中国文明起源研究教科书式的案例

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由北向南拍摄的高坝东组

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左起为赵晓豹、王宁远、袁俊平

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草裹泥制作过程复原

2019年7月6日，在第43届世界遗产大会上，中国提交的“良渚古城遗址”项目获审入列世界遗产名录，成为中国第37处世界文化遗产。世界遗产委员会认为：良渚古城遗址展现了一个存在于中国新石器时代晚期的以稻作农业为经济支撑、并存在社会分化和统一信仰体系的早期区域性国家形态，印证了长江流域对中国文明起源的杰出贡献。良渚外围水利系统作为良渚古城遗址的一部分，不仅把中国水坝的历史向前推进了1000多年，也改写了世界水利史。

改写中国和世界的水利发展史

良渚水利系统改写了中国和世界的水利发展史。它修建于5000年前的良渚时期，比传说中的大禹治水还要早1000多年，比西周及春秋战国期间的水利工程，如春秋楚国公孙敖修建的芍陂、战国期间魏国西门豹兴建的漳水十二渠、秦国李冰父子修建的都江堰、郑国修建的郑国渠、秦朝修建的灵渠等更要早2000多年，是我国迄今发现最早的水利工程遗址，也是目前已发现的世界上最早的堤坝系统之一。

良渚水利系统的规模和工程量巨大。该水利系统包含山前长堤、谷口高坝和平原低坝三种类型，形成两级水库，控制范围达100多平方公里，总蓄水量约4600万方，总土方量288万方。

良渚水利系统工程技术先进。良渚水利系统就地取材，灵活组合，采用了草裹泥、人工夯实等技术，表现出极强的科学性。

据推测，良渚水利系统很可能是与良渚古城统一规划设计的工程。在我国家喻户晓的大禹治水传说中，正是因为大禹领导民众成功治水，才导致夏王朝的出现。而良渚水利系统与良渚古城的关系，恰恰是这种逻辑关系的生动写照，只是年代更早，堪称中国文明起源研究中教科书式的案例。

由11条坝体组成，控制面积达100平方公里

良渚古城位于良渚遗址群的中部，这里地处浙西山地丘陵与杭嘉湖平原接壤地带，西部山地的雨水裹挟泥沙向东排泄，在此形成冲积平原，海拔2至5米，地势西高东低。东天目山余脉在余杭彭公分成两支向东延伸，北支为高耸绵延的大遮山丘陵，南支为断续散布的大雄山、大观山丘陵，它们以夹抱之势分列遗址群的北侧和南缘，遗址群东部则是平坦开阔的水网平原。遗址群内水网密布，东苕溪自南面流经遗址群的西部和北部，沿大遮山南麓东流，至獐山北折，经德清和湖州入太湖。

天目山系是浙江省最大的暴雨中心，其降水季节性非常明显，汛期几天之内可能降下年降水总量的三分之一，形成洪灾；秋冬旱季则易形成旱灾。良渚遗址群和良渚古城处在这样的地理位置，决定了它雨季极易受到山洪的冲击，旱季则可能供水不足，交通断绝。近年来经调查研究发现，良渚先民为了趋利避害，曾建立了一个庞大的水利工程系统。

这个水利系统位于古城的西北侧，目前发现它由11条坝体组成，控制面积达100平方公里。根据位置和形态不同， 11条坝体可分为三部分。其中6条坝体位于城址西北部山体的谷口处，由于所处位置相对较高，称为“高坝”； 4条坝体位于城址西侧平原弧丘之间，由于所处高程相对较低，称为“低坝”；山前长堤又称“塘山” ，位于城址北部山体坡脚地带中部。高坝和低坝形成高低两级的水库，是良渚古城及良渚遗址的重要功能区。

历经30年发现，距今4700至5000年间

良渚水利系统的发现经历了近30年的漫长历程，它的山前长堤部分是最先由考古学家的主动调查发现的。

1987年，浙江省文物考古研究所的考古学家开始注意到大遮山南麓的塘山遗址东西绵延5至6公里，属于人工堆积，但是不明确其年代和性状，便以描述性的名称“土垣”来命名。

1995年在土垣断面上发现良渚时期的碎陶片，人们逐步认识到塘山应该是与遗址群密切相关的一个大型工程。

1996年12月至1997年1月，对塘山做了三次试掘，其中毛儿弄发现塘山底部有块石铺底的现象；在金村的探沟内出土了相当数量的玉器残件、玉料残块和石质工具。

1997年4至7月，对金村的探沟进行南北贯通的扩大发掘，发现两座良渚墓葬，其中一座随葬玉钺、玉璧等重器。

2002年4至7月，浙江省文物考古研究所对金村段再次进行发掘，发现了与制玉有关的遗迹，获得了460余件玉石制品。

考古学家对塘山长堤的功能有城墙、防洪坝等不同的看法，但此阶段的发现和研究多局限在塘山遗址本身，尚未形成系统性的认识。

高坝系统的发现线索来自基本建设中群众的报告。 2009年9月，有群众报告在遗址群西北的岗公岭有“古墓” ，现场暴露大量青膏泥。接报后，文物部门组织现场踏勘，确认岗公岭并非墓葬，属于人工堆积的古代水坝类遗存，我们随即对周边山谷进行针对性钻探调查。至年底，又发现了附近有老虎岭、周家畈、秋湖、石坞、蜜蜂弄等5处类似坝体。

这些坝体皆位于两山之间的谷口位置，构成一个水坝群。其中岗公岭坝体顶部发现东汉墓葬，坝芯堆土内发现零星的良渚文化陶片碎块，不排除是良渚时期遗迹的可能。

2010年1月，岗公岭草裹泥样本被提取送到北京大学做碳14测年分析，获得的测年数据显示样本的树轮校正值为距今5000年左右，属于良渚文化早期。

低坝系统的发现则是应用遥感技术的成果。 2011年4月，我们利用解密的美国1960年代锁眼卫星影像进行大范围的观察，结果发现在高坝系统南部的山体间，疑似存在另一组坝体。浙江省文物考古研究所随即对这些可疑地点进行实地调查，两天时间就确认了鲤鱼山、狮子山、官山3段坝体，并发现水坝系统有沿着山地向西延伸的迹象。

其后通过4次短期调查， 2013年9月，又在西侧发现梧桐弄坝体。这组水坝海拔标高明显低于北侧高坝群，它通过栲栳山、毛元岭等自然山体，最终和塘山长堤连接，构成了南线大的屏障。西部连接连绵的低丘，直抵北部山谷间的高坝群。这一发现使我们认识到塘山等这些坝体并非独立的水工设施，而是整个水利系统的一部分。至此，整个良渚古城外围水利系统的框架基本显现出来。

整个水坝系统通过自然山体将多段坝体组合而成，因此需要分别确认每段坝体的年代。地层学上，前述的塘山长堤、老虎岭坝经过发掘，获得了确凿的地层学依据，确认为良渚时期遗迹。同时我们数次对各坝体进行取样，送到国内外不同实验室进行碳14年代测定，目前共获得涉及所有的坝体的28个数据，全部都落在距今4700至5000年之间，属于良渚文化早中期的范围内。

建造全部坝体大约需要860万个人工

良渚水利系统的高坝位于山谷谷口位置，分为彼此独立的东西两组。东组高坝从东往西分别为：岗公岭、老虎岭和周家畈，坝顶高程约为30米。西组高坝从东往西分别为：秋坞、石坞和蜜蜂垄，坝顶高程约为40米。

平原低坝从东到西分别为狮子山、鲤鱼山、官山和梧桐弄。其中，鲤鱼山是平原低坝中体量最大的，坝长可达401.7米，最大坝底宽142.2米，这4条坝的坝顶高程约为10米。

塘山长堤主要位于城址北侧，总体呈现东西走向的曲尺形。现存全长达5公里，是良渚古城外围水利系统中最大的单体遗存。整个塘山长堤从西到东可分为三段，其中，东段为接近直线的单坝结构，东西长约1公里，其西侧有一条由大遮山向南延伸的分水岭。分水岭以西为中段，为南北双坝结构，东西长约2公里。北坝坝顶高程15至20米，南坝坝顶高程12至15米，略低于北坝。两坝间保持平行并同步转折，双坝间距约20至30米。双坝西侧属西段，为曲尺形单坝结构，与双坝的南坝相连接并最终向南转接到毛元岭。

整个水利系统的规模和工程量庞大。距离古城最远的高坝坝体为蜜蜂垄，与古城间的直线距离约11公里，高坝与低坝间距离达3.5公里。塘山长堤距离古城最近，约在城北2公里处。水利系统控制和影响的流域面积超过100平方公里。 11条坝体所围成的3个水库中，西高坝围成的水库最小，其库容约为34万方；东高坝围成的水库居中，其库容达到1310万方，其壅水上溯距离约3公里；平原低坝和塘山长堤所形成的下游库最大，库容为3290万方，水库水面面积达10.2平方公里。

根据遗址现存情况推算，外围水利系统总体土方量约为288万立方米。按1方土的开挖、运输、填筑需要3个人工计算，建造全部11条坝体大约需要860万个人工。若由1万人来建造，大约需连续不断工作2年多时间才能完工。而如果以每年农闲时间参与建设的100个工作日计算，则1万人完成水利系统的建造需近9年时间。如果综合考虑古城与水利系统的建设（良渚古城及外围水利系统工程量总计约1005万立方米），则需要几十年的时间。

大量使用草裹泥技术

良渚水利系统所用材料包含黄土和淤泥两大类，其中黄土来源于周边山体的风化残积土，而淤泥取自当地的湖塘沼泽。山体上的黄土是传统土坝建设的优良材料，在当地有很长时间的使用传统，良渚水利系统中即有不少坝体完全采用了此类黄土进行堆筑。

除采用黄土堆筑均质土坝外，良渚部分坝体还采用了内部为淤泥、外裹黄土的非均质土坝形式。考古人员对其进行研究后认为，该类坝体形式的采用可能与良渚人就近取材、周边山体黄土较少或获取困难等因素有关。该类坝体以较软的淤泥作为坝芯，以强度较高的黄土作为坝壳，能够较好利用材料性能并保持稳定，在形式上与现代黏土芯墙坝的类似。

良渚水利系统在建设过程中大量使用了草裹泥技术。经复原，草裹泥的制作流程是在沼泽地上取土，然后用茅荻包裹土块，再用蔑条进行绑扎而成。这些草裹泥后期在现场纵横交错摆放，然后再进行堆筑。

研究人员分析认为，良渚草裹泥工艺能够提供围压增加土体强度，纵横咬合的方式又能增加填块间的强度，填块间的草还可增加固结排水速度，而且这种工艺利于程序化操作，方便制作、运输和堆砌。良渚草裹泥工艺类似于现代抗洪抢险或局部加固所用的沙包和土工袋。

兼具防洪、蓄水、航运、灌溉

和调节古城内外水系等多种功能

基于目前的考古和研究结果，良渚水利系统很可能是一个具有防洪、蓄水、航运、灌溉和调节古城内外水系等多种功能的综合性水利工程。

良渚古城地处浙西山地丘陵与杭嘉湖平原接壤地带，地势西高东低。东天目山余脉在余杭彭公分成两支向东延伸，北支为高耸绵延的大遮山丘陵，南支为断续散布的大雄山、大观山丘陵，它们以夹抱之势分列遗址群的北侧和南缘，古城东部则是平坦开阔的水网平原。

天目山系是浙江省最大的暴雨中心，每到雨季，一旦大雨三天，则山洪涌下，溪满成灾，目前该地区的西险大塘还是杭州市抗洪排险的重点区域。研究发现若缺少外围水利系统，来自大遮山和西北山谷的洪水将对古城及附近遗址带来较大的冲击。其中，从大遮山等处倾泻而下的洪水对古城的影响相对较大，这表明塘山长堤，尤其是长堤的中段，对古城防洪具有重要作用。

研究人员对坝体和周围山体的样品进行试验发现，良渚水坝所采用土体的防渗性能满足拦蓄水要求；同时良渚水坝中部分坝体至今还在发挥着拦蓄功能，因此良渚水坝在当时可起到拦蓄水的作用。

水利系统建成后，形成了上下游两级水库，其中下游水库的蓄水水面正好能抵达上游高坝的坡脚，而且高坝东区的上游水库壅水上溯距离可达约3公里。由此，通过上下游两级水库、原有河道和水域，就形成了一条从古城到下游库区、再到高坝以北3公里远处的水路运输通道。

考古发掘已经证实良渚时期主要是通过水路来实现运输。当时的主要运输工具是竹筏和独木舟，所运输的物资包括木料、石料、玉料等。前期对古城建造所需石料的调查显示，这些石料来源于古城附近大遮山和大雄山，而后通过水路运输到古城。

考古人员曾对下游库周围区域内进行了钻探取样，结果显示在鲤鱼山、前村畈、横堂山等3处地点的样品中发现了高密度的水稻植硅体，即该3处地点存在稻田的可能性很大；而这些潜在的稻田区刚好位于水库下游，可以通过引水实现自流灌溉。

测年结果显示古城和外围水利系统的建造时间均属于良渚文化早期，水利系统的规模和工程量庞大，同时古城及郊区所在区域内良渚人的手工业制作、农业灌溉、生活及航运等存在着较大的用水需求，因此，外围水利系统对古城进行服务的作用也极其重要，即良渚人利用水利系统将西侧来水拦蓄起来，以供东部古城使用。

文/王宁远（浙江省文物考古所研究员，良渚古城外围水利系统考古领队）

袁俊平（河海大学水利专家）

赵晓豹（南京大学水利专家）