温州南宋 “下陡门”古闸遗迹水文考证与分析

郑加财,薛荣华,林炳东

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

1 问题的提出

2010年6月28日,在温瑞塘河水系山下河贯通河道的开挖中意外发现了古代水利工程水闸遗址,2010年8月3日古闸出土,古闸基座呈上游坡缓下游坡陡,酷似溢流堰坝。经通报市文物保护考古所后,组织对水闸基底的开挖和清理工作,2010年8月18日,一座规模较大、技术先进的古代堰闸完整呈现,现已被列为文物保护单位。经史料考证,该古建筑为巨屿陡门,俗称“下陡门”,始建于南宋,为宋温州太守杨简修建,距今约800年[1].。通过对古闸考古工作的深入及历史资料的查阅,发现 “下陡门”古闸建设与1166年的大洪灾存在联系,说明水文情势决定水利工程建设,水利工程体现当时的水文情势。南宋 “下陡门”古闸的出土对南宋水文情势考证具有一定的意义。

2 古闸结构与功能

2.1 古闸结构

2.1.1 溢流堰

溢流堰坝建于基岩上,坝高3m,坝长20m,坝肩与两岸基岩紧密连接。堰顶高程2.69m,宽约0.85 m,采用条石铺筑,兼作闸底,条石上刻闸槽与陡门闸槽贯通;坝坡上缓下陡,上游坝坡中间凿有一凹槽贯通坝顶,呈倒梯形,槽深0.60 m,槽宽约2.00m;闸室下游临两岸为坝坡段,中间部分约7.20m为跌水段,与通航凹槽对接。

2.1.2 水 闸

水闸建于溢流堰坝上,分5孔,孔高1.80m,每孔净宽2.80m。闸墩长2.60m,厚0.55 m,由3根石柱和块石墙体组成。其中,1根石柱布置在上游侧,2根石柱紧挨着分布在下游侧,中间采用浆砌块石墙体连接;下游侧的2根石柱柱高2.90 m,石柱上刻有闸槽贯穿整个石柱,槽宽10 cm,槽深5 cm,两闸槽间距0.45 m,闸顶高程5.60 m(85国家高程基准,下同)。闸墩的上下游石柱上都凿有方孔,用于固定斜撑石柱,斜撑石柱呈45°置于基岩上。除3根石柱嵌入坝顶外,闸墩的块石墙体全部在坝面以上砌筑;排柱浑重稳实,与横系石、石梁紧密固结,受力均匀;石桥桥面上刻有横系齿痕,用于桥上行人防滑。

2.2 功 能

古时 “下陡门”溢流堰上游河道与蒲州横河连接通过划龙桥河与温瑞塘河干流沟通,山下河、横渎河、洪殿河、龟河、吕浦河等10多条河道汇流洪水经此河道排出,可见古堰闸遗址河道是通江古河道,有一定的通航功能。之前堰闸两侧为2座小山,堰坝坐落于2座山之间;下游是瓯江,船只在此停泊候潮过堰闸到内河。闸底即堰顶高程为2.69m,应是当时的正常水位(现塘河正常水位为2.64m,其它特征水位见表1、2、3),可见堰闸主要功能是挡潮、隔断江河、蓄水,其次是通航和宣泄洪水。

3 水闸调度原则考证

水则即古代的水尺,又称水志,最早是李冰修都江堰时所立。据记载,为了准确测定饮水量,李冰在宝瓶口水边 “作三个石人,立于水中”,并刻字标明:“乾毋及足,涨毋没肩,年中水量,以此为度”[2].。意思是说,落水时水位不能低于石人的足部以下,涨水时水位不能高于石人肩部以上,以此作为度量控制的度量标准。随后水则作为记录水位的方法得到了进一步发展,如宋代、元朝都有应用水则记录水位的记载,而水则更成为研究我国古代洪水的重要线索[3-4].。

考古发现,在“下陡门”古闸的中孔闸墩上刻有“开平闸”3个字。史料记载,元三年(1088年),镌刻 《永嘉水则》于温州谯楼前五福桥(即大洲桥)上,以管各陡门的启闭,该水闸应遵循《永嘉水则》调度。此古闸的“开” “平” “闸”3个字,从上至下刚好相差七寸和三寸,这与《永嘉水则》记录相一致,断定该水闸的调度原则适用 《永嘉水则》。

《永嘉水则》镌刻文字为 “平字上高七寸合开陡门”、“永嘉水则至平字诸乡合宜”、“平字下低三寸合闸陡门”。《永嘉水则》的设立,使各陡门统一合理开启,对河流水位控制、温瑞塘河水系的排泄、抗旱起了相当重要的作用。

4 特征水位考证

南宋 “下陡门”水闸遗址属于堰闸结合结构,堰闸高程如表1所示:

表1 堰闸相关高程表

由表1推断出,当时塘河的正常水位大致低于或等于2.69m,汛限水位为2.09m。塘河水位高于2.69m时,塘河水流通过坝体溢流到下游。现塘河正常水位为2.64m,与堰顶高程相近,说明几百年来塘河水位变化不大。

水闸闸顶高程为5.60m,较实测最大潮位5.55m(江心屿站)高出0.05m,接近100a一遇洪水位5.75m,较现采用的50a一遇防潮设计标准高出0.19m(现采用50a一遇为5.41m)。可以假定5.60m就是南宋时期的防大潮标准,可见当时的水闸设计标准达到了当代50a一遇的防潮标准。

由水闸结构设计及塘河主要水文情势推断,贯通凹槽为船只通行的航道,塘河正常水位较贯通凹槽槽底高程高约0.60m,内河船只通过凹槽出水闸;外江船只需在水闸下游处候潮,待涨潮时水位高于2.69m,由水闸进入塘河内河。

现推测 “下陡门” 古闸的中孔闸墩上 “开平闸”3个字不仅包含调度原则,也包含着反映当时水文情势的特征水位信息。分别对古闸中孔闸墩上“开平闸”3个字的 “开”字上 “一” 横、“平” 字上 “一” 横及 “闸” 字上部的高程进行测量,测量结果如表2所示:

表2 “开平闸”高程表

根据《永嘉水则》“平字上高七寸合开陡门”,说明当塘河水位上涨达到“开”字上部时必须开启水闸,或当外江潮位达到“开”字上部时必须关闭水闸,既避免了内涝问题同时还达到了挡潮的目的,推断“开”字上 “一”横高程3.55m为当时塘河的危急水位(保证水位),略低于现时塘河的危急水位3.64m;“永嘉水则至平字诸乡合宜”其意思是,当塘河水位达到平字时,各乡可根据本乡的具体情况选择开启水闸或关闭水闸,可见塘河水位达到3.33m时可保障塘河两岸农田灌溉需求及船只通航要求;“平字下低三寸合闸陡门”,说明塘河水位下降到3.22m时必须关闭水闸,保证内河水位,推断3.22m为当时塘河的警戒水位,现塘河的警戒水位为3.14m,略低于3.22m。具体如表3所示。

表3 南宋与现代塘河特征水位对照表 m

考古还发现,在各闸槽上高程3.90m处凿有方孔,经分析闸板分上下2部分,该方孔为陡杠插口,插入陡杠以增加木闸板刚度。也就是说上下闸板交接的高程3.90m应该为当时天文高潮位的特征水位——天文高潮位一般不会超越这个数值(除非台风等因素影响涌高水位),与现在掌握的天文高潮位资料对比,发现近3a的天文高潮位资料(预测值)没有超过3.90m的,仅个别日期超过3.80m,南宋人已经掌握了潮位规律,并巧妙的应用到水闸工程中。从上述特征水位数据对比分析,800a来南宋与现代塘河的特征水位变化不大,相差大致10cm,其中现代保证水位较南宋时期略高,表示现代堤防工程建设标准提高,防御洪涝能力相对加强。

5 古闸建设与废弃原因分析

5.1 水文情势决定水闸建设标准

温州处于浙江东南沿海,海岸线长,沿海平均潮差4.50m,最大高达7.21m,是全国高潮差区;潮汐时,海水倒灌入河淡水变咸,影响农田灌溉,将导致农业减产、绝收。因此,修建水闸用于挡潮在温州尤为重要。开城以来,温州从无闸到有闸却经历了700多年,可见,建设一座水闸,当时不仅在技术上是一项重大创新工程,在财力上也是一笔不菲的支出。从古到今,水利工程一般要花费大笔资金,基本都是在大灾害后痛定思痛,筹集资金,予以修建的。推测当时温州一定发生了大的风暴潮灾害,前人才在堰坝的基础上修建了较高标准的水闸,来抵挡潮水。查询史料发现,据《宋史◦五行志一上》记载,宋孝宗乾道二年(1166年)八月丁亥(十七日),温州发生“海溢” (现也称海啸),冲毁了民房、盐场和寺庙,死亡2万余人,无人掩埋的尸体多达七千余具。据《永嘉县志.祥异》载:“乾道二年(1166年)八月十七日,大风雨海溢,漂民房盐场 (今永强)龙翔寺 (今江心寺)覆舟,溺死二万余人,江滨赀骸尚有七千余。”又流传遗训,“温州水满城洞齿”。(注:宋朝城墙一般11m左右,温州古城门宽约4m,保守推定温州城墙高度在6～10m,可以推算当时水位高程大约10～14m或者之上)。另,在永中街道坦头村峰门山,一山坡石头上刻着一艘帆船,竖桅扬帆,船后有舵,长约50 cm,帆船的下边还刻有 “乾道二年水满此地”8个隶体字。据水准测量,这几个字所处位置,高程为69.68m。设想,大量的海水瞬间涌入喇叭口地形的永中区域,三面环山,风浪与地形涌高水位几十米,其情景是何等可怕;推测温州各地后来重视水闸高标准建设,与这场特大风暴潮(海溢)有关。特大潮水的水文情势决定了古闸的高标准建设。

5.2 堰闸结构符合当时的水文情势

从排涝角度分析,下陡门古闸设置于溢流堰上,说明当时经过历年整治,温州市区内涝问题已经大大改善,内涝问题并不突出,塘河自身滞洪能力较强,灌溉与航运需要保持较高塘河水位,如此水文情势决定了古闸设置在溢流堰上的工程设计。据塘河整治史料记载,南宋淳熙四年(1177年),韩彦直倾其州之余钱40余万,招募闲民为工,举环城河二万三百余丈,进行全面疏浚。淳熙十四年(1187年),温州郡守沈枢率永嘉、瑞安二县民众重修了温州城区至瑞安间的南塘河 (即今温瑞塘河)。南塘河的开疏,又是温瑞塘河的一大重要工程。疏浚后的南塘河,支流旁伸,四通八达,形成河网,塘河两岸成为温州粮仓。值得一提的是,宋室南迁,温州接近京畿,经济繁荣,水利大兴,兴建了陡门37座。其中山前陡门、瞿屿陡门(下陡门)、泄漏埭、陆家南埭、陆家北埭等都是宋时所修建和重修的。这些陡门、埭坝的修缮,使温瑞塘河水体系排泄设施更为完善,显著增强了防洪涝、抗旱灾、灌溉、航运的能力。

5.3 水文情势变迁导致水闸废弃

“下陡门”曾是温州东郊唯一水闸,史料记载经历2次加固维修,直到民国期间,最迟到建国后的20世纪50或60年代才悄然废弃,并被埋在地下,逐渐不为人知。曾经发挥过重要的排涝挡潮蓄水作用的古闸为什么会被废弃,除水闸自身技术落后因素外,主要原因是水文情势的变迁。一方面,由于“下陡门”古闸底部溢流堰顶较高,水闸开闸泄洪时间相对其它水闸会短,闸址地处塘河下游入江处,地势本身较低,拦蓄与挡潮是其主要功能,而排涝功能相对弱。因此,其上下游淤积情况一定比其它水闸严重,特别是下游河道变迁严重,瓯江干流河道变迁,瓯江南岸线向北迁移了上百米,造成古闸排涝不畅。另一方面,建国前后一批骨干水闸工程陆续建成,如:1934年建广化内闸,同时修理外闸,重建东门陡门;1946年,重修海圣宫、广化陡门,各陡门的闸门都改为手摇式人力启闭闸门;1950年4月,为了增加温瑞塘河的排泄能力,建成灰桥陡门;1962年,建成黎明水闸,同时还拆建了该闸上游河道上的阻水桥梁如小八接桥、吕浦桥、米筛桥、塘莲桥等,提高了温瑞塘河的排涝能力;1963年2月,兴建海圣宫陡门(勤奋水闸)工程动工,历时5个月建成。一批水闸的修建,大大改变了塘河的水文情势,能承担排涝、挡潮、蓄水任务,“下陡门”逐渐退出历史舞台成为必然。古闸被废弃,既是水利工程领域的自然法则体现,更是水文情势的改变所致。

6 结 语

南宋 “下陡门”古闸遗址的出土对温州地区的水利及水文考古具有重大的意义。通过对古闸发掘和水则考证,发现温州温瑞塘河的水文情势变化不大。800 a来,南宋与现代塘河的特征水位相差仅10 cm。同时深入分析“下陡门”古闸建设与废弃原因,发现水利工程的建设通常是由当时的水文情势决定的,而1166年海溢极可能是当时“下陡门”水闸高标准建设的原因。说明水利工程与水文情势密切相关,水文情势是决定水利工程建设及标准的最重要因素之一,同时水利工程改善水文情势,水文情势的变迁直接导致水利工程的废弃。

[1].单国方,朱翔鹏.温州古代水利工程“下陡门”堰闸先进技术考察与研究 [J]..水利建设与管理,2010(10):20-22.

[2].刘长林.中国系统思维[M]..北京:中国社会科学出版社,1999.

[3].李炳芝.漫话水则 [J]..吉林水利,1996(9):46.

[4].胡昌新.从吴江县水则碑探讨太湖历史洪水 [J]..水文,1992(5):51-56.