天工开物（建筑中的古代科技）

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小小一座天平坝竟然蕴涵了这么 多奇思妙想，人们不禁向秦朝高超的 水利工程技术投去崇敬的目光。 眼前是两条截然相反的渠道，是 大小天平坝将湘江水一分为二的结 果。这弯弯曲曲的河道中隐藏了什么玄机？这清澈见 底的渠水又将指向 何方？ 始建于秦朝的长城，作为抵御外敌入侵的重要防 御工事，早已为世 人熟知。然而，很少有人了解，同是秦朝诞生的灵渠 也是因战争而建造 的。不同的是，灵渠主要担负着运送粮草的任务。时 至今日，长城早已 不具备当初嘹望防御的功能，而灵渠却仍然灌溉着万 亩良田。是什么原 因让这使用了两千多年的人工运河还能长流不息呢？ 灵渠渠首是被称为大小天平坝的拦水大坝，将湘 水一分为二，一 部分经由南渠流入漓江，从而达到分湘入漓，连接长 江水系和珠江水 系的作用。而另一部分则曲折一段之后回到湘江的主 河道。根据两点 间直线最短的道理，这样曲折的路线并不是最近的方 案。为什么要舍 近求远呢？ 因为落差。湘江和漓江这条小支流的落差是7米 ，意味着要建7米 以上的大坝，这在当时是不可能的。秦朝工程师的做 法是将大坝向上游 移，这里地势更高些，大坝高度只需两三米就可以。 这在秦朝是不难做 到的。代价是增加南北渠的长度。不仅如此，北渠被 开掘成弯弯曲曲的 样子，这无疑使工程量大大增加。这又是为什么呢？ 落差对灵渠来说至关重要。直线行的渠道工程量 小，但是落差大， 顺流而下的船速度难以控制。对逆流而上的船，上陡 坡更是难上加难。 如何解决这个难题呢？秦朝工程师将南北渠道开掘成 弯弯曲曲的样子， 虽然工程量加大，但落差减小，水的速度减缓，行船 变得很容易控制。 在容易使用和容易施工之间，史禄和他的工匠们费尽 了心思。 专家：“弯曲的渠道大大增加了工程量。有人曾 粗略估算过灵渠的 工程量，如果挖掘一条齐腰深的壕沟，从北京到上海 一千多千米，这相 当于灵渠的工作量。” 沿着南渠蜿蜒前行，这段渠道叫秦堤。历史上记 载，这里屡屡决堤， 因此是有名的险工段。这是为什么呢？答案还是落差 。为了保证一定的 水位，使从小天平坝下行的水能够直接流到漓江里去 ，这里的水位与湘 江故道的水位落差有5～7米。由于落差很大，水的侧 压力很大，一旦 洪水暴发很容易把堤坝冲垮，从而增加了施工难度。 传说在即将交工的 时候，有两位工程师因为南渠秦堤神秘崩溃而相继被 杀，而造成溃堤的 罪魁祸首是江中的一条恶龙。第三个 工程师李工匠求助于神仙，依据飞来 石修堤。飞来石与基底岩石相连，用它 做一个石桩来修堤，就可以抵抗很大 的侧压力。即使渠水很满的时候，它也 能抵抗住洪水的冲击。也许这只是个 传说，但古人在没有钢筋水泥的年代 就想方设法抗击洪水，确是事实。 秦朝的史禄带领工匠们呕心沥血，历时 4年，方才大功告成。灵渠诞生不久，秦始皇 就挥师南下，很快攻占了众多城池，并设置 郡县，使岭南地区从蛮荒之地逐步发展繁荣 起来。这其中，灵渠在经济往来、农业灌溉、 边防固守等诸多方面扮演着至关重要的角色。 到了唐朝，由于灵渠是南北物资交流的要道而显 得格外忙碌。新的 问题随之而来。由于灵渠渠小水浅，一年有4个月枯 水期不能通航，对 经济影响很大。古人并没有因此向自然低头，他们设 计了一个绝妙的机 关，即使水浅至此仍然可以行驶万钧大船。这种使用 了一千多年的设施 被称为陡门。 今天，人们模拟了古人使用灵渠陡门的过程。首 先将建造陡门用的 松木、竹子类的材料进行加工。渠的底部有小孔用来 固定小陡杠，它与 面杠和底杠一起抗衡渠水的压力，绳子连接的三根竹 竿称作麻脚，木片 编织起的篱笆称为水拼，这是最为关键的陡垫。三者 组成拦水的大门。 绳子用来穿起所有的陡门材料，防止开启陡门时被水 冲走，把绳子从牛 鼻中穿出，如同预期的那样，水位缓缓上升。灵渠陡 门是中国人使用的 最早的运河船闸技术，它的原理与现代船闸完全一样 ，只是松木、竹子 的陡门变成了钢铁的闸门。 时光荏苒，今天的灵渠虽然已失去了唐宋以来船 只南来北往的繁忙 景象，但仍灌溉着四周数万亩农田。它荷载着历代能 工巧匠的勤劳和智 慧，正期待人们赋予它新的历史使命。P5-7