摘要：古代水工設施的選址建造所呈現(xiàn)出的空間分布特征，多與其所處的自然與社會環(huán)境密切相關。京杭大運河水工設施數(shù)量多、分布廣、類型繁雜，其中部分水工設施遺存已成為大運河文化遺產(chǎn)群的重要組成部分。本文基于明清兩代京杭大運河全線水工設施數(shù)據(jù)庫的建立，采用地理信息系統(tǒng)軟件分析其空間分布特征，反映自然與社會因素對其空間分布特征的綜合影響。同時，在應用三維點云模型軟件計算的基礎上，形成數(shù)字化和可視化的大運河水工設施數(shù)據(jù)庫，輔助實現(xiàn)從整體到局部的體系化研究模式。為大運河水工設施遺產(chǎn)保護利用，構建大運河健康發(fā)展生態(tài)廊道，推動大運河文化帶建設及水文化可持續(xù)發(fā)展提供基礎研究數(shù)據(jù)參考，促使針對大運河水工設施遺產(chǎn)專項保護利用策略的制定與實施更具科學性。

關鍵詞：京杭大運河；水工設施；數(shù)據(jù)庫；空間分布特征；影響因素

京杭大運河始建于春秋，發(fā)展于隋唐，興盛于明清。作為由歷代王朝主導治水而成的產(chǎn)物，京杭大運河承載著中華民族的悠久發(fā)展歷史，其興衰演變側面反映出中國封建王朝從繁榮到?jīng)]落的全過程，蘊含著深刻的歷史文化內(nèi)涵。水工設施作為京杭大運河水利工程系統(tǒng)的核心組成部分，按照不同水利功能所發(fā)生的水利場景不盡相同，包含渠、閘、壩、橋等多種類型，而這些場景的選擇也受到多層次因素的綜合影響。元代王喜在《治河圖略》中說：“天下有自然之利，亦有自然之害，順而導致者易為利，逆而遏之者難為功。譬猶人之一身血脈，流通則無病，血脈壅滯則病生，審而治之，宣其壅滯，使之流通，則病自去，治水之道亦當如此?！痹诰┖即筮\河開鑿之初，建造者就曾因地制宜地考慮運河沿線水源疏補、地形高差、天然河流阻隔及河運交匯等問題的影響[1]。為解決這些問題，古人在運河上建造了大量的水工設施，這些設施歷經(jīng)朝代更迭均發(fā)揮了重要水利作用。德國社會學家馬克斯 韋伯（Max Weber）指出“回顧中國歷史，便不難發(fā)現(xiàn)，治水的這一必要性是中央政權及其世襲官僚制之所以成立的關鍵所在”[2]。明清時期，國家在治水活動中同樣占據(jù)著舉足輕重的地位，工程建設作為治水活動的重要一環(huán)，其基址選擇深受其所處社會發(fā)展背景和社會需求的影響。

自2014年京杭大運河申遺成功后，大運河文化帶建設成為新時代加快推進中國水文化建設的核心需求，水工設施作為其遺產(chǎn)的重要組成部分備受關注。目前，中國學者針對京杭大運河水工設施的營建背景、歷史變遷、總體分布和運行原理等方向進行了深入地挖掘和多樣化的研究[3-8]。然而，以運河水工設施的空間分布特征作為引導未來水工遺產(chǎn)聚集性保護和系統(tǒng)化利用的重要前置性研究，尚缺乏針對性、體系化的研究成果?；诖耍骄坑绊懢┖即筮\河水工設施空間分布特征的各類因素，是對其遺產(chǎn)資源時空分布的宏觀考慮，也是深入挖掘其歷史脈絡，并充分展現(xiàn)大運河遺存承載的價值所在。本文從體系化視角出發(fā)，開展京杭大運河（以下簡稱“運河”）水工設施可視化、數(shù)據(jù)化研究。

一、京杭大運河水工設施信息數(shù)據(jù)庫搭建

（一）運河地理環(huán)境特征

基于自然和社會相關因素的作用，我國的主要自然河流多為東西走向，京杭大運河的開通人工實現(xiàn)了南北通達。其北起北京，南至杭州，貫穿五大水系以及眾多湖泊，形成了復雜的水網(wǎng)。該水網(wǎng)從華北平原一直延伸到長江三角洲，所經(jīng)之地地勢起伏不斷。受自然地形影響，京杭大運河全線大致分為三個下降段和三個上升段，分別為：第一個下降段為北京至天津段，距離短、河床高度相差大；第一個上升段以天津往南至黃河現(xiàn)道為止；第二個下降段是從黃河現(xiàn)道到南旺以南，地面高度緩慢下降，直到長江為止；第二個上升段是從長江以南至丹陽北部最高點為止，同時也是江南運河的分水嶺；第三個下降段從丹陽北部分水嶺至無錫和崇德，河流呈階梯式降落；第三個上升段從崇德到杭州，河床慢慢隆起，河床海拔均在-1～-5米之間（圖1）。由此可見，京杭大運河所處自然環(huán)境之復雜。

（二）運河水工設施概況

隨著自然環(huán)境的變化及社會經(jīng)濟條件的發(fā)展，京杭大運河在不同歷史時期的水工設施建設及功能不斷發(fā)生變化。例如：元代會通河岸經(jīng)常先筑堤，再于堤上建壩，堤壩沖毀后可溢洪，以此法避免大段河堤被沖垮，起到保護河堤的作用；明朝晚期則著重于維修和管理工程，如維修水柜、壩閘等，利用河道沿岸湖泊或池塘蓄水。本文參考郭濤先生所著《中國古代水利科學技術史》，將運河河道根據(jù)不同地形和水文特征，分為四種河道結構：閘河段、湖區(qū)段、天然河段和河運交匯段（圖2）[9]。閘河段分為北京至通州的通惠河和臨清至留城的會通河兩段。湖區(qū)段主要包括淮揚運河以及安山湖段、南旺湖段、昭陽湖段和駱馬湖段等。天然河段是指工程整治后得以運用天然河段通航的地段，主要有北運河、南運河、泗水至淮陰河段等。河運交匯段主要出現(xiàn)在運河與海河、黃河、淮河、長江四大水系及其眾多支流水系的交匯之處。

通過對京杭大運河相關背景資料的收集和整理，以及參考學術界的既有研究成果，本文對運河全線的水工設施按照其水利功能進行分類和定義，包括擋水設施、溢流設施、輸水設施、蓄水設施、控水設施、河工設施以及附屬設施等七類，具體類型及其功能如表1所示。

（三）運河水工設施坐標點位及其相關數(shù)據(jù)整合

1.古籍輿圖文獻整理

在開展水工設施空間分布的相關研究之前，為構建研究理論框架，首先進行文獻搜集和梳理工作，具體包括22本正史、78本地方志、10本與運河建設有關的人物傳記、10本游記以及12本古輿圖等（見表2）?！妒酚洝ず忧吩敿氂涊d了從上古至秦漢時期開渠引灌、防洪、灌溉等史實，對于水工設施的歷史發(fā)展提供了重要的參考。此外，地方志的水利志更是詳實記載了不同地區(qū)的水工設施建設情況。通過對多方面的地方志進行對比發(fā)現(xiàn)，水工設施在各種輿圖中的位置與實際地理位置相差不大，只是在個別點位上存在一定的差異。同時，部分古輿圖對運河河道及其管理系統(tǒng)進行了詳盡的記載和描繪，《中國運河志·圖志》對明清時期運河相關輿圖進行了匯總和研究。在獲取水工設施點位的過程中，以古輿圖作為原始研究數(shù)據(jù)，根據(jù)圖中對水工設施的具體描繪，進行位置的搜尋和整理，為深入研究水工設施的空間分布提供了重要的資料。

2.現(xiàn)代研究成果對照

當前京杭大運河研究成果表明，無論歷史與現(xiàn)實，運河在連接中國南北各城市之間的經(jīng)濟和文化交流中都發(fā)揮了關鍵作用，有效推動了沿線地區(qū)商業(yè)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的繁榮。《京杭運河史》全面梳理了京杭大運河從始建、發(fā)展到衰落的歷史演進過程，詳細記錄了運河全程7個河段的水工設施名稱、所處位置、數(shù)量以及建造年代等重要信息。

本文詳細分類與梳理約100余份與現(xiàn)代京杭大運河有關的文獻資料（見表3），并補充了古代輿圖、方志等典籍中所未涵蓋的水利設施的相關信息，依據(jù)這些文獻中關于水利設施地理位置的描繪，推測出它們在現(xiàn)代地圖中的具體位置信息，總結整理出1168個有效的水工設施點位（圖3），進一步完善明清兩代京杭大運河全線的水利設施數(shù)據(jù)庫。

3.水工設施以及實地考察

為了在現(xiàn)有資料的基礎上構建與水工設施相關的三維點云數(shù)字模型，并深化所提出的問題。研究團隊從天津市起向南出發(fā)，途徑河北、山東、江蘇、浙江四省，跨越16個地級市，對運河沿線各大城市內(nèi)可能存在運河水工設施的地區(qū)進行了實地考察?？疾鞂ο蟀ㄒ驯还紴閲壹墶⑹〖壩奈锉Ｗo單位的水工設施，以及歷史上存在但如今已經(jīng)消失的水工設施。通過調(diào)研，研究團隊共探尋到147處水工設施現(xiàn)存遺址，其中河北省6處、山東省75處、江蘇省53處、浙江省13處。

二、京杭大運河水工設施空間分布狀況

在已構建的信息數(shù)據(jù)庫的基礎上， 采用Arcgis10.8軟件對京杭大運河水工設施的空間分布進行聚類與核密度分析，旨在評估水工設施在運河沿線范圍內(nèi)的分布狀況是否合理。分析結果將為后續(xù)研究水工設施空間分布的影響因素、分布特征提供重要的空間要素依據(jù)。

（一）聚類分析

利用平均最近鄰比率方法，對運河水工設施的空間集群程度進行驗證。最近鄰比率是觀察到的平均距離與預期平均距離之間的比值，如果該比值小于1，表明水工設施呈現(xiàn)出集群分布的特征；反之，若比值大于1，則表明水工設施呈現(xiàn)出分散分布的特征。根據(jù)平均最近鄰匯總可知（見表４），所構建的數(shù)據(jù)模型具有顯著的統(tǒng)計學意義（P值小于0.05）。同時，最近鄰比率為0.349，也小于1，進一步證實了水工設施的空間分布呈現(xiàn)出明顯的集群狀態(tài)（圖4）。

在此基礎之上，進一步對在不同空間尺度下，運河水工設施的集群特征進行探索（圖5）。圖中紅線代表實際觀測值，藍線代表期望值。當觀察距離相同時，如果實際觀測值高于期望值，那么水工設施的分布將呈現(xiàn)聚集狀態(tài)；反之，如果實際觀測值低于期望值，則分布將呈現(xiàn)分散狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，當觀察距離接近250千米時，水工設施才開始呈現(xiàn)出分散分布的特征，而運河的水工設施均位于這個觀察距離范圍內(nèi)。

（二）核密度分析

利用京杭大運河水工設施點位數(shù)據(jù)，計算其核密度，并總結水工設施的局部分布情況。結合運河四段分段（圖2）以及水工設施總體分布情況（圖6），發(fā)現(xiàn)水工設施由北及南密度逐漸升高（圖7）。在南運河天然河段與江南運河沿線，水工設施密度較為稀疏。相對而言，通惠河閘河段、會通河閘河段與其湖區(qū)段、淮揚運河湖區(qū)段的水工設施分布較為密集，局部在南運河湖區(qū)段與淮揚運河呈現(xiàn)較為密集的團狀分布?？傮w來看，水工設施密集分布在運河的中下游沿線，特別是高程落差較大的湖區(qū)段地帶。

基于對運河水工設施空間分布影響因素的研討，可從水工設施密集點所處區(qū)域的角度來進一步剖析自然和社會環(huán)境因素對水工設施空間分布的影響成因。

三、京杭大運河水工設施空間分布與自然地理環(huán)境的相關性

為了有效提升運河的運輸效率，水工設施的建設需要滿足對運河水量進行調(diào)控的需求，并確保水面高程保持穩(wěn)定。自然地理環(huán)境對于水工設施的空間分布有著顯著的影響，主要體現(xiàn)在水文和地形兩個方面。

（一）水文因素

受氣候條件的影響，南方地區(qū)河網(wǎng)密集，北方地區(qū)則地表水相對缺乏，但都存在洪水期。自然河流可為運河補充水量，同時也帶來了大量的泥沙，導致了運河周邊環(huán)境的空間結構和演變路徑發(fā)生改變[10]。因此，水工設施建設必須充分考慮運河周邊水環(huán)境[11]。以山東德州市四女寺水利樞紐為例，清雍正三年（1725年），直隸地區(qū)發(fā)生大洪水，各河流相繼泛濫，造成了嚴重的災患。為此，清廷對畿輔地區(qū)的南運河進行了修整，從1726—1887年相繼修建了四女寺減河、減水壩、減水閘、河槽、堤防等一系列水工設施，以達到疏浚河道、遏河泄洪、保障運河平穩(wěn)運行的目的。

由于京杭大運河水文數(shù)據(jù)存在缺失，為探討水文因素對運河水工設施空間分布的影響，首先必須重建明清時期京杭大運河的水文模型。本文使用Arcgis10.8軟件，依據(jù)運河相關輿圖，并結合當代數(shù)字高程模型（DEM），選定適用于明清時期的河網(wǎng)密度閾值，構建了能充分反映明清時期運河河網(wǎng)條件的水文模型（圖8）。在此基礎上，采集水工設施點位所在地的流域面積數(shù)據(jù)（圖9），并進行數(shù)據(jù)的標準化和正態(tài)分布檢驗，驗證了水工設施所在地的流域面積與水工設施空間分布之間的關聯(lián)。

（二）地形因素

由于地形地貌的復雜性，運河不同河段之間水位差異顯著。為解決這一問題，運河水工設施的選址充分考慮了各地的具體情況，各種類型的水工設施相互配合，以確保運河暢通。山東省濟寧市南旺水利樞紐被稱作“運河水脊”，以其為中心，采取了筑壩攔河、設置水柜蓄水、疏通河道、建閘節(jié)流等一系列措施，通過提升水位確保運河擁有足夠的水量滿足航運需求，成功解決了“水脊”缺水的問題，使得民間素有“七分向天子，三分下江南”的生動描述[12]。

本文主要從坡度和坡向兩個角度來切入，分析地形因素對運河水工設施空間分布的影響。其中，坡度代表了地形的傾斜程度，而坡向則代表了地形的傾斜方向。使用Arcgis10.8軟件對修復后的河網(wǎng)模型進行均勻斷點，從而獲取能夠反映大運河整體地形走勢的實驗數(shù)據(jù)，包括干流坡度、干流坡向、支流坡度和支流坡向四個影響因子的數(shù)據(jù)。然后對這些數(shù)據(jù)進行標準化處理和正態(tài)分布檢驗（圖10）。結果表明，這些數(shù)據(jù)的分布情況基本符合正態(tài)分布。利用這些數(shù)據(jù)來分析地形因素對水工設施空間分布的影響，可為類似工程的考古、設計和施工提供參考和借鑒。

（三）相關性分析

考慮到自然地理環(huán)境因素對運河水工設施空間分布的影響作用具有多樣性，同時，水工設施的空間分布特征又由其地理坐標和高程因子所描述。因此，采用結構方程模型研究方法，以此驗證多種變量之間的相互關系，并構建相關的路徑模型（圖11）。經(jīng)過模型擬合驗證（見表5），該模型的擬合優(yōu)度較好，具有可行性。

根據(jù)結構方程模型驗證結果（見表6），當P值小于0.05時，路徑關系存在顯著的相關性。此外，估計值的正負決定了各個路徑之間的正負相關關系以及影響程度。其中，水工設施所在地的流域面積、干流坡度和干流坡向與水工設施的空間分布之間存在直接的負向相關關系；而支流坡度與水工設施所在地的流域面積之間存在直接的正向相關關系，支流坡向與水工設施所在地的流域面積之間則存在直接的負向相關關系。另外值得注意的是，支流坡度和坡向通過影響水工設施所在的流域面積，進而影響水工設施的空間分布，表現(xiàn)出間接的相關關系。由此可見，自然地理環(huán)境與水工設施的空間分布之間存在一定的相關性。

根據(jù)對干流坡度、干流坡向、水工設施所在地的流域面積與水工設施空間分布之間估計值的絕對值大小進行比較（0.166gt;0.112gt;0.096），以及對支流坡度、支流坡向與水工設施所在地的流域面積之間估計值的絕對值大小進行比較（0.178gt;0.101），可以得出，坡度這一因素對水工設施的空間分布具有決定性作用。

四、京杭大運河水工設施的空間分布與社會環(huán)境的相關性

京杭大運河作為封建社會維護統(tǒng)一的重要載體，對漕運制度的根本影響體現(xiàn)在其水利工程系統(tǒng)的建設進程上。在政治和軍事需求的共同推動下，運河的修建及發(fā)展不僅促進了運河沿線區(qū)域的社會進步，還帶來了經(jīng)濟文化的繁榮。同時，區(qū)域經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，又進一步要求建設更多與之相應的配套設施，以保障漕運的順暢。

（一）政治軍事因素

京杭大運河的修建在明清時期起到了加強南方經(jīng)濟中心與北方政治中心聯(lián)系的重要作用，構建了穩(wěn)定的水路運輸系統(tǒng)，從而強化了中央集權的統(tǒng)治。作為一項國家級治水活動，運河的修建催生了一系列官僚體制，這些官僚體制構成了國家中央政權統(tǒng)治的核心部分。在軍事方面，運河的暢通保障了漕糧北運和兵馬運輸，滿足了戰(zhàn)事的供給需求，并形成了滿足軍事后勤儲備的“軍屯制度”[13]。

水工設施作為京杭大運河水利系統(tǒng)的重要組成部分，其位置與當?shù)氐恼诬娛滦枨竺芮邢嚓P。以濟寧為例，其地理位置自古以來就十分重要，是一個軍事重鎮(zhèn)。運河的開通進一步提升了濟寧的政治軍事地位[14]。明清時期，水利部門的最高權力機構河道總督署就設在此地。目前，濟寧市區(qū)內(nèi)尚存有河道總督署的遺址，在對其遺址周邊地名沿革的研究過程中發(fā)現(xiàn)大閘口河南街、小閘甕城等街區(qū)，揭示了歷史上水工設施的位置緊鄰行政管理部門。

綜上所述，京杭大運河的修建不僅加強了南北之間的聯(lián)系，強化了中央集權統(tǒng)治，還滿足了軍事后勤儲備的需求。同時，運河的水工設施與當?shù)氐恼?、軍事需求密切相關。

（二）經(jīng)濟文化因素

京杭大運河的開通顯著促進了物資流通，推動了運河流經(jīng)地區(qū)手工業(yè)的繁榮和商品經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，使得南、北方沿線地區(qū)商品貿(mào)易的活躍度得到顯著提升[15]。此外，運河的修建對沿線地區(qū)各級城市和鄉(xiāng)村的興衰、人口分布的變動、農(nóng)業(yè)社會中依賴水資源的居住方式，以及城市規(guī)劃中的功能區(qū)域劃分等諸多方面，都產(chǎn)生了深遠的影響。

運河的修建還加強了南、北方各地區(qū)之間的文化交流，推動了沿線地區(qū)獨具特色的人文民俗的傳播，促進了民族間、區(qū)域間文化的交融，強化了符合社會統(tǒng)一價值觀念體系的建設。水工設施作為具有具體建筑形態(tài)的大型營建工程，其規(guī)模宏大、功能顯著，對于建設地區(qū)的經(jīng)濟文化交流和人口聚集產(chǎn)生了重要的促進效應[16]。以淮安、揚州和杭州三地的御碼頭為例，其營建目的雖都始于皇帝南巡的需求，后因其本身具有高度的交通運輸能力，因此成為船只往來、鹽商交流和漕糧運輸?shù)冉?jīng)濟活動的重要交通節(jié)點。

鑒于政治軍事數(shù)據(jù)的非數(shù)字化特性，本文以“府”為研究目標，統(tǒng)計明清兩代各府的運河水工設施數(shù)量，并提取其經(jīng)濟、人口及文化相關因子來驗證社會因素與水工設施空間分布的關聯(lián)。因明清兩代的社會發(fā)展狀況及其相關數(shù)據(jù)的記錄存在差異，明朝時期經(jīng)濟方面選擇了稅課、額糧數(shù)和良田數(shù)為影響因子，人口方面以“鄉(xiāng)里制度”下的里數(shù)為依據(jù)，文化方面選取了文人數(shù)、碑刻量和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)量作為影響因子；清朝時期經(jīng)濟方面選取了鹽引、田賦征銀和良田數(shù)作為影響因子，人口方面采用了地方人口數(shù)作為衡量標準，文化方面選擇進士數(shù)、碑刻量和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)量作為影響因子（明清兩代各影響因子之間的關系如圖12所示）。在建立明清兩代行政區(qū)劃模型的基礎上（圖13、14），利用SPSS26.0軟件進行相關性檢驗。

（三）相關性分析

因包含多個自變量及一個因變量，本文構建了線性關系模型以驗證社會環(huán)境因素與水工設施空間分布之間的關系。由于明代北直隸與清代直隸省的行政區(qū)域存在顯著差異，為保持研究區(qū)域的一致性，移除了明代的宣府鎮(zhèn)、清代的口北三廳、承德府和宣化府。據(jù)研究統(tǒng)計，明代共有45個府級行政單位，并存在779座明代及以前的水工設施；清代共有64個府級行政單位，沿用及清代建設的水工設施達1168座。

根據(jù)模型驗證，本文得出了研究結果（見表7），其中標準化系數(shù)可反映變量間的相關關系及其影響程度。當顯著性值小于0.05時，兩個變量之間存在顯著的相關關系。VIF（方差膨脹因子）用于檢測線性關系模型中多個自變量可能存在的多重共線性，并分析多個自變量之間的相關性情況。當VIF小于1時，表示自變量之間沒有多重共線性的問題，這種情況最為理想；當VIF在1～5時，存在輕微的多重共線性，這種情況可以接受。根據(jù)線性關系模型驗證結果，與該朝代各個府運河水工設施數(shù)量存在顯著相關關系的影響因子均符合多重共線性檢驗。

通過分析明代時期的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)量與各府運河水工設施數(shù)量之間存在顯著的正相關關系，這表明文化因素對明代水工設施的空間分布具有重要影響。在清代良田數(shù)量、地方人口數(shù)量和碑刻數(shù)量也與各府水工設施數(shù)量之間存在正相關關系，表明經(jīng)濟、人口和文化因素對清代水工設施的空間分布具有顯著作用。然而，清代田賦征銀與各府水工設施數(shù)量之間卻存在負相關關系，這表明經(jīng)濟因素對水工設施的空間分布具有復雜的影響。

從清代各影響因子的標準化系數(shù)大小關系（0.496gt;0.462gt;0.356gt;0.308）可以看出，經(jīng)濟方面的兩個影響因子的影響程度最高，這表明經(jīng)濟因素在所有影響因素中占據(jù)主導地位，對水工設施的空間分布起到了決定性的作用。同時，對比明清文化因素作用程度的變化情況（0.415gt;0.356），可以發(fā)現(xiàn)文化因素一直與水工設施的空間分布存在一定的相關性，但影響程度有所降低。此外，人口因素的影響也從無到有，在清代對水工設施的空間分布也表現(xiàn)出了明顯的作用關系。

由此可見，隨著水工設施規(guī)模擴大，與水工設施空間分布存在相關性的影響因素不斷增多，并涉及社會環(huán)境的各個方面，其中經(jīng)濟因素的影響程度最為顯著。因此，可以確定社會環(huán)境與水工設施的空間分布之間存在相關性。

五、京杭大運河水工設施空間分布特征分析

基于前述的研究和觀察，本文得出以下結論：多種自然和社會環(huán)境因素對京杭大運河水工設施的空間分布產(chǎn)生了顯著的影響。其中在自然因素方面，地形因素中的坡度因子在決定水工設施的空間分布上起到?jīng)Q定性作用；在社會因素方面，文化因素對兩代水工設施的空間分布均產(chǎn)生了作用，而經(jīng)濟和人口因素則于清代開始發(fā)揮作用，并且經(jīng)濟因素的影響程度最大。由此可以推斷，京杭大運河所流經(jīng)的區(qū)域地形地貌越復雜，其水工設施的空間分布也就越密集。同時，那些政治和經(jīng)濟高度發(fā)展的區(qū)域，更可能出現(xiàn)水工設施聚集的情況?？傮w而言，可以看到運河水工設施在空間分布上整體呈現(xiàn)為帶狀布局，同時伴有局部水工設施呈現(xiàn)出團狀聚集分布的特征。因此，本文提煉出京杭大運河水工設施的顯著空間分布特征與形成原因：

其一，通惠河閘河段的水工設施主要集中在文明門至通州高麗莊（白河口）這一區(qū)域，這些設施以燕山山脈南側為背景，整體呈現(xiàn)團狀分布。通惠河作為運河最北端人工開鑿的運河，其主要難點在于如何解決水源供給和地形高差對船只造成的影響。為了獲得穩(wěn)定的水源并改善水運條件，因此在通惠河閘河段沿線需要建設較為密集的水工設施。

其二，會通河閘河段與其湖區(qū)段的水工設施由山東臨清至留城（閘河段）及安山湖至駱馬湖一帶構成，整體上呈條帶狀排列，其中會通河湖區(qū)段南旺鎮(zhèn)區(qū)域的局部則呈團狀密集分布。會通河作為京杭大運河全線地勢最高的河段，地形高差也最為顯著。地勢以山東省濟寧市南旺鎮(zhèn)為最高點。據(jù)《明史·河渠志》記載，會通河的南旺湖北至臨清全長166.2千米，地勢下降29.43米；南至鎮(zhèn)口（徐州對岸）全長160.66千米，地勢下降37.932米。從南旺分水口向南北兩側地勢逐步降低。會通河最高點南旺鎮(zhèn)與京杭大運河南北兩端最低點（分別位于揚州市長江口和天津市靜海區(qū)附近）的最大高差約30米。由于運河通航深受地形、水文條件的影響，因此，以會通河湖區(qū)段南旺鎮(zhèn)為中心的團狀面型區(qū)域內(nèi)水工設施點分布十分密集。

其三，淮揚運河湖區(qū)段的水工設施主要集中在淮安以南至揚州沿線一帶，圍繞安徽省與江蘇省的邊界呈半包圍式團狀分布，且兩端密集、中間稀疏。在北端，水工設施以洪澤湖為中心密集分布；而在南端，則以邵伯湖為中心密集分布。洪澤湖作為我國五大淡水湖泊之一，是淮揚地區(qū)運河的重要水庫。明清時期，為發(fā)揮洪澤湖的攔洪蓄水、補充水源的作用，在以洪澤湖為中心的區(qū)域建設了密集的水工設施。邵伯湖湖區(qū)主要承受高郵湖的來水，同時還會受到西部送架橋、大儀集、方巷等丘陵崗地的來水補給，下泄入江。京杭大運河有11.5千米航道穿過邵伯湖，泄洪時橫向流速超過安全系數(shù)，影響航運安全。因此，水工設施在以邵伯湖周圍呈現(xiàn)出尤為密集的團狀分布狀態(tài)。

其四，北運河天然河段與江南運河南段構成了局部區(qū)域內(nèi)相對稀疏的水工設施集中區(qū)域。北運河天然河段位于北京市與天津市的交界處，該區(qū)域自古便是我國重要的政治中心，吸引了大量官員和商人聚集，形成了龐大的消費市場。為了滿足日常交通運輸和貨船?？康男枨?，北運河天然河段區(qū)域需要建設大量的水工建筑物。同時，江南運河南段位于江蘇省和浙江省交界處，這兩個省份都是南方經(jīng)濟中心，也是國家產(chǎn)鹽的中心區(qū)。由于漕糧等生產(chǎn)物資需要通過運河北運至京城，因此江南運河南段也需要建設大量的水工設施，以滿足運河漕運需求。因此，這兩個區(qū)域形成了水工設施相對集中的地區(qū)。

其五，運河水工設施多在河道交匯處形成聚集地。海河、黃河和長江三大水系與南運河、中運河和淮揚運河相交，形成了河道交匯的區(qū)域。在此范圍內(nèi)，受到水文條件的影響，運河河道容易受到自然河流的沖擊，產(chǎn)生泥沙淤積、侵蝕河道等潛在危機，因此需要修建大量的水工設施來阻擋泥沙和保護河堤。這些水工設施由于功能相近，且多需要組團協(xié)作而集中在這些地區(qū)，因此形成了局部團狀分布的態(tài)勢。

綜上所述，水工設施在京杭大運河沿線廣泛存在，并在地形和水文條件復雜的區(qū)域形成集中分布的中心。因此，自然環(huán)境條件是影響水工設施空間分布的重要因素。同時，水工設施的建設旨在滿足運河的暢通和運輸需求，而社會發(fā)展的需求又要求水工設施能夠適應運河沿線地區(qū)的特點。此外，政治經(jīng)濟中心的影響，也導致了水工設施相對稀疏的聚集地的形成。

六、結語

通過對文獻資料的查閱和實地考察，確定了京杭大運河水工設施的具體位置點，這些數(shù)據(jù)可成為后續(xù)研究運河水工設施空間分布影響因素的基礎。同時，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，運河水工設施在空間分布上呈現(xiàn)出各類局部集中的狀態(tài)，這種分布特征與時代背景下的自然環(huán)境和社會條件密切相關。

水工設施作為京杭大運河水利工程系統(tǒng)的重要組成部分，其空間分布能夠讓世人更好地認識和理解古代水利工程系統(tǒng)，這對于現(xiàn)代治水活動和水工設施建設選址具有借鑒意義。同時，隨著當代運河交通運輸功能恢復利用，及其文化旅游功能的衍生，運河水工設施亦煥發(fā)出嶄新的生機，展現(xiàn)出其獨有的、可為當代所用的新時代價值。

水工遺產(chǎn)是京杭大運河文化遺產(chǎn)群的重要組成部分，研究其空間分布有助于全面地了解水工遺產(chǎn)的整體價值，進而可以制定有效的保護利用策略，實現(xiàn)對水工遺產(chǎn)的專項保護。此外，研究水工遺產(chǎn)的空間分布還可以了解其與其他運河文化遺產(chǎn)之間的空間聯(lián)系，推動大運河水文化的可持續(xù)發(fā)展，促進運河文化帶的建設，實現(xiàn)運河文化傳承，為公眾提供一個全面了解京杭大運河水工設施的科學平臺。

[本文受2023教育部人文社科基金項目“明清京杭大運河天津段水工遺產(chǎn)保護策略研究”（23YJC760115）資助]

參考文獻：

[1] 譚徐明，于冰，王英華，張念強．京杭大運河遺產(chǎn)的特性與核心構

成[J]．水利學報，2009，40（10）：1219—1226．

[2]（德）馬克斯·韋伯．儒教與道教[M]．王容芬，譯．北京：商務印

書館，2004．

[3] Yan Z， Jianwei Y， Mengshi H， et al. Analysis of Settlement Space

Environment along China’s Grand Canal Tianjin Section Based on

Structural Equation Model—Case Study of 44 Typical Settlements[J].

Sustainability， 2022， 14（9）： 5369—5369.

[4] Shuying Z， Jiaming L， Tao P， et al. Tourism Value Assessment of

Linear Cultural Heritage： The Case of the Beijing–Hangzhou Grand

Canal in China[J]. Current Issues in Tourism， 2023， 26（1）： 47—69.

[5] Yang J， Wang L， Wei S， et al. Spatial Variation and Its Local

Influencing Factors of Intangible Cultural Heritage Development

along the Grand Canal in China[J]. International Journal of

Environmental Research and Public Health， 2023， 20（1）.

[6] Dazhi Y， Wei S. Ecological Function Regionalization of the Core

Area of the Beijing-Hangzhou Grand Canal Based on the Leading

Ecological Function Perspective[J]. Ecological Indicators， 2022， 142.

[7] Chenshu Z， Xiaofei R， Jie Z， et al. Conservation and

Communication Strategy for the Grand Canal Cultural Heritage

with the Theoretical Framework of 5Cs[J]. International Journal of

Education， Culture and Society， 2022， 7（2）.

[8] Sai P， Guoqing R， Yuqing M， et al. The Inheritance and

Coordinated Utilization of Intangible Cultural Heritage in the Beijing-

Tianjin-Hebei section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal[J]. SHS

Web of Conferences， 2022， 148.

[9] 郭濤．中國古代水利科學技術史[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版

社，2013．

[10] 楊冬冬，曹磊．空間結構定量分析的京杭大運河遺產(chǎn)保護研究[J]．

中國園林，2012（3），89—93．

[11] 張廷皓，于冰．京杭運河水運、水利工程及其遺址特性討論[J]．

文物，2009（4）：69—79+85．

[12] 張依依．京杭大運河對其沿岸聚落的空間分布影響研究——以濟

寧段為例[C]//中國城市規(guī)劃學會，重慶市人民政府．活力城鄉(xiāng) 美好人

居——2019中國城市規(guī)劃年會論文集（09 城市文化遺產(chǎn)保護）．北

京：中國建筑工業(yè)出版社，2019：780—793．

[13][15] 侯楊方，陳熙．千年運河：中華帝國的軍事大動脈[J]．軍事

歷史研究．2022（4）：25—36．

[14] 孫競昊，佟遠鵬．遏制地方：明清大運河體制下濟寧社會的權力

網(wǎng)絡與機制[J]．安徽史學，2021（2）：18—33．

[16] 李如玉．清代衛(wèi)運河右岸區(qū)域的社會文化研究[D]．恩施：湖北

民族大學，2023．

（責任編輯：劉瑛楠）