城川城址价值与保护策略研究
2021-06-08王欢杨延涛徐磊侯国建
王欢,杨延涛,徐磊,侯国建
(北京建筑大学 建筑与城市规划学院,北京 100044)
城川城址位于内蒙古自治区鄂托克前旗的城川镇内,是第六批全国重点文物保护单位。城川镇处于陕北黄土高原和内蒙古东南部毛乌素沙地的交接地带,属于生态环境的敏感带和紧张带。城址地处东西狭长的草滩地的中部区域,周围被沙漠包围,地势平坦,现已基本被草地覆盖。城址南侧为省道,省道南面有村落,其北部有已干涸的无定河。
一、城址概况
城川城址,又称宥州城址,北魏时期在此建置长泽县,在唐代为防护少数民族而建城,改称宥州,西夏沿用。城址现今保存较为完整,形态清晰可见。城内遗迹较多,并已出土钱币、瓷器等文物。
城墙整体呈不规则长方形,南北南侧的城墙较长,南城垣长727米,北城墙长712米,东西两侧的城墙较短,东城垣全长530米,西城垣长555米,周长2524米,面积约38.8公顷(图1)。城川城址在城墙东、南、西城墙中部分别设有三座瓮城(图2),北侧城墙不设瓮城,在中部设置敌台。城址四周环有护城河,距城墙10~15米,护城河大部分河床宽20~22米。
二、城址价值研究
(一)防御体系 科学合理
1.选址考究
唐后期,吐蕃强盛,在灵武与盐夏地区多次进攻唐军,导致兵力不足的两地急需后援,宥州地处盐州与夏州之间,宥州距离盐州较近,且地形平缓,从宥州到夏州可沿宥州北2公里的无定河顺河而至,在此建城可以沿途护送,保证军需物资的快速、安全传递。
唐灭亡后,西夏占据宥州,宥州西距兴庆府(今银川)直线距离200公里,南接北宋麟延路和保安军,是西夏东侧的屏障。城川城址南侧30公里处为山丘地形,北侧1公里处为宽阔的无定河,周边地形平坦,属于易守难攻地形。西夏时期,宋军进攻宥州,则需翻越山地,消耗士兵体力,且易被守城士兵发现,可见宥州选址的科学性。
2.布局严谨
瓮城城川城址地处交通要塞,军事地位重要,唐王朝营建时,就比较注重城址的防御功能。今日的城川城址仍保存有较为完善的防御措施,城址东、南、西三面设有瓮城,瓮城平面呈矩形,瓮城门与城墙门相互错开,即使敌军攻破瓮城,错开的城墙门,由于空间的狭窄,不利于滚木撞门,为护城提供了一定的时间,进而提高了城池的防御性能。
马面城川城址城墙上马面密集,城墙上共有48个马面。这些马面型制形同,规模相近,现存马面外凸宽约2.1~10.6 米,长约6.9~16.4 米,马面间的间隔不同,东、南、西三侧城墙的马面平均间隔不足60米,北侧城墙的平均间隔不足50米。其中,东城墙有10座,以东瓮城为界,每侧均有5座。南城墙共有马面13座,以南瓮城为界,东侧有马面6座,西侧有马面7座。西城墙同东城墙马面数量相同,以西瓮城为界,南北各有5座。北城墙因为缺少瓮城,设置的马面数量较多,共有15座。北侧城墙借助天险,不设城门,因此也没有瓮城,但为了提高该面城墙的防御功能,匠人在营建北城墙时,马面的设置数量要大于其余三面。东南西三侧城墙,设有瓮城,综合东、南、西三面城墙的马面的间隔距离小于60米,古代士兵使用的弓箭,射出后达到能穿破敌军铠甲的精确射程大约在30~60米之间,城址相邻两个马面之间的距离,使得守城士兵站在5米以上高度的城墙上,向城墙附近射箭,能够保证箭羽射入距离城墙40~60米远的敌军铠甲内,达到最大的杀伤力。可见,当时城墙马面之间的距离是经过合理的科学设计的。
角台城址转角处会受到相邻两侧的侵袭,易被攻破,属于城墙本身的薄弱部位,而角台的设置则可以增加城墙转角处的厚度,避免敌军从此处攻破城墙,因此角台一般建造规模大于马面。城川城址在每一处城墙拐角处都设置有角台,角台的基址长即外凸宽度均大于马面。东南、西南、西北三处角台现存基址长约27~28米、外凸宽约17~21米,东北角台规模稍小,基址长约23米、外凸宽约21米。城址角台的外凸长、宽,远大于马面的长、宽。
护城河城川城址周围地势平坦,近处无险可据,通过挖护城河,可避免敌人军队直接抵达城墙下攻打城门。城川城址在城墙外围10米到15米处,开凿有宽达20米以上的护城河,护城河深在2.2米左右,城门处仅用吊桥连接外界,以缩减城门与外界通道的宽度。目前考古已发现了城址东、南、西三侧吊桥的夯土桥梁墩基础。
(二)筑城技术 因地制宜
城墙采用建造材料,因地制宜,采用当地的沙土夯筑,通过对城址的夯土进行分析,发现城墙采用灰白色沙土夯制而成,其中夹杂有粒径3~5厘米的砾石,夯层清晰,厚度约8~15厘米,夯层内分行设置木拉筋,提高了土体的韧性,使城墙更加坚固。(图3)
(三)筑城蓝本 超群轶类
西夏建国初始,就处于群狼环伺的环境中,南有北宋虎视眈眈,北有大辽伺机而动,西夏为与强敌对抗,在边疆防线上,新建了许多以防御为主的城池,同时与前朝遗留下的城池,一同形成了新的供给站点环线。这些西夏新修筑的城墙规模基本上较小,在内蒙古地区,新建的23座城市中,除高油坊城址、新忽热古城的规模大于城川城址外,其他的城址规模均小于城川城址;沿用前朝的21座城址中,城川城址的规模与防御性能亦是首屈一指。表1中列举了内蒙古地区西夏城址面积在15公顷以上的西夏城址,总共有10座,可以看出,在这10座城址中,除了城川城址外,其余城址都是西夏新建的。修建大规模的城址,在当时,除了需要一定的人力、物力外,一般会参考已有的规模相似的城址,城川城址面积较大,而且城墙本身防御体系完善,是西夏境内可供参考的较好蓝本。在这9座新建城址中,除三岔河古城是不规则的长梯形外,其余8座同城川城址一样都是矩形,大部分城址中都遗存有瓮城、马面、角台等防御设施,瓮城城门与城墙城门错开放置。可知,这些城址的城墙的防御设施和城川城址有许多相同之处。
图1 城川城址卫星影像图
图2 城川城址南瓮城(自拍)
图3 西城墙与瓮城剖面图(自绘)
以新忽热古城址为例,城址北侧地势较高,为丘陵山地,城址南侧为草原戈壁,东西两侧为川地,西侧860米处有一条已干涸的大河,属于易守难攻的地势。
城址平面呈方形,边长950余米,东、南、西三侧设置瓮城,北侧借助山川天险,不设城门。东西两侧瓮城平面呈矩形,南侧瓮城平面形制为方形,瓮城城门与城墙城门错开设置,与城川城址的瓮城平面形制相同。(图4、图5)
图4 城川城址平面图
图5 新忽热古城平面图
城墙四面均设有马面,其中东、南、西三侧城墙各4个马面,马面之间的平均距离为317.67米,北侧城墙5个马面,共有17个马面。新忽热古城同城川城址相同,均在不开设城门的北侧墙体中,设置有较多的马面,新忽热古城址的马面间的间距相隔较大,其原因待考证。四角亦设有角楼,新忽热古城的瓮城、马面、角台共同组成城墙本身严密的防御体系。
新忽热古城营建城墙也采用夯土内置木拉筋的方式,城址除北墙使用灰土夯筑外,其余三侧均使用粉土夯筑,土体夯层明显,夯层间放置圆木,现今,可见朽木留下的孔洞痕迹。由此可见,城川城址完善的防御性及较为先进的营造技术,对西夏筑建新城提供了优秀的范本。
三、城址本体保护措施
城川城址长久以来受风沙、降雨、气温等当地气候因素和生物活动的自然因素影响,城墙夯土遭到了不同程度的残损,再加上人们不当的生产活动,加剧了城址的破坏速度。针对自然和人为破坏因素造成的城址不同病害,应在遵循文物保护“真实性”“完整性”“最小干预”原则的前提下,利用锚杆加固、裂隙注浆、脱盐处理、砌补支顶等科学技术对其进行合理的修缮、加固,使城址能够较好地保存下去。
(一)城址现状病害及原因分析
1.自然因素
风沙作用:城川镇春季多西北风,风速较大且含有小沙子,风力快速刮过城墙表面,会导致墙体表面掏蚀,对各墙体的顶部、外侧形成掏蚀、洞、片状剥蚀等残损现状。此外,东、南侧城址地表附近的夯土中因可溶盐含量较大,土体酥碱,风沙会加剧酥碱区域的掏蚀,形成风蚀坑,情况严重则会形成基底掏蚀带,严重影响城址的稳定性。(图6)
雨雪侵蚀:城川地区夏秋季降雨集中,集中降雨则导致遗址病害快速发育,极易诱发冲沟、裂隙发育、基底掏蚀等问题。降雨后,空气迅速干燥,城址表面风化层形成硬壳,随着雨季频繁降雨,该过程不断发生,在温度变化快速、反复的作用下,极易导致风化层脱离土体,形成片状剥蚀。冬季气候寒冷,土体在降雪和气温的作用下冻融反应剧烈,促使夯土裂隙、冲沟逐步扩大,最终影响土体的稳定。(图7)
生物破坏:城墙中有动物制造的洞穴、部分地区密集蜂窝以及植物根系的发育导致城墙的开裂变形,形成孔隙,土体稳定性下降,促进了其他病害的快速产生。
2.人为因素
人为破坏:主要表现在人们曾在城墙上取土;城址附近民众在此放牧,饲养牲畜,因此在城址上分布有铁丝或木条做成的简易围栏;城墙内和护城河有垃圾堆积。
(二)城址保护本体保护措施
在自然和人为破坏因素的影响下,城址主要有掏蚀、裂隙、冲沟、动物孔洞等自然病害,以及局部出现的窑洞、简易围栏等。结合现有的土遗址保护加固技术,笔者认为可以对城川城址在中国遗产保护原则的指导下,进行下列保护措施:
1.针对自然病害的保护措施
(1)实验先行
病害严重的夯土部位,土体结构已不稳定,需要通过锚固实验,确定合理的锚杆杆体、注浆浆液类型及配比等,来进行锚固施工。城川城址表面基本全部风化,需要有效的防风化措施,来降低风化对土体的影响,应针对城址的环境特征、夯土性能以及风化特点,进行表面防风化加固实验,确定合适的防风化加固材料。城址含盐量较大的夯土部位,需进行脱盐实验,发现有效的脱盐技术,在小范围夯土中实验成功后,广泛运用在城址中含盐量较大的城墙中。
(2)裂隙加固
城址的裂隙、冲沟病害主要由降水造成。对于城墙裂隙的加固处理,若裂隙、冲沟较大,已经危及墙体稳定,则需采用锚杆加固,结合锚固实验,选用合适的锚固技术。若裂隙较小,不影响墙体稳定,可采用裂隙注浆,进行灌浆加固(图8)。对于冲沟严重的区域,设计合适的排水系统,减少雨水对墙体的冲刷。
(3)风化治理
城址的掏蚀、表面风化病害主要由风沙作用导致,根据掏蚀的程度,主要有2种加固措施,对影响到墙体稳定性的悬空、坍塌区域,一般多出现在城墙底部,可采用支顶砌补加固。若掏蚀规模较小,程度较浅,一般多位于城墙中部则可以采用土坯砌补的方式(图9)。城址防风化加固需结合表面防风化加固实验,在取得较好的技术效果后,方能大面积运用到城墙表面防风化加固施工中。另外对于城址表面风化层大于2cm的部位,需要采用土钉技术加固。
(4)生物防护
图6 东瓮城掏蚀病害(自拍)
图7 南城墙裂隙病害(自拍)
图8 裂隙注浆措施基本步骤
图9 掏蚀加固措施基本步骤
生物病害的修缮方式分为两种,一是注浆回填动物活动造成的蜂窝孔洞,二是清除根系较大的植物,之后用适当的浆液充填植物扎根形成的根系孔洞,而对于较小的草本植物,考虑到其水土保持的作用,则建议保留。
2.针对人为破坏的保护措施
由于人类的居住和牧养牲畜需求而在东、南两侧墙体挖掘的大型洞穴,部分洞穴规模较大,影响到城墙的稳定,可采用含盐量小于0.5%的黏土和灰土,对其进行夯实、回填。
私乱搭建的简易围栏,建议拆除,按照城址的保护范围增设新型防护围栏,围栏应耐用,同时风格应与城址风貌保持统一。考虑到后续的城址的参观,建议在瓮城城门处,设置入口,同时合理规划参观路线,保证城址安全。
最后,需要清理城址保护范围内的垃圾,并设立说明牌,禁止居民和游客乱扔垃圾,保持城址的整洁,避免再次发生人为无意识破坏城址的行为。
四、总结
城川城址完善的防御体系,具有较高的科学研究价值,需要我们好好地研究它。城址存在的病害,也需要我们运用适当的修缮技术,去更好地保存它。本文分析了城川城址的价值,提出城址的本体保护措施,希望能为城川城址的研究贡献一点微薄之力。