王寧遠(yuǎn)

（浙江省文物考古研究所，杭州 310014）

良渚古城及外圍水利系統(tǒng)的遺址調(diào)查與發(fā)掘

王寧遠(yuǎn)

（浙江省文物考古研究所，杭州 310014）

良渚古城由內(nèi)而外具有宮城、王城、外郭和外圍水利系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)，而它外圍的水利系統(tǒng)不僅是中國(guó)現(xiàn)存最早的大型水利工程，也是世界上最早的攔洪水壩系統(tǒng)，同時(shí)它開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)史前水利史研究的新領(lǐng)域。文章描述了利用遙感（RS）與GIS現(xiàn)代技術(shù)手段對(duì)良渚古城及外圍水利系統(tǒng)的遺址進(jìn)行的深入調(diào)查與發(fā)掘，旨在為研究良渚文化的社會(huì)發(fā)展和中國(guó)文明起源提供依據(jù)。

良渚文化；古城；水利系統(tǒng)；文明

良渚文化是距今4 300～5 300年的中國(guó)早期文明，良渚古城是其都城。良渚古城確認(rèn)后，通過(guò)使用GIS軟件制作DEM，于2010年確認(rèn)古城的“外郭”。通過(guò)多年連續(xù)工作，近年又確認(rèn)了良渚古城外圍存在一個(gè)龐大的水利系統(tǒng)，已發(fā)現(xiàn)11條水壩。它們可以分為塘山長(zhǎng)堤、高水壩和低水壩3部分。建筑土方量260萬(wàn)m3，控制面積超過(guò)100 km2。從而證實(shí)良渚古城由內(nèi)而外具有宮城、王城、外郭和外圍水利系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)。它是中國(guó)現(xiàn)存最早的大型水利工程。比大禹治水的傳說(shuō)還早1 000年，開(kāi)創(chuàng)了史前水利史研究的新領(lǐng)域。它也是世界上最早的攔洪水壩系統(tǒng)。與埃及和兩河流域以蓄水灌溉為主要目的治水系統(tǒng)形成鮮明對(duì)照，體現(xiàn)了濕地稻作農(nóng)業(yè)和旱地麥作農(nóng)業(yè)不同的水管理策略。西方學(xué)者普遍認(rèn)為東方各早期文明的出現(xiàn)與治水活動(dòng)密切相關(guān)，甚至提出了“治水文明”和“治水國(guó)家”的概念。而良渚古城正是中國(guó)境內(nèi)最早進(jìn)入國(guó)家形態(tài)的地點(diǎn)，水利系統(tǒng)與它在空間和時(shí)間上具有不可分割的密切關(guān)系。所以，這一發(fā)現(xiàn)在中國(guó)文明起源研究中具有標(biāo)志性意義。

1 概況

浙江省杭州市余杭地區(qū)位于浙西丘陵山地與浙北平原的交界地帶，西依天目山，其南北均為天目山余脈挾持，向東呈開(kāi)放狀，總體形成一個(gè)東西長(zhǎng)約42 km、南北寬約20 km、總面積約800多km2三面環(huán)山的C形盆地。

良渚古城遺址處于 C形盆地的北部，西北距杭州市區(qū)約20 km。向東則是敞開(kāi)的平原，總體有一種以山為郭之感（圖1）。這里處于山地與平原交界的江南水鄉(xiāng)位置，水網(wǎng)密集，為良渚古城通往太湖、達(dá)于天下，提供了最為便捷的水路交通。

圖1　良渚古城的位置

自2007年良渚古城發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)之后，經(jīng)過(guò)不間斷的考古發(fā)掘、調(diào)查和勘探，我們對(duì)良渚古城的結(jié)構(gòu)布局和格局演變有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。良渚古城的主體城市結(jié)構(gòu)可分三重；最中心為莫角山宮殿區(qū)；其西側(cè)的南北向長(zhǎng)壟上，則分布著反山、姜家山和桑樹(shù)頭等王陵和貴族墓地；其外分別為城墻和外郭所環(huán)繞，堆筑高度也由內(nèi)而外逐次降低，顯示出明顯的等級(jí)差異，形成類(lèi)似后世都城的宮城、皇城、外郭的三重結(jié)構(gòu)體系，這是中國(guó)最早的三重城市格局，具有重要的開(kāi)創(chuàng)意義，良渚古城的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

同時(shí)古城北部和西北部還分布著規(guī)模宏大的水利系統(tǒng)、與天文觀象測(cè)年有關(guān)的瑤山、匯觀山祭壇以及廣闊的郊區(qū)，整個(gè)城市系統(tǒng)占地面積達(dá)到100 km2。

圖2　良渚古城的結(jié)構(gòu)

1.1良渚古城

良渚古城東西長(zhǎng)約1 770 m，南北長(zhǎng)約1 910 m，總面積約300萬(wàn)m2。略呈圓角長(zhǎng)方形，正南北方向。城墻底部普遍鋪墊石塊作為基礎(chǔ)，在石頭基礎(chǔ)以上再用較純凈的黃土堆筑而成，寬20～150 m，城墻保存較好的地段其高度約4 m。目前四面城墻共發(fā)現(xiàn)了8個(gè)水城門(mén)，南城墻還發(fā)現(xiàn)1處陸城門(mén)。

除了沿著城墻的城河之外，在城內(nèi)共發(fā)現(xiàn)古河道51條。整個(gè)良渚古城猶如一座水城，水路交通為當(dāng)時(shí)最主要的交通方式。

莫角山宮殿區(qū)位于古城的正中心，是一處人工營(yíng)建的長(zhǎng)方形土臺(tái)，呈長(zhǎng)方形覆斗狀，臺(tái)底東西長(zhǎng)約630 m、南北寬約450 m，面積近30萬(wàn)m2，占據(jù)了古城1/10的面積?？碧斤@示，莫角山東部的人工堆筑層厚度約10～12 m，西部的人工堆筑層厚度約為2～6 m（圖3）。在莫角山大土臺(tái)上還分布有大莫角山、小莫角山、烏龜山等3個(gè)小型土臺(tái)，為主要的宮殿基址。

圖3　莫角山遺址地層堆積示意圖（白點(diǎn)表示機(jī)鉆孔位置）

王陵和貴族墓葬區(qū)布置在莫角山宮殿區(qū)西側(cè)一條南北向的高壟之上，自北向南依次為反山、姜家山和桑樹(shù)頭。其中，反山位于莫角山遺址西北角，東西長(zhǎng)約90 m、南北寬約30 m、高約6 m，1986年發(fā)掘西部三分之一，出土良渚文化大型墓葬11座，出土了大量的玉器、石器等珍貴文物（圖4）。

在良渚古城的外圍，分布著扁擔(dān)山—和尚地、里山—鄭村—高村、卞家山及東楊家村、西楊家村等長(zhǎng)條形高地，均為人工堆筑而成，寬30～60 m，人工堆筑高1～3 m，這些長(zhǎng)條形遺址斷續(xù)相接，構(gòu)成多個(gè)圍繞古城城墻分布的框形結(jié)構(gòu)，基本形成外郭城的形態(tài)，其合圍面積達(dá)8 km2，是良渚古城的整體組成部分。

良渚古城的外圍還分布著瑤山、匯觀山等祭壇遺址和權(quán)貴墓地。瑤山是一座海拔約35 m的自然山丘，位于良渚古城東北約5 km。1987年在瑤山的頂上第一次發(fā)現(xiàn)了良渚文化的祭壇，由內(nèi)而外形成紅土臺(tái)、灰土框和礫石臺(tái)面三重結(jié)構(gòu)，可能與觀象臺(tái)測(cè)年有關(guān)。祭壇上共清理出打破祭壇的13座良渚大墓，分兩排埋在祭壇的南側(cè)。

圖4　反山琮王

1.2水利系統(tǒng)

新近確認(rèn)良渚古城外圍存在一個(gè)龐大的水利系統(tǒng)。其位于瓶窯鎮(zhèn)境內(nèi)、良渚古城的北面和西面，共由11條堤壩組成，是良渚古城建設(shè)之初，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)的城外有機(jī)組成部分（圖5）。

圖5　良渚古城及外圍水利系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DEM

這些堤壩根據(jù)形態(tài)和位置的不同，可分山前長(zhǎng)堤、谷口高壩和平原低壩3類(lèi)。

(1)山前長(zhǎng)堤：原稱(chēng)塘山或土垣遺址，位于良渚古城北側(cè)2 km，北靠天目山脈，距離山腳約100～200 m，全長(zhǎng)約5 km，呈東北西南走向，是水利系統(tǒng)中最大的單體。

從西到東可將其分成3段：塘山西段為矩尺形單層壩結(jié)構(gòu)；塘山中段為南北雙層壩體結(jié)構(gòu)，北壩和南壩間距約20～30 m，并保持同步轉(zhuǎn)折，形成渠道結(jié)構(gòu)，雙壩的東端連接大遮山向南延伸的一條分水嶺；分水嶺以東為塘山東段，為單壩結(jié)構(gòu)，基本呈直線(xiàn)狀分布，連接到羅村、葛家村、姚家墩一組密集分布的土墩（圖6）。

圖6　塘山與良渚古城關(guān)系（來(lái)源：美國(guó)corona衛(wèi)片，1969）

(2)谷口高壩：位于西北側(cè)較高的丘陵的谷口位置，包括6條壩體。可分為東、西兩組，各自封堵一個(gè)山谷，形成水庫(kù)。高壩體高程為海拔30～35 m。壩體長(zhǎng)度在50～200 m之間，厚度近100 m。

(3)平原低壩：建于高壩南側(cè)約5.5 km的平原內(nèi)，共4條壩將平原上的孤丘連接而成，壩頂高程大約在10 m。壩長(zhǎng)35～360 m不等。高壩與低壩之間的庫(kù)區(qū)略呈三角形，面積約8.5 km2。庫(kù)區(qū)東端與塘山長(zhǎng)堤相接，共同組成統(tǒng)一的水利體系。

2015年分別對(duì)低壩的獅子山和鯉魚(yú)山、高壩的老虎嶺進(jìn)行了小規(guī)模發(fā)掘。獲得了壩體營(yíng)建方式的認(rèn)識(shí)。如鯉魚(yú)山的堆筑方式為：先在筑壩處地面下挖一個(gè)縱向凹槽，寬度約25 m，深度達(dá)3 m。槽內(nèi)堆填青淤泥和草裹淤泥為基礎(chǔ)，之上覆蓋一層黃色散土，在北側(cè)迎水面的位置，用草裹黃土和散黃土間雜堆筑形成斜坡，其后部則又用黃色散土覆蓋壩體的表面。

鯉魚(yú)山壩原地面為青色粉砂土，防滲性差，易于流失，直接筑壩容易崩塌。挖槽填入淤泥，可能是出于防滲的目的。壩內(nèi)填土中發(fā)現(xiàn)數(shù)片崧澤文化時(shí)期陶片和1片良渚文化中期鼎或甗的腹片。

在老虎嶺壩體獲得了重要的地層疊壓關(guān)系。顯示壩體被良渚晚期的溝3（G3）打破，確認(rèn)了該壩的下限時(shí)間。

溝內(nèi)出土了T形鼎足、側(cè)扁形鼎足、盉足等典型良渚文化時(shí)期陶片，而其自身又被馬橋時(shí)期的溝G2打破。

C14測(cè)年也可證實(shí)壩體的年代。11條壩體中，除塘山長(zhǎng)堤、蜜蜂弄、官山和梧桐弄未提取到測(cè)年標(biāo)本，其余7條壩體的樣本經(jīng)北京大學(xué)年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室C14測(cè)定（除石塢樣本因碳含量不足無(wú)法檢測(cè)外），得出12個(gè)測(cè)年數(shù)據(jù)，涉及崗公嶺、鯉魚(yú)山、獅子山、老虎嶺、周家畈、秋塢6個(gè)地點(diǎn)。結(jié)果顯示，上述各地點(diǎn)系列樣品的樹(shù)輪校正值全都在距今4 700～5 100年之間，屬于良渚文化早中期。

為了驗(yàn)證測(cè)年結(jié)果的可靠性，我們又委托日本的加速器分析研究所對(duì)崗公嶺的2個(gè)樣本做了C14測(cè)定，結(jié)果顯示和北大的檢測(cè)數(shù)據(jù)僅差10余年。因此，我們認(rèn)為上述測(cè)年數(shù)據(jù)應(yīng)該反映了水壩的真實(shí)年代。

初步推測(cè)該系統(tǒng)可能具有防洪、運(yùn)輸、用水等諸方面綜合功能，與良渚遺址群及良渚古城的生產(chǎn)與生活，關(guān)系密切（圖7）。

圖7　 高壩低壩形成的庫(kù)區(qū)推測(cè)

良渚人在流域的上游、中下游興建不同類(lèi)型的水利設(shè)施，表明他們已經(jīng)具備全流域的水環(huán)境規(guī)劃和改造能力。水利系統(tǒng)工程浩大，僅外圍堤壩的總土方量即達(dá)260萬(wàn)m3。在距今5 000年之前，其規(guī)劃視野之闊、技術(shù)水平之高、動(dòng)員能力之強(qiáng)令人刮目相看。大規(guī)模的水利系統(tǒng)建設(shè)，涉及復(fù)雜的組織機(jī)構(gòu)、人員管理和社會(huì)動(dòng)員能力，也為認(rèn)識(shí)良渚古國(guó)的管理機(jī)構(gòu)和社會(huì)復(fù)雜化程度新辟了重要的觀察視角。

1.3基本認(rèn)識(shí)

良渚古城是目前國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的同時(shí)代最大的城址，是長(zhǎng)江下游地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)史前時(shí)期的城址，也是良渚文化第一次發(fā)現(xiàn)城址。為研究良渚文化的社會(huì)發(fā)展階段和中國(guó)文明起源提供了十分重要的資料。

良渚古城及良渚文明所處的環(huán)太湖流域與古埃及文明、蘇美爾文明、哈拉帕文明所處的尼羅河流域、兩河流域及印度河流域均大致位于北緯30°附近。良渚文明存在的時(shí)期，也是古埃及、蘇美爾、哈拉帕文明開(kāi)始出現(xiàn)的年代，以良渚文明為代表的距今4 300～5 300年，可以稱(chēng)為良渚時(shí)代，這是中國(guó)乃至世界文明誕生及發(fā)展的重要時(shí)期。

良渚古城的考古發(fā)現(xiàn)得到國(guó)內(nèi)考古學(xué)界的一致認(rèn)可。國(guó)家文物局考古專(zhuān)家組成員、原故宮博物院院長(zhǎng)張忠培先生經(jīng)多次考察后稱(chēng)：“良渚古城遺址在國(guó)內(nèi)獨(dú)一無(wú)二，其意義與價(jià)值堪比殷墟，是中國(guó)同時(shí)期規(guī)模最大的城市，堪稱(chēng)‘中華第一城’”。

良渚古城具有完整的都城結(jié)構(gòu)，由內(nèi)而外依次為宮城、王城、外郭城和外圍水利系統(tǒng)，成為中國(guó)后來(lái)都城結(jié)構(gòu)的濫觴。整個(gè)都城系統(tǒng)歷經(jīng)5 000年尚能保存如此完整，世所罕見(jiàn)，為中國(guó)城市史的研究提供了重要資料。

良渚水利系統(tǒng)是中國(guó)現(xiàn)存最早的大型水利工程。中國(guó)水利史通常始于距今4 000年前的大禹治水傳說(shuō)，現(xiàn)存的水利工程遺跡如都江堰、靈渠、白渠等均早不過(guò)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期。良渚水利系統(tǒng)的確認(rèn)，是中國(guó)古代水利史研究的重大突破。它也是世界上最早的攔洪水壩系統(tǒng)，與埃及和兩河流域早期文明以渠道、水窖等以引水為主要目的的水利系統(tǒng)形成鮮明對(duì)照，體現(xiàn)了濕地農(nóng)業(yè)文明和旱作農(nóng)業(yè)文明在水管理系統(tǒng)上不同的特征。

良渚水利系統(tǒng)在中國(guó)和世界文明史研究中具有重要意義。國(guó)際學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，四大古代文明的出現(xiàn)，都與治水活動(dòng)密切相關(guān)。良渚古城是中國(guó)境內(nèi)最早進(jìn)入國(guó)家形態(tài)的地點(diǎn)，而良渚古城外圍的水利系統(tǒng)和古城在空間和時(shí)間上具有不可分割的密切關(guān)系，因此對(duì)研究中國(guó)文明的起源具有標(biāo)志性意義，在世界文明史研究上亦占有重要一席。

2 發(fā)現(xiàn)歷程與工作方法

良渚遺址和良渚古城系統(tǒng)規(guī)模宏大，今天我們對(duì)它的認(rèn)識(shí)，是幾代考古人成果的積累和綜合，也是幾十年來(lái)考古理念、思路和方法不斷進(jìn)步而取得的碩果。

自1936年施昕更先生在良渚鎮(zhèn)的調(diào)查發(fā)掘開(kāi)始，良渚遺址的考古工作至今正好是80年。在這80年的歷程中，可根據(jù)幾個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將良渚遺址的考古工作分成3個(gè)階段。

第一階段（1936—1985年）：施昕更先生在1936年進(jìn)行了良渚遺址的首次調(diào)查和發(fā)掘?，F(xiàn)在看來(lái)，那些地點(diǎn)都是良渚古城外圍的基層小聚落，未能發(fā)掘出玉器等高等級(jí)器物。而傳世和出土的大量良渚玉器當(dāng)時(shí)都被認(rèn)為是周漢時(shí)代的遺物。因此，對(duì)良渚文化的認(rèn)識(shí)，是根據(jù)黑陶等線(xiàn)索與山東龍山文化進(jìn)行聯(lián)系，認(rèn)為良渚是龍山文化南漸的結(jié)果。新中國(guó)成立后，在良渚地區(qū)的發(fā)掘也比較零星，增加了一些新的遺址點(diǎn)，至1982年初，共發(fā)現(xiàn)遺址20余處。這個(gè)階段可以稱(chēng)為“遺址點(diǎn)”的階段，對(duì)良渚遺址的認(rèn)識(shí)剛剛起步，考古工作關(guān)注單個(gè)遺址本身，區(qū)域性的總體認(rèn)識(shí)還無(wú)從談起。

第二階段（1986—2005年）：1986年反山的發(fā)掘是一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。緊接著的瑤山、莫角山、匯觀山等極高規(guī)模的墓葬、體量巨大的公共建筑和祭壇的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，使浙江的考古學(xué)者意識(shí)到良渚遺址的在整個(gè)文化區(qū)中的特殊高度和中心地位。結(jié)合匯觀山、莫角山、塘山（土垣）遺址的性狀的解讀，對(duì)良渚遺址的認(rèn)識(shí)有了本質(zhì)提高?？脊艑W(xué)家開(kāi)始在較大范圍內(nèi)對(duì)這些特殊遺跡進(jìn)行性質(zhì)和功能的討論，提出莫角山臺(tái)城的看法。對(duì)良渚遺址的整體認(rèn)識(shí)開(kāi)始逐漸形成，“良渚遺址群”概念的提出，標(biāo)志著良渚的考古工作已經(jīng)超越了“遺址點(diǎn)”的認(rèn)識(shí)水平，具有了朦朧的大遺址考古的意味。

1994年提出申報(bào)世界文化遺產(chǎn)的計(jì)劃，被列為預(yù)備名單。1996年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)良渚遺址群為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。這期間劃定了42 km2的良渚遺址保護(hù)區(qū)，通過(guò)了良渚遺址保護(hù)條例?？脊殴ぷ鲃t仍以被動(dòng)性的配合基本建設(shè)為主，主動(dòng)性的工作是對(duì)遺址群開(kāi)展大規(guī)模的主動(dòng)性調(diào)查，發(fā)現(xiàn)的遺址數(shù)量達(dá)到135處。

第三階段（2006—今）：2006—2007年良渚古城的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著良渚遺址的考古認(rèn)識(shí)由 “遺址群”時(shí)期進(jìn)入到都邑考古的新階段。是對(duì)良渚遺址和良渚文化認(rèn)識(shí)的一次大跨越。相應(yīng)地，考古工作的模式由以遺址點(diǎn)調(diào)查和被動(dòng)性發(fā)現(xiàn)為主向全面主動(dòng)性工作轉(zhuǎn)化。

良渚城墻這一具有極強(qiáng)功能指向性的遺跡的發(fā)現(xiàn)，使我們能在邊界模糊的“遺址群”范圍內(nèi)將觀察點(diǎn)聚焦到莫角山、反山這個(gè)區(qū)域，對(duì)遺址群各遺址點(diǎn)的功能定位更為準(zhǔn)確，研究重點(diǎn)也轉(zhuǎn)到功能區(qū)的尋找和解讀層面。因此，良渚遺址群的考古由前期的守株待兔、盲人摸象，進(jìn)入到順藤摸瓜，按圖索驥的階段。順著莫角山宮殿區(qū)和城墻，向外尋找外部結(jié)構(gòu)，于2010年發(fā)現(xiàn)確認(rèn)了外郭城。

2015年良渚外圍水利系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著我們對(duì)良渚遺址的觀察視野進(jìn)一步擴(kuò)大。良渚古城及外郭結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，使我們充分意識(shí)到古城并非一個(gè)能自給自足的聚落，其周邊稻作農(nóng)業(yè)調(diào)查表明，古城周邊附近都沒(méi)有稻田分布，有越來(lái)越多的線(xiàn)索顯示：城內(nèi)居民的身份不是直接生產(chǎn)稻米的農(nóng)民，而很可能是各類(lèi)工匠。而莫角山宮殿區(qū)巨量的碳化米的發(fā)現(xiàn)，使我們充分意識(shí)到：良渚古城絕不是一個(gè)能自己自足的封閉聚落，而是一個(gè)由都城和廣大的郊野組成的城市系統(tǒng)。這就是個(gè)“王國(guó)”的概念。雖然現(xiàn)在無(wú)法獲知這個(gè)國(guó)的精確邊界，但起碼可以按照自然地理的界限，將杭州西北面的整個(gè)C形區(qū)域上千平方公里的良渚遺址進(jìn)行統(tǒng)一觀察。

觀念和視角急劇擴(kuò)大，意味著傳統(tǒng)考古勘探工作手段已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足考古工作的要求。因此在這一階段的考古工作中，更多地采取了地理信息系統(tǒng)（GIS） 和遙感（RS）等新的技術(shù)手段，為近年的發(fā)現(xiàn)起到了極其關(guān)鍵的作用。如古城外郭就是首先在高精度的數(shù)字高程模型上發(fā)現(xiàn)線(xiàn)索，再通過(guò)考古勘探驗(yàn)證而確認(rèn)的。而水利系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，則與遙感手段的應(yīng)用直接相關(guān)。

3 現(xiàn)代科技手段的應(yīng)用

3.1DEM與良渚古城外圍結(jié)構(gòu)的探索

在良渚古城發(fā)現(xiàn)后，研究其空間框架結(jié)構(gòu)成為我們首要的目標(biāo)。首要任務(wù)是要明確古城是否存在外郭城。在良渚古城發(fā)現(xiàn)之前，整個(gè)良渚遺址群內(nèi)有根據(jù)現(xiàn)代地貌邊界標(biāo)定的135個(gè)獨(dú)立遺址點(diǎn)。古城墻發(fā)現(xiàn)后，我們發(fā)現(xiàn)許多遺址點(diǎn)實(shí)際上是同一遺跡（如城墻）的不同位置，或者是城的不同功能區(qū)，只是因?yàn)楹笃诘钠茐膶?dǎo)致彼此分離。因此以往基于遺址點(diǎn)的觀察角度，顯然已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)對(duì)古城的整體研究需求。有了城墻這一明確的線(xiàn)索，考古工作的目標(biāo)思路就豁然開(kāi)朗，觀察的焦點(diǎn)就集中到了城墻外圍的這個(gè)區(qū)域。以城墻的基本形態(tài)作為參考，特別注意尋找那些同屬于良渚時(shí)期，外形呈長(zhǎng)條壟狀的遺址點(diǎn)，以及能構(gòu)成框型結(jié)構(gòu)的那些遺址點(diǎn)的位置關(guān)系。但是這些遺跡因受到晚期的破壞，可能已經(jīng)變得斷斷續(xù)續(xù)，所以需要在一個(gè)平面圖上去復(fù)原這些地點(diǎn)的原有關(guān)系。

這期間我們對(duì)古城東部區(qū)域進(jìn)行了大規(guī)模的基礎(chǔ)鉆探。鉆探獲得了這個(gè)區(qū)域內(nèi)古水系和文化堆積的翔實(shí)材料。但是我們發(fā)現(xiàn)這種基于傳統(tǒng)考古手段形成的平面圖，對(duì)于研究古城的外圍結(jié)構(gòu)所能提供的直觀信息并不多。在這樣的情形下，迫切需要找到另外的手段來(lái)進(jìn)一步分析遺址。作為一種嘗試，利用良渚古城區(qū)域1：500比例的線(xiàn)劃圖在GIS軟件中制作了數(shù)字高程模型（DEM），結(jié)果有驚人的發(fā)現(xiàn)。在該數(shù)字高程模型（DEM）的截圖（圖8）中，莫角山標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)方形輪廓，以及其上的大小莫角山和烏龜山這3個(gè)高臺(tái)顯示得非常規(guī)清晰，更為重要的是，在這張圖里，我們可以明確地發(fā)現(xiàn)：良渚古城東南部外側(cè)，存在著一個(gè)長(zhǎng)方形的結(jié)構(gòu)體，它由美人地、里山—鄭村、卞家山分布構(gòu)成北、東、南三面墻體，并和良渚古城的東墻和南墻相接續(xù)。結(jié)合之前勘探的結(jié)論，認(rèn)為這一周框狀的結(jié)構(gòu)應(yīng)和良渚古城密切相關(guān)，它可能是古城不同階段的另一墻圈，也可能是與古城同期的外部附屬結(jié)構(gòu)?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，迅速開(kāi)展了這周墻體上的美人地、里山2個(gè)地點(diǎn)的發(fā)掘，證實(shí)這些條壟狀遺跡是由良渚晚期若干次的居址逐步加高形成現(xiàn)狀的，作為良渚古城的附屬平民住居的可能性很大。這種長(zhǎng)條形框狀聚落，與普通良渚基層聚落的形態(tài)完全不同。良渚的基層聚落都呈散點(diǎn)狀分布的小聚落，每個(gè)間距500～1 000 m，聚落面積一般幾千到一二萬(wàn)平方米，每個(gè)聚落都以自身土臺(tái)為中心，周?chē)鷩@著該聚落的水域和稻田。這是水網(wǎng)平原地區(qū)和調(diào)和人類(lèi)居住和稻作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)矛盾而形成的最優(yōu)布局。而古城周邊的這一框狀長(zhǎng)條聚落，面積相當(dāng)于幾十個(gè)散點(diǎn)式基層聚落的總和，其上居住的人口甚多，如果從事稻作生產(chǎn)，則圍繞著它的稻田面積應(yīng)該非常巨大，從居住地到稻田的距離會(huì)非常遠(yuǎn)。而該區(qū)域稻作專(zhuān)項(xiàng)研究調(diào)查顯示，它周邊的并沒(méi)有良渚稻田分布，而是一般的沼澤，所以這一圈的居民應(yīng)該不是從事稻作生產(chǎn)的農(nóng)民，而應(yīng)該是最早的城市居民。因此，我們認(rèn)為這一圈居住地，當(dāng)是古城的外郭城。

圖8　良渚古城核心區(qū)DEM顯示的外郭

所謂“數(shù)字高程模型”，通俗地說(shuō)，就是把地圖上不同高程的范圍，依照某種色系的變化，涂上不同的顏色。這樣，即使一道城墻被破壞后呈若干分散的小段，其基本高程一致的話(huà)，在DEM平面圖上就顯示為相同的顏色，這樣就可很容易地順著某種幾何位置關(guān)系把它們聯(lián)系起來(lái)。而前述那張包涵有勘探形成的水系和文化堆積分布的線(xiàn)劃圖（圖9（a）），它反映的文化堆積范圍，既包括了地面上的人工堆筑高地，還有外圍河道等低地區(qū)域的廢棄堆積，所以，該圖標(biāo)示的遺存范圍全面，但沒(méi)有突出反映最重要的高程信息，對(duì)于尋找墻狀的結(jié)構(gòu)很不直觀。另外，良渚遺址群還有分辨精度高達(dá)8 cm的數(shù)字正射影像，谷歌地球（google earth）也提供了本區(qū)分辨率達(dá)60 cm的高清影像（圖9（b））。但是因?yàn)榇罅楷F(xiàn)代建筑和植被的干擾，這些影像對(duì)地面高程的變化反應(yīng)也不敏感，從而使遺跡不能清晰顯現(xiàn)。而相反地，DEM反映的是單純的地表高程變化，所以能從復(fù)雜的地表植被和建筑的視覺(jué)干擾中，將遺存信息直觀反映出來(lái)（圖9（c））。因此我們發(fā)現(xiàn)，在本地區(qū)尋找城墻結(jié)構(gòu)，DEM是最有效的方法，優(yōu)于線(xiàn)劃圖和高清衛(wèi)片。另外，經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)處理的早期corona衛(wèi)片（圖9（d）），因?yàn)閹в嘘幱埃砸材茌^好地表現(xiàn)古城地貌形態(tài)，同時(shí)早期地貌被現(xiàn)代建設(shè)的破壞也較少，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)谷歌地球的現(xiàn)代正射影像。

圖9　不同圖形形式對(duì)古城結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)

因?yàn)镈EM在遺跡尋找上具有重要的指示作用，因此我們迅速擴(kuò)大了古城周邊1:500地圖的測(cè)繪范圍，并根據(jù)新的地圖，制作了新的DEM。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在古城的北邊，還有2條長(zhǎng)條形的結(jié)構(gòu)，與美人地-里山-卞家山共同構(gòu)成外郭結(jié)構(gòu)。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)良渚古城中心的宮殿區(qū)、城墻和外郭依次降低，構(gòu)成了三重同心結(jié)構(gòu)，是中國(guó)歷史時(shí)期都城的宮城、王城、外郭三重結(jié)構(gòu)的濫觴。取得了極為重要的認(rèn)識(shí)，是中國(guó)古代城市研究的重大突破。

良渚古城區(qū)域數(shù)字線(xiàn)劃圖分別有1 ：10 000、1 ：2 000、1 ：500三種比例。其中以1:500的圖制作數(shù)字高程模型效果最好。這是與良渚遺址的堆積性狀、保存狀況密切相關(guān)的。比例不同的圖，其等高線(xiàn)密度不同：1：10 000的圖，等高線(xiàn)間距為5 m；1 ：2 000的圖，等高線(xiàn)間距為2 m，1 ：500的圖，等高線(xiàn)間距為0.5 m。良渚地區(qū)的人工堆積，包括城墻遺跡，目前和周邊平原農(nóng)地的相對(duì)高程，大體都在3～4 m，另外還有些相對(duì)高程只有1～2 m。這樣，如果使用1 ：10 000的地圖，則除了莫角山這種相對(duì)高程為8～9 m的巨型遺跡外，其他地點(diǎn)因?yàn)橄鄬?duì)高程過(guò)小，幾乎無(wú)法從農(nóng)田中辨識(shí)出來(lái)。所以，1 ：10 000比例的地圖用于尋找城墻構(gòu)造顯然是不合適的。同理，因?yàn)榇嬖谥簧傧鄬?duì)高度在2 m以下的遺址，所以1 ：2 000的圖制作DEM，也會(huì)有大量的信息漏失。而1 ：500的圖具有的0.5 m的等高線(xiàn)密度，是制作DEM理想的素材。實(shí)際上在應(yīng)用于結(jié)構(gòu)尋找的DEM制作中，最重要的因素在于地圖的高程分辨率，而非平面精度。地圖的比例即使是1 ：10 000，只要其等高線(xiàn)能夠加密，達(dá)到0.5～1 m的密度，也應(yīng)該可以滿(mǎn)足需要。

DEM能在本地區(qū)的考古工作中發(fā)揮較大作用，應(yīng)該和良渚以及整個(gè)太湖地區(qū)聚落分布形態(tài)密切相關(guān)。水鄉(xiāng)平原地帶植物繁茂，人口密集，因此從遺址現(xiàn)場(chǎng)和衛(wèi)片等角度觀察，干擾因素很多。但是太湖平原地區(qū)史前遺址多為人工堆筑的高墩，墩外多為水域和稻田，這種模式從良渚時(shí)期開(kāi)始形成，一直延續(xù)到今天都沒(méi)有發(fā)生大的變化。所以，早期的人工高墩往往會(huì)被晚期繼續(xù)加高沿用，而不會(huì)推倒重起爐灶，從而使早期的遺址格局得以保留。因此通過(guò)DEM剔除了建筑和植被的干擾之后，遺址的原有格局就能比較好地得到反映。

3.2遙感（RS）與GIS手段在水利系統(tǒng)探索中的應(yīng)用

隨著近年的良渚古城考古工作的推進(jìn)，我們又確認(rèn)良渚古城外圍存在一個(gè)龐大的水利系統(tǒng)。在尋找這個(gè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，遙感手段提供了關(guān)鍵的線(xiàn)索。而在分析這個(gè)系統(tǒng)的作用中，GIS發(fā)揮了重大作用。同時(shí)在制作大區(qū)域的DEM時(shí)，針對(duì)一般的制作方法的缺陷，進(jìn)行了探討和改良，取得了滿(mǎn)意的效果。

2009年夏，良渚古城西北部約8 km的彭公崗公嶺，因?yàn)榕既坏氖┕ぐl(fā)現(xiàn)了大型人工堆筑遺跡。通過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此處遺跡系在兩山之間的溝谷位置由人工堆筑大型壩體。壩體規(guī)模極為宏大，復(fù)原其堆筑高度可能近20 m，寬度上百米。其內(nèi)部中心由草裹淤泥的小土包壘砌，外圍覆以純凈黃土。這種堆筑方法與反山等良渚時(shí)期很多臺(tái)墩遺跡相同。在遺址現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有零星的良渚文化陶片，臺(tái)墩上部則有漢墓疊壓，因此推測(cè)這處遺跡可能屬于良渚時(shí)期。順此線(xiàn)索，在周邊山谷內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了秋塢、老虎嶺等幾處類(lèi)似的壩體。據(jù)觀察，還是從基于單體水利設(shè)施的角度對(duì)這些壩體進(jìn)行解讀，推測(cè)可能是用于阻攔山谷的來(lái)水，使其改變流向，匯入山系北側(cè)的德清下渚湖，避免洪水沖擊遺址群。2010年夏，崗公嶺的3個(gè)草葉樣本經(jīng)北京大學(xué)考古年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室C14測(cè)定，其樹(shù)輪校正年代距今約4 800～5 000年，證實(shí)了前期對(duì)這處遺跡的年代判斷。因此其重要性進(jìn)一步引起我們的重視，繼續(xù)在周邊進(jìn)行調(diào)查。

使用谷歌地球的高分辨率衛(wèi)片對(duì)這一區(qū)域進(jìn)行觀察，2011年年初，意外地發(fā)現(xiàn)：在崗公嶺這組壩體的南面的鯉魚(yú)山也存在著一個(gè)明顯具有人工痕跡的大型壩體。故在4月對(duì)這處地點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆探調(diào)查，鉆探的第一天就證實(shí)這個(gè)300 m長(zhǎng)的壩體是人工堆筑的。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在鯉魚(yú)山的東側(cè)獅子山也是一段已經(jīng)被道路截?cái)嗟膲误w。這次的調(diào)查的意義并非僅僅增加了壩體的數(shù)量，關(guān)鍵在于鯉魚(yú)山和獅子山通過(guò)其東面的小山體，連接到了良渚遺址群西側(cè)規(guī)模巨大的水利工程——塘山。

塘山遺址長(zhǎng)6.5 km，20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)后曾進(jìn)行多次發(fā)掘，一般認(rèn)為是良渚遺址群外圍的擋水壩。但是當(dāng)時(shí)是以單體遺跡的角度對(duì)其進(jìn)行研究的，對(duì)塘山西側(cè)向南拐彎后的去向，曾在毛元嶺一帶多次找尋，但是一直不得要領(lǐng)。而鯉魚(yú)山和獅子山壩體的發(fā)現(xiàn)，證實(shí)塘山在向南拐之后，連接自然山體，復(fù)又向西南側(cè)延伸發(fā)展。因此，包括塘山在內(nèi)的這些大小壩體，并非單體起作用，而是構(gòu)成了一個(gè)極其龐大的復(fù)雜的防洪水利系統(tǒng)，塘山只是這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)最長(zhǎng)的單體。

良渚水利系統(tǒng)的功用如何？我們和社科院考古研究所科技考古中心合作，通過(guò)GIS手段對(duì)這一系列遺跡進(jìn)一步分析研究。首先發(fā)現(xiàn)原來(lái)認(rèn)為崗公嶺等高壩系統(tǒng)是將洪水導(dǎo)引到北側(cè)德清的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。因?yàn)檫@些山谷上部的分水嶺遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壩體的高度，甚至高于壩體兩側(cè)的山體。所以，高壩系統(tǒng)實(shí)際上是能潴留洪水，形成2個(gè)山塘水庫(kù)。社科院考古所劉建國(guó)等通過(guò)GIS分析，計(jì)算了水壩的集水面積和庫(kù)容。

最近通過(guò)GIS分析，推測(cè)該系統(tǒng)在運(yùn)輸上也應(yīng)具有重要作用。天目山系可以為遺址群提供豐富的石料、木材及其他動(dòng)植物資源。天目山古稱(chēng)“浮玉之山”，地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為其具備玉器的成礦條件。塘山和德清楊墩等地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與制玉相關(guān)的遺存，百畝山則發(fā)現(xiàn)有石器的半成品，顯示良渚時(shí)期的玉、石料可能是就地取材于天目山系內(nèi)。遺址群內(nèi)如美人地、卞家山、莫角山、馬金口等各地點(diǎn)都發(fā)現(xiàn)大量的木材。因此如何運(yùn)輸是良渚人必須解決的問(wèn)題。在輪式交通及配套的道路系統(tǒng)形成之前，水運(yùn)是一種最經(jīng)濟(jì)便捷的運(yùn)輸方式。美人地木樁板上多次發(fā)現(xiàn)的有牛鼻穿，這是木材放排水運(yùn)時(shí)用來(lái)穿繩，方便拖動(dòng)的裝置，表明是用放排的方式運(yùn)來(lái)。卞家山和莫角山的碼頭設(shè)施、出土的木漿等說(shuō)明水運(yùn)在當(dāng)時(shí)的重要地位。與平原區(qū)發(fā)達(dá)的水網(wǎng)不同，本地區(qū)的山谷陡峻，降水季節(jié)性明顯，水量變化大，夏季山洪暴發(fā)，冬季則可能斷流，大多時(shí)候不具備行船的可能，通過(guò)筑壩蓄水形成的庫(kù)容，則可形成連接各個(gè)山谷的水上交通運(yùn)輸脈絡(luò)。如高壩系統(tǒng)的崗公嶺、老虎嶺和周家畈3壩，以壩頂高程最低的海拔25 m計(jì)，根據(jù)谷底高程推算，滿(mǎn)水水面可沿山谷上溯1 500 m左右。低壩系統(tǒng)鯉魚(yú)山壩群海拔約9 m，依據(jù)GIS的分析，蓄滿(mǎn)水時(shí)水面可北溯3 700 m左右，直抵崗公嶺壩下方；東北面可以與塘山渠道貫通（見(jiàn)圖7）。

在制作圖6這張DEM時(shí)，我們對(duì)常規(guī)的制作方法進(jìn)行了一些改進(jìn)。與古城局部的DEM不同，該圖包涵整個(gè)良渚古城和外圍區(qū)域，面積達(dá)百余平方公里，地形有山地丘陵和平原，海拔高度0～500 m。這個(gè)區(qū)域內(nèi)有1：2 000的數(shù)字線(xiàn)劃圖，其等高線(xiàn)密度為2 m，理論上足夠滿(mǎn)足在整體表現(xiàn)古城和水利系統(tǒng)的顯示要求。但是我們發(fā)現(xiàn)，按照一般的方法制作DEM時(shí)，因?yàn)檐浖J(rèn)的顏色差值，都是等距的。比如本區(qū)高程范圍為0～500 m，分成50個(gè)顏色等級(jí)，它就自動(dòng)以每10 m為一種顏色。而實(shí)際上我們所有人工遺跡的高程都集中在2～35 m的范圍內(nèi)，其中很多遺跡相對(duì)高度只有2～5 m，如果以10 m間距區(qū)分顏色，絕大部分遺跡都淹沒(méi)在相同色塊中，無(wú)法辨識(shí)。如果以2 m的精度區(qū)分顏色，則需要手動(dòng)設(shè)置250個(gè)色級(jí)，而這么多色級(jí)的顏色區(qū)別肉眼幾乎是不可辨別的。因此，考慮采取不等距的色級(jí)設(shè)置，即在有遺跡的高程范圍內(nèi)加密設(shè)置，在沒(méi)有遺跡的高程范圍內(nèi)消減色級(jí)。將遺跡集中的0～40 m范圍內(nèi)以1 m為一個(gè)色級(jí)，40 m高程之上，逐步將高程范圍加大，最后設(shè)置約60個(gè)色級(jí)。以這種色級(jí)進(jìn)行制作的DEM效果，比較符合需求。據(jù)觀察，目前大部分的考古項(xiàng)目在委托測(cè)繪單位進(jìn)行DEM制作時(shí)，都是按照軟件默認(rèn)的平均高程值進(jìn)行制作的。在高程懸殊的區(qū)域，這種DEM就很可能達(dá)不到需要的效果。因此我們認(rèn)為這是遺址GIS處理中需要關(guān)注的一個(gè)重要方面。

GIS和RS技術(shù)在良渚古城考古中的巨大作用，使之具有了與考古學(xué)傳統(tǒng)手段并重的地位。在尋找大的空間結(jié)構(gòu)中，往往能提供最新的線(xiàn)索，在此基礎(chǔ)上再使用考古手段進(jìn)行驗(yàn)證，其范圍和效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單一的地面調(diào)查和鉆探，值得推廣。

4 結(jié)束語(yǔ)

良渚遺址的考古迄今已經(jīng)歷80年，我們對(duì)它的認(rèn)識(shí)，仍然是粗線(xiàn)條的?？梢灶A(yù)期在未來(lái)幾十甚至上百年內(nèi)，仍將會(huì)對(duì)其進(jìn)行持續(xù)不斷的發(fā)掘和研究，隨著考古學(xué)學(xué)科的發(fā)展，新的理論、方法與手段會(huì)不斷地應(yīng)用到研究工作中，使我們的認(rèn)識(shí)不斷接近歷史的證實(shí)。

Survey and Excavation of the Water Conservancy System in Liangzhu City and Surroundings

WANG Ningyuan
（Zhejiang Provincial Institute of Archaeology and Cultural Relics，Hangzhou 310014，China）

The Liangzhu City had a well-planned structure consisting of a palace area, a moated city, outer wall and a peripheral water conservancy system. The water conservancy system outside the city was the earliest large water conservancy system in China, and the earliest flood control dam system all over the world, meanwhile, it shows us an entirely new field for the research of prehistoric hydraulic engineering. In this article, the author focuses on how they used technologies of RS（remote sensing）and GISt（ceo-information system）to excavate the Liangzhu City and its water conservancy system. This article will be helpful for the researches about the social states in Liangzhu cultural and the beginnings of Chinese civilization.

Liangzhu culture；liangzhu city；hydraulic system；civilization

K873

A

王寧遠(yuǎn)（1968-），男，研究館員，學(xué)士，主要研究方向?yàn)槭非翱脊虐l(fā)掘與研究。E- mail：nyyp@163.com.