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“草裹泥”解开了良渚先民的治水秘密

2019-06-11王祺程

科学24小时 2019年2期
关键词:长堤水坝良渚

王祺程

2010年1月,浙江省文物考古研究所把一些“草裹泥”的标本送到北京大学进行年代测定。不久后便传来了振奋人心的消息:这些草裹泥距今已有5千多年的历史。这一重要信息,为“良渚古城外围水利系统”入围“2015年全国十大考古新发现”加分不少。

草裹泥究竟是什么,为何令人如此兴奋?它与良渚古城外围水利系统又有什么关系呢?就让我们带着种种疑问,去一探究竟吧。

2006年,良渚王国的核心遗址——良渚古城,在浙江杭州瓶窑镇被发现。这是一座规模宏大的城址,专家称它为“中华第一城”。从良渚古城的地理位置上看,良渚先民选择建城立都的地方可谓得天独厚,它的北边、西边、南边都是天目山的支脉,北部的山脉叫大遮山,南部的山脉叫大雄山,中间是盆地,整个地貌呈英文字母“C”的形状(图1)。天目山素有“大树华盖闻九州”的美誉,山中富有动物、植物、木材、石料等多种资源,据《山海经》记载,天目山中还蕴藏着玉矿。古城的东部属平原地带,适合种植水稻,并拥有便捷的交通,良渚先民经周密的计划后在此处建城,可充分利用古城周围山体中的各类资源。但是,“慷慨”并不是这些山脉的唯一表现,每到汛期,这里则变成暴雨中心,降雨量较大,容易引发山洪。尤其在古城海拔较高的西部和北部,每當遇到强降雨,雨水都会沿着山势和地势,向古城的东南方向流去,给古城带来严重的水患,也成为当年良渚先民的心头大患。那么,良渚先民是如何治理水患,成功地保卫自己的家园呢?

从1996年开始,历经20年之久,浙江省文物考古研究所的专家们终于在良渚古城的西北发现了一处工程浩大、结构复杂、功能多样的水利系统。

该水利系统由塘山长堤、平原低坝、谷口高坝三部分组成(图2),分别位于良渚古城的北侧与西侧,对古城形成了半包围的结构,起到了对山水的阻拦储备和引导分流的作用。塘山长堤是水利系统中最早被发现的部分,它位于良渚古城的北侧,与北部的大遮山脉只有100~200米的距离。长堤虽历经几千年岁月的侵蚀,但仍然保留下一块长5千米、宽20—50米、高2—7米的古迹。从长堤发掘的剖面可以看出,当时营建的方式很考究,底部铺设石块,上部堆筑黄土。塘山长堤的西部与自然山体紧紧相连,朝西南方向延伸,间歇有几个独立的自然山体,良渚先民使用特殊的方法,把山体间的山口填补加高,最终实现了人工与自然完美结合的水坝体系。这部分坝体海拔较低,被称作“平原低坝”。而距离古城最远的是高坝,良渚先民来到大遮山里,用同样的工艺和理念修筑了6处坝体,由于海拔相对较高,因此被称为“谷口高坝”。有专家认为,良渚水利系统不仅可以把西北地区的山洪牢牢拦截在坝区内,防止对古城产生冲击,“高低水坝”形成的两级水库,还具有交通运输以及调节古城区域内水位的功能。那么,良渚先民究竟运用了怎样的特殊工艺营建水利系统的呢?

探究世界早期文明时会发现,发展水平较高的地区都有治水工程。古埃及文明、哈拉帕文明都因有防洪、运输、灌溉的需要而修建的水坝;不同的是,古埃及先民以石块作为主要建筑材料,哈拉帕先民用土坯砖筑成河堤。而良渚先民使用的材料极为有趣,正是前文提到的“草裹泥”——用河中的荻草,将一块块淤泥像包粽子那样包起来,再用芦苇条绑扎牢固。草裹泥会被运输到山谷,一层层堆叠在洪水的冲击面,最后在草裹泥上覆盖黄土,专家们把这种工艺叫做“心墙”。这种工艺显示出良渚先民的智慧,他们对泥土材料有着深刻的认识,淤泥具有很好的防水性能,山洪无法渗透,表面的黄土又可以起到加固的作用,即使在今天营建水坝时,土筑坝体依然被普遍选用。

技术人员提取了草裹泥中残留的碳元素进行年代检测,确定这些坝体的营建时间为距今约5100~4700年,根据科学数据证实,这些水坝的确是良渚先民的杰作。一直以来,古代先民通过口口相传,诉说着鲧、禹治水的故事,这是文献资料中所记载的中国最早的治水活动,大约发生在距今4100多年前。良渚古城外围水利系统的发现,改写了中国和世界的水利发展历史,证明了良渚古城外围水利系统是“中国最早的水利系统”、“世界上最早的防洪坝”。

良渚古城外围水利系统不仅年代久远、工艺先进,工程量也为同时期世界水坝翘楚。据专家推测,良渚先民搬运的石块、黄土、草裹泥,总量达288万立方米。这么大的工程量,他们是如何完成的呢?考古人员做了一个假设:良渚王国动员了10000人参与建造工作,按照每天3个人完成1立方米的土方效率进行计算,这项工程从开始到竣工需要两年多。有趣的是,细心的考古学家又发现一个现象,绑扎淤泥的芦苇都处于开花季节,由此推断,水利系统应当是一项季节性的工程,按照每年100天的劳动时间计算,如果一切顺利也需8年之久。良渚先民所处的时代已经是以家庭为单位的社会了,一人修建水坝,其他家庭成员要为他准备食物,做好后勤工作。不难想象,良渚水利系统是在全社会分工协作下完成的。传说,大禹治水“三过家门而不入”,这也是良渚先民真实的历史与情感写照,他们为了治水,为保卫家园和族人,通力协作,夜以继日地在河流上穿梭,在山口处忙碌,甚至无暇在自己房屋前的码头上停驻……

水坝的选址、水资源的整合利用、先进的建造工艺、全民一心的精神信念,造就了良渚古城外围水利系统。这一幅宏大、壮观的历史画面,承载着良渚先民超人的智慧,让我们见证了良渚先民卓越的规划建设能力,更蕴含着中华民族优秀的集体主义观念和家国情怀,为5千年后的我们留下了珍贵的财富。

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