鄭加財,薛榮華,林炳東

(1.溫州市水文站,浙江 溫州 325000;2.溫州市瑞平水系水利管理處,浙江 瑞安 325207)

1 問題的提出

2010年6月28日,在溫瑞塘河水系山下河貫通河道的開挖中意外發(fā)現(xiàn)了古代水利工程水閘遺址,2010年8月3日古閘出土,古閘基座呈上游坡緩下游坡陡,酷似溢流堰壩。經(jīng)通報市文物保護考古所后,組織對水閘基底的開挖和清理工作,2010年8月18日,一座規(guī)模較大、技術先進的古代堰閘完整呈現(xiàn),現(xiàn)已被列為文物保護單位。經(jīng)史料考證,該古建筑為巨嶼陡門,俗稱“下陡門”,始建于南宋,為宋溫州太守楊簡修建,距今約800年[1].。通過對古閘考古工作的深入及歷史資料的查閱,發(fā)現(xiàn) “下陡門”古閘建設與1166年的大洪災存在聯(lián)系,說明水文情勢決定水利工程建設,水利工程體現(xiàn)當時的水文情勢。南宋 “下陡門”古閘的出土對南宋水文情勢考證具有一定的意義。

2 古閘結構與功能

2.1 古閘結構

2.1.1 溢流堰

溢流堰壩建于基巖上,壩高3m,壩長20m,壩肩與兩岸基巖緊密連接。堰頂高程2.69m,寬約0.85 m,采用條石鋪筑,兼作閘底,條石上刻閘槽與陡門閘槽貫通;壩坡上緩下陡,上游壩坡中間鑿有一凹槽貫通壩頂,呈倒梯形,槽深0.60 m,槽寬約2.00m;閘室下游臨兩岸為壩坡段,中間部分約7.20m為跌水段,與通航凹槽對接。

2.1.2 水 閘

水閘建于溢流堰壩上,分5孔,孔高1.80m,每孔凈寬2.80m。閘墩長2.60m,厚0.55 m,由3根石柱和塊石墻體組成。其中,1根石柱布置在上游側,2根石柱緊挨著分布在下游側,中間采用漿砌塊石墻體連接;下游側的2根石柱柱高2.90 m,石柱上刻有閘槽貫穿整個石柱,槽寬10 cm,槽深5 cm,兩閘槽間距0.45 m,閘頂高程5.60 m(85國家高程基準,下同)。閘墩的上下游石柱上都鑿有方孔,用于固定斜撐石柱,斜撐石柱呈45°置于基巖上。除3根石柱嵌入壩頂外,閘墩的塊石墻體全部在壩面以上砌筑;排柱渾重穩(wěn)實,與橫系石、石梁緊密固結,受力均勻;石橋橋面上刻有橫系齒痕,用于橋上行人防滑。

2.2 功 能

古時 “下陡門”溢流堰上游河道與蒲州橫河連接通過劃龍橋河與溫瑞塘河干流溝通,山下河、橫瀆河、洪殿河、龜河、呂浦河等10多條河道匯流洪水經(jīng)此河道排出,可見古堰閘遺址河道是通江古河道,有一定的通航功能。之前堰閘兩側為2座小山,堰壩坐落于2座山之間;下游是甌江,船只在此停泊候潮過堰閘到內(nèi)河。閘底即堰頂高程為2.69m,應是當時的正常水位(現(xiàn)塘河正常水位為2.64m,其它特征水位見表1、2、3),可見堰閘主要功能是擋潮、隔斷江河、蓄水,其次是通航和宣泄洪水。

3 水閘調(diào)度原則考證

水則即古代的水尺,又稱水志,最早是李冰修都江堰時所立。據(jù)記載,為了準確測定飲水量,李冰在寶瓶口水邊 “作三個石人,立于水中”,并刻字標明:“乾毋及足,漲毋沒肩,年中水量,以此為度”[2].。意思是說,落水時水位不能低于石人的足部以下,漲水時水位不能高于石人肩部以上,以此作為度量控制的度量標準。隨后水則作為記錄水位的方法得到了進一步發(fā)展,如宋代、元朝都有應用水則記錄水位的記載,而水則更成為研究我國古代洪水的重要線索[3-4].。

考古發(fā)現(xiàn),在“下陡門”古閘的中孔閘墩上刻有“開平閘”3個字。史料記載,元三年(1088年),鐫刻 《永嘉水則》于溫州譙樓前五福橋(即大洲橋)上,以管各陡門的啟閉,該水閘應遵循《永嘉水則》調(diào)度。此古閘的“開” “平” “閘”3個字,從上至下剛好相差七寸和三寸,這與《永嘉水則》記錄相一致,斷定該水閘的調(diào)度原則適用 《永嘉水則》。

《永嘉水則》鐫刻文字為 “平字上高七寸合開陡門”、“永嘉水則至平字諸鄉(xiāng)合宜”、“平字下低三寸合閘陡門”。《永嘉水則》的設立,使各陡門統(tǒng)一合理開啟,對河流水位控制、溫瑞塘河水系的排泄、抗旱起了相當重要的作用。

4 特征水位考證

南宋 “下陡門”水閘遺址屬于堰閘結合結構,堰閘高程如表1所示:

表1 堰閘相關高程表

由表1推斷出,當時塘河的正常水位大致低于或等于2.69m,汛限水位為2.09m。塘河水位高于2.69m時,塘河水流通過壩體溢流到下游?，F(xiàn)塘河正常水位為2.64m,與堰頂高程相近,說明幾百年來塘河水位變化不大。

水閘閘頂高程為5.60m,較實測最大潮位5.55m(江心嶼站)高出0.05m,接近100a一遇洪水位5.75m,較現(xiàn)采用的50a一遇防潮設計標準高出0.19m(現(xiàn)采用50a一遇為5.41m)?？梢约俣?.60m就是南宋時期的防大潮標準,可見當時的水閘設計標準達到了當代50a一遇的防潮標準。

由水閘結構設計及塘河主要水文情勢推斷,貫通凹槽為船只通行的航道,塘河正常水位較貫通凹槽槽底高程高約0.60m,內(nèi)河船只通過凹槽出水閘;外江船只需在水閘下游處候潮,待漲潮時水位高于2.69m,由水閘進入塘河內(nèi)河。

現(xiàn)推測 “下陡門” 古閘的中孔閘墩上 “開平閘”3個字不僅包含調(diào)度原則,也包含著反映當時水文情勢的特征水位信息。分別對古閘中孔閘墩上“開平閘”3個字的 “開”字上 “一” 橫、“平” 字上 “一” 橫及 “閘” 字上部的高程進行測量,測量結果如表2所示:

表2 “開平閘”高程表

根據(jù)《永嘉水則》“平字上高七寸合開陡門”,說明當塘河水位上漲達到“開”字上部時必須開啟水閘,或當外江潮位達到“開”字上部時必須關閉水閘,既避免了內(nèi)澇問題同時還達到了擋潮的目的,推斷“開”字上 “一”橫高程3.55m為當時塘河的危急水位(保證水位),略低于現(xiàn)時塘河的危急水位3.64m;“永嘉水則至平字諸鄉(xiāng)合宜”其意思是,當塘河水位達到平字時,各鄉(xiāng)可根據(jù)本鄉(xiāng)的具體情況選擇開啟水閘或關閉水閘,可見塘河水位達到3.33m時可保障塘河兩岸農(nóng)田灌溉需求及船只通航要求;“平字下低三寸合閘陡門”,說明塘河水位下降到3.22m時必須關閉水閘,保證內(nèi)河水位,推斷3.22m為當時塘河的警戒水位,現(xiàn)塘河的警戒水位為3.14m,略低于3.22m。具體如表3所示。

表3 南宋與現(xiàn)代塘河特征水位對照表 m

考古還發(fā)現(xiàn),在各閘槽上高程3.90m處鑿有方孔,經(jīng)分析閘板分上下2部分,該方孔為陡杠插口,插入陡杠以增加木閘板剛度。也就是說上下閘板交接的高程3.90m應該為當時天文高潮位的特征水位——天文高潮位一般不會超越這個數(shù)值(除非臺風等因素影響涌高水位),與現(xiàn)在掌握的天文高潮位資料對比,發(fā)現(xiàn)近3a的天文高潮位資料(預測值)沒有超過3.90m的,僅個別日期超過3.80m,南宋人已經(jīng)掌握了潮位規(guī)律,并巧妙的應用到水閘工程中。從上述特征水位數(shù)據(jù)對比分析,800a來南宋與現(xiàn)代塘河的特征水位變化不大,相差大致10cm,其中現(xiàn)代保證水位較南宋時期略高,表示現(xiàn)代堤防工程建設標準提高,防御洪澇能力相對加強。

5 古閘建設與廢棄原因分析

5.1 水文情勢決定水閘建設標準

溫州處于浙江東南沿海,海岸線長,沿海平均潮差4.50m,最大高達7.21m,是全國高潮差區(qū);潮汐時,海水倒灌入河淡水變咸,影響農(nóng)田灌溉,將導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、絕收。因此,修建水閘用于擋潮在溫州尤為重要。開城以來,溫州從無閘到有閘卻經(jīng)歷了700多年,可見,建設一座水閘,當時不僅在技術上是一項重大創(chuàng)新工程,在財力上也是一筆不菲的支出。從古到今,水利工程一般要花費大筆資金,基本都是在大災害后痛定思痛,籌集資金,予以修建的。推測當時溫州一定發(fā)生了大的風暴潮災害,前人才在堰壩的基礎上修建了較高標準的水閘,來抵擋潮水。查詢史料發(fā)現(xiàn),據(jù)《宋史?五行志一上》記載,宋孝宗乾道二年(1166年)八月丁亥(十七日),溫州發(fā)生“海溢” (現(xiàn)也稱海嘯),沖毀了民房、鹽場和寺廟,死亡2萬余人,無人掩埋的尸體多達七千余具。據(jù)《永嘉縣志.祥異》載:“乾道二年(1166年)八月十七日,大風雨海溢,漂民房鹽場 (今永強)龍翔寺 (今江心寺)覆舟,溺死二萬余人,江濱貲骸尚有七千余。”又流傳遺訓,“溫州水滿城洞齒”。(注:宋朝城墻一般11m左右,溫州古城門寬約4m,保守推定溫州城墻高度在6～10m,可以推算當時水位高程大約10～14m或者之上)。另,在永中街道坦頭村峰門山,一山坡石頭上刻著一艘帆船,豎桅揚帆,船后有舵,長約50 cm,帆船的下邊還刻有 “乾道二年水滿此地”8個隸體字。據(jù)水準測量,這幾個字所處位置,高程為69.68m。設想,大量的海水瞬間涌入喇叭口地形的永中區(qū)域,三面環(huán)山,風浪與地形涌高水位幾十米,其情景是何等可怕;推測溫州各地后來重視水閘高標準建設,與這場特大風暴潮(海溢)有關。特大潮水的水文情勢決定了古閘的高標準建設。

5.2 堰閘結構符合當時的水文情勢

從排澇角度分析,下陡門古閘設置于溢流堰上,說明當時經(jīng)過歷年整治,溫州市區(qū)內(nèi)澇問題已經(jīng)大大改善,內(nèi)澇問題并不突出,塘河自身滯洪能力較強,灌溉與航運需要保持較高塘河水位,如此水文情勢決定了古閘設置在溢流堰上的工程設計。據(jù)塘河整治史料記載,南宋淳熙四年(1177年),韓彥直傾其州之余錢40余萬,招募閑民為工,舉環(huán)城河二萬三百余丈,進行全面疏浚。淳熙十四年(1187年),溫州郡守沈樞率永嘉、瑞安二縣民眾重修了溫州城區(qū)至瑞安間的南塘河 (即今溫瑞塘河)。南塘河的開疏,又是溫瑞塘河的一大重要工程。疏浚后的南塘河,支流旁伸,四通八達,形成河網(wǎng),塘河兩岸成為溫州糧倉。值得一提的是,宋室南遷,溫州接近京畿,經(jīng)濟繁榮,水利大興,興建了陡門37座。其中山前陡門、瞿嶼陡門(下陡門)、泄漏埭、陸家南埭、陸家北埭等都是宋時所修建和重修的。這些陡門、埭壩的修繕,使溫瑞塘河水體系排泄設施更為完善,顯著增強了防洪澇、抗旱災、灌溉、航運的能力。

5.3 水文情勢變遷導致水閘廢棄

“下陡門”曾是溫州東郊唯一水閘,史料記載經(jīng)歷2次加固維修,直到民國期間,最遲到建國后的20世紀50或60年代才悄然廢棄,并被埋在地下,逐漸不為人知。曾經(jīng)發(fā)揮過重要的排澇擋潮蓄水作用的古閘為什么會被廢棄,除水閘自身技術落后因素外,主要原因是水文情勢的變遷。一方面,由于“下陡門”古閘底部溢流堰頂較高,水閘開閘泄洪時間相對其它水閘會短,閘址地處塘河下游入江處,地勢本身較低,攔蓄與擋潮是其主要功能,而排澇功能相對弱。因此,其上下游淤積情況一定比其它水閘嚴重,特別是下游河道變遷嚴重,甌江干流河道變遷,甌江南岸線向北遷移了上百米,造成古閘排澇不暢。另一方面,建國前后一批骨干水閘工程陸續(xù)建成,如:1934年建廣化內(nèi)閘,同時修理外閘,重建東門陡門;1946年,重修海圣宮、廣化陡門,各陡門的閘門都改為手搖式人力啟閉閘門;1950年4月,為了增加溫瑞塘河的排泄能力,建成灰橋陡門;1962年,建成黎明水閘,同時還拆建了該閘上游河道上的阻水橋梁如小八接橋、呂浦橋、米篩橋、塘蓮橋等,提高了溫瑞塘河的排澇能力;1963年2月,興建海圣宮陡門(勤奮水閘)工程動工,歷時5個月建成。一批水閘的修建,大大改變了塘河的水文情勢,能承擔排澇、擋潮、蓄水任務,“下陡門”逐漸退出歷史舞臺成為必然。古閘被廢棄,既是水利工程領域的自然法則體現(xiàn),更是水文情勢的改變所致。

6 結 語

南宋 “下陡門”古閘遺址的出土對溫州地區(qū)的水利及水文考古具有重大的意義。通過對古閘發(fā)掘和水則考證,發(fā)現(xiàn)溫州溫瑞塘河的水文情勢變化不大。800 a來,南宋與現(xiàn)代塘河的特征水位相差僅10 cm。同時深入分析“下陡門”古閘建設與廢棄原因,發(fā)現(xiàn)水利工程的建設通常是由當時的水文情勢決定的,而1166年海溢極可能是當時“下陡門”水閘高標準建設的原因。說明水利工程與水文情勢密切相關,水文情勢是決定水利工程建設及標準的最重要因素之一,同時水利工程改善水文情勢,水文情勢的變遷直接導致水利工程的廢棄。

[1].單國方,朱翔鵬.溫州古代水利工程“下陡門”堰閘先進技術考察與研究 [J]..水利建設與管理,2010(10):20-22.

[2].劉長林.中國系統(tǒng)思維[M]..北京:中國社會科學出版社,1999.

[3].李炳芝.漫話水則 [J]..吉林水利,1996(9):46.

[4].胡昌新.從吳江縣水則碑探討太湖歷史洪水 [J]..水文,1992(5):51-56.