甚于其他沿海地区,在不同的历史时期修建目的也各有区别。表1所列自唐至清的海塘工程,其修建目的如下。
(1)捍卫农田及沿海村镇。《新唐书·地理志》载:“会稽东北四十里,有防海塘,自上虞江抵山阴,亘百余里,以蓄水溉田”[3]。《宋史·河渠志》载“绍兴十三年……又于两旁贴筑咸塘,以防海潮透入民田……”[8]关于海塘修建用于抵挡咸水满溢,侵蚀良田的记载不胜枚举,另外还有相当数量关于海塘冲毁,海水大溢严重威胁沿岸百姓安全的记录。纵观唐宋元明清,对于钱塘江海塘的加固、维修、扩建等工程一直绵延不断,正是对其捍卫农田和百姓安全这一关键功能的极大肯定。
(2)扩张土地。明陈善《捍江塘考》引咸淳《临安志》载:“梁开平四年八月,钱武萧王始筑捍海塘。……堤岸既成,久之,乃为城邑聚落。凡今之平陆,皆当时江也”[4]。
1.3 小结
钱塘江海塘的修建与浙东、浙西地区的生产力水平直接相关,人口的增加、耕种技术的进步、运输航线的畅通等为海塘的修建积累了必要的物质和财富基础;而海塘修建工程技术的进步则是在多重作用下钱塘江两岸人民为抵御海潮、保卫家园而不断从实践中总结的经验,并为今天的人类留下了丰富多样的遗产。
2 钱塘江海塘工程技术沿革
受生产力水平和物质基础的制约,不同历史时期、不同地区的钱塘江海塘在修建过程中采用的工程技术有着一定的区别,大致在唐及以前多为土塘;两宋至元多为土+石+木的混合材料海塘;明清则以石塘为主。本节内容将以海塘的建筑材料分类,从而对这一工程技术的发展过程加以总结。
2.1 钱塘江海塘的修建材料
中国古代传统建筑材料主要为土、木、砖石3类,其中砖石材料常见于地下建筑、桥梁、塔、防御工事或局部地区的地上建筑等,其力学原理与传统木构建筑差距较大。在海塘的修建历史中,早期也多以土、土木复合建筑材料为主,随着技术的进步,后来出现了更为坚固和适宜的土石塘,直到近代混凝土材料在海塘建造中开始运用。材料的发展和变化所对应的是不同的工程结构和技术,截至近代混凝土使用之前,钱塘江海塘的构筑类型可大致归纳如表2所示。
表2 钱塘江海塘工程用材沿革
2.2 不同材料构筑海塘的方式
(1)土塘:避开冬夏,在农历二至四月或八至十月春秋二季动工,选址不能过于靠近江岸,保留滩涂用以保护塘体。以湿润散土奠基并碾打桩使其坚实,用开挖随塘河的河土垒塘身,严格行硪保持必须的质量;底厚上薄,内外呈坡状,且外壁斜坡大于内坡。有时在外坡壁上贴石坦坡作为保护。东南沿海一带土塘高度多在3.33~5 m之间,塘高与塘底宽度比为1:5左右。
(2)柴塘:用捆好的芦柴铺到塘底,然后柴、土间层加筑并紧压使其坚固;高为6.66~13.32 m,厚为10~16.65 m不等。以3.33 m长宽为限钉底桩、腰桩和面桩;柴塘修建速度快但耐久性比较差,多用于应急抢险[1]。
(3)竹笼巨石塘/木柜石囤塘(图2):竹笼或者木柜乘装巨石,长木连接为一体,在海塘抢险工程当中应用较多。
(4)直立式石塘:用平整的长石层层垒叠筑高如石墙,内侧再以厚土附贴。塘壁直立无倾斜。
(5)斜坡式石塘/坡陀塘(图3):石塘身倾斜呈坡,先以横石为枕,然后将条石竖砌后仰,田以碎石,层层叠加。横石用木桩钉入土中来抵挡侧推力。
图3 坡陀塘(来源:《海塘录》[12])
图4 五纵五横鱼鳞塘(来源:《海塘录》[12])
(6)叠砌斜坡式石塘/五纵五横鱼鳞塘(图4)/鱼鳞大石塘(图5、图6):结合之前坡陀塘的形式,在砌石方式上纵横交错,塘身下宽上窄;五纵五横鱼鳞塘用石规格统一,背后以厚土塘支撑以防倾圮;鱼鳞大石塘进一步改进了石塘建造技术,在塘基靠海面、中部都钉入马牙桩,成排马牙桩之间钉入梅花桩,增强塘基强度;塘身用条石纵横逐层砌筑,砌石间缝均用石灰苎麻等紧嵌;内壁贴筑厚土作为倚靠,外壁9层以下筑以石坦,条石之间以铁锭、铁锔等互相勾连。
图5 鱼鳞大石塘木桩分布(来源:《海塘录》[12])
图6 鱼鳞大石塘剖面(来源:《海塘录》[12])
2.3 小结
在海塘的修建历史当中,土石是被长期使用的两种基本材料,早期以土质塘体为主,主要采用打桩、行硪等方式使其密实。也曾出现过版筑结构的土塘,然结构及防水等均不尽如人意。大致在五代以来石材逐渐开始广泛的出现在海塘建造当中,无论是竹筐、木框中盛放石块还是条石直接砌筑塘体,石材由于本身坚固耐用的特性,一直为塘工所青睐。石条在迎水面纵横交错,土塘于背后支撑的塘体结构是中国古代海塘技术成熟的标志,在明清二代此类海塘经过不断的改进,最终以清代鱼鳞大塘的形制完成了古代海塘技术的演进。
3 钱塘江海塘的遗产价值
3.1 钱塘江海塘符合的价值标准
时至今日,钱塘江海塘作为我国古代3大工程之一,其价值完全符合世界文化遗产(i)、(ii)、(iv)、(vi)要求:
标准i Represent a masterpiece of human creative genius.(作为人类天才创造力的杰作)。
钱塘江海塘是农业文明体系中,在缺少现代科学技术介入的情况下,人类依靠长期的观察和经验积累,仅凭借人工和土、石、木等原材,为抵御钱塘江河口的强劲涌潮而修建的人工防御体系,是人类在涌潮河口以工程措施保护居住地的创造性设想,其修建年代跨度之久、规模之大、技术之高,均是人类海堤建造史上的创举。
标准ii Exhibit an important interchange of human values, over a span of time or within a cultural area of the world, on developments in architecture or technology, monumental arts,town-planning or landscape design. (在一段时期内或世界某一文化区域内人类价值观的重要交流,对建筑、技术、古迹艺术、城镇规划或景观设计的发展产生重大影响)。
钱塘江海塘是人类与海争地过程中形成的大规模、持续开发的系统工程。海塘最早在此产生,并且在海潮与海塘建设的互动过程中,通过逐渐改良和革新海塘建设技术,不断日常维护,在不同地质自然条件的河段发展出了不同形制的海塘,解决了钱塘江河口的强潮冲击,最终稳定了河道,形成一个完整的钱塘江海塘系统;对钱塘江河道走向及其周边城镇分布有着巨大的影响。
标准iv Be an outstanding example of a type of building, architectural or technological ensemble or landscape which illustrates (a)significant stage(s) in human history. (是一种建筑、建筑或技术整体、或景观的杰出范例,展现人类历史上一个(或几个)重要阶段)。
钱塘江海塘作为农业帝国经济中心的安全防御体系,对国家大一统局面的巩固起到了十分重要的作用。沿钱塘江杭州湾一带形成了一套完整的水利系统,是中国古代工程技术的物质载体,展现了中国古代传统建筑材料在建设活动当中的多样化使用。
标准vi Be directly or tangibly associated with events or living traditions, with ideas, or with beliefs, with artistic and literary works of outstanding universal significance. (与具有突出的普遍意义的事件、活传统、观点、信仰、艺术或文学作品有直接或有形的联系)。
钱塘江海塘的持续性建造见证了中国古代“筑塘防海”的传统文化,沿海塘一线的水神庙等祭祀建筑和民间祭祀活动都是中国古代民间信仰的物质与非物质载体。
3.2 钱塘江海塘物质遗产保护的建议
综上,钱塘江海塘是重要的人类物质文化遗产,具有独特的文化价值、历史价值和科学价值,如何保护钱塘江海塘,阐释海塘的3大价值是需要我们认真思考的重要问题,基于此点,本文在最后提出了以下建议:
(1)海塘遗产展示应以文物保护为前提,坚持合理、科学、适度的利用,确保保护与利用的和谐统一,以社会效益为主,促进社会效益与经济效益的协调发展,充分展示海塘文化价值和历史信息。
(2)海塘是线性文化遗产,应尽量保持海塘线性完整性,对保存相对完好的古海塘地段应竖立解说牌进行解说。在重视保护古海塘完整性的同时,对于一些有特色的塘段,应加以特别的保护和展示。
(3)海塘文化价值重大,在完成前两条重要的点、线保护和展示的情况下,可以设立海塘文化专题博物馆,对海塘文化进行集中展示,通过模型、图片、文字描述、语音及多媒体等多种手段综合展示海塘的文化内涵,全面阐释遗产的文物价值及历史信息。
(4)海塘文化遗产保护不仅关注对海塘实体的保存和延续,也要考虑那些为沿线村镇赋予独特个性的非物质层面的内容。
(5)海塘保护还应广泛利用各种传媒手段,加强宣传力度,介绍海塘的价值,扩大其知名度。同时出版发行适合各类读者需求的书刊及音像制品,制作销售特色明显、形式新颖的工艺纪念品。