秦始皇的一生都在征服,在消灭了中原六国之后,他的目光转向岭南,但千百座险峰所组成的迷宫是中原人难以逾越的恐怖地带。以往征战六国的精锐之师,本以为这么一块尚未开化的小地方,应该可以很快消灭。但50万大军进入南越地区后,因山路崎岖、粮草供应不足,且越人英勇善战,最后秦军死伤20万,主帅被杀,战争陷入了长达三年之久对峙阶段。这一次失利并没有打退秦始皇征服岭南的信心,为了扭转兵力不足、粮草供给的困难局面,秦始皇命监御史史禄开凿沟通湘水和漓水的灵渠,保证粮饷能够快速运到岭南,为秦始皇征服岭南完成统一大业提供了可靠的物质保障。
灵渠的由来秦始皇为开拓岭南,统一中国,于公元前221年命屠睢率兵50万南征岭南。征服南岭,困扰秦军最大的难题是粮草运输的问题,因为50万大军,一天就要消耗五十万斤米,一个月就是一千五百万斤,当时进入岭南的交通大多为崎岖的山路,粮草供给存在很大的困难。饥饿的士兵是无法打胜仗的,要征服岭南必需要解决粮草运输的难题,然而在这无尽的南岭群山之中,哪里能够找到这条运粮的大路呢?
公元前219年,秦始皇出巡到湘江上游,他根据当时需要解决南征部队的粮饷运输问题,作出了让监御史史禄凿渠运粮的决定,便是今天已持续使用了2000多年的灵渠。
灵渠,位于位于广西桂林的兴安县,又称古称秦凿渠、零渠、兴安运河、湘桂运河,是古代中国劳动人民创造的一项伟大工程,于公元前214年凿成通航。两千多年以来,它是一条南北的运输要道,往南可以到达珠江边上的广州,往北可以到达中原地区的武汉,是世界上最古老的运河之一,有着"世界古代水利建筑明珠"的美誉。
在南岭西侧的群山深处,南岭是众多河流的发源地,向北流的大多进入长江水系,向南流的大多进入珠江水系,要将两个流向相反的水系连接在一起,以前从未有过。在层峦叠嶂的山岭间开凿运河,即便借助现代先进的测量仪器和工程设备,要开凿一条这样的运河也绝非易事,那么秦朝的工程师是如何办到的呢?
对比了多种连接两种水系的方案中,秦朝人选择了湘江和漓江,即使今天看来这也是最短的连接方法。选择湘江一处开阔水面,建起拦水大坝,开一条渠引水进入漓江支流,然后向南流去,这是灵渠的南渠;在另一边引水向北曲折一段之后再回到湘江主河道,这是灵渠的北渠,这样就沟通了湘江和漓江。
灵渠结构我们知道直线型的渠道,施工量少、渠道长度短,但因为两条河道之间存在落差,落差越大,顺流而下的船速度难以控制,对于逆流而上的船,上陡坡更是难上加难。秦朝工程师将南北渠道设计成弯弯曲曲的渠道,虽然工程量加大,但落差减小,水的流速减缓,行船变得很容易控制。通过秦朝人四年多的努力,灵渠得以完工,秦军便势如破竹,很快击溃了今广西等地的西瓯族和今越南中、北部的雒越族的反抗,整个岭南地区从此划入了秦朝的版图。
灵渠的堤坝是一个结构独特的大坝,有着加独特的外形,它不是通常的一字型大坝,而是人字形大坝(大小天平大坝),人字形大坝把扑面而来的江水的正压力变为侧压力,人字形长短边长之比为3:7,江水也按这个比例被分开,水满时恰好使南北渠两边水面一致,都是1.5米深。这是一座滚水坝,只抬高一定水位,多余的水越坝而过经过湘江故道之后与北渠水汇合向北流去。
大坝修建困难重重灵渠工程从一开始就是一场战斗,虽然这个灵渠加起来也就30多公里,但并不代表它的工程量小,有人曾粗略估算过灵渠的工程量,如果挖一条及腰深的壕沟从北京到上海一千多公里,大致相当于灵渠的工程量,这在只能靠人背马驼的年代无疑是个艰巨的任务。
大小天平大坝的修建对工程师的技术水平要求非常之高,因为修筑大坝的位置,水面下是十几米厚松软的卵石层,按照常规的办法修建大坝,在河水不断的冲击下,会掏空大坝下面的卵石层,大坝也会在转瞬间崩溃,因此怎么修建这个沿用千年而不崩的大坝一直是个迷。
直到1979年重修大小天平坝的时候,这个谜底终于揭开。先在沙石里面打下木桩,再铺上松木桩,然后把巨石(堤)起在松木桩上,这很像古人盖房子的方法,松木桩就是顶梁柱,它的另一个作用就是能抓住下面松软的鹅卵石层,或许这就是大坝能够历经千年的原因。足以证明这个技术在大小天平坝的修筑上是完全成功的,就是这个技术保证了大小天平坝能够在沙石上修筑,同时能够承受洪水的冲击一千年不会毁坏。
用于修筑坝堤的石板每块重达千斤,即便如此,在滔滔洪水之下也会被轻易掀起,只有石板间彼此牢固的连接,才能抗衡大水的冲击,这些巨石是如何连接的呢?古人采取的办法是在两个巨石之间凿上燕尾槽,然后在燕尾槽里面搁上一个叫铁码子的东西,用铁码子把两个石头锁紧,每一个石头都用这样的办法锁紧以后,整个大坝就浑然一体,很大的洪水来,也没有办法把这个巨石冲毁。
当江水漫过大坝后并没有停止冲击,怎么能保证洪水不把这个坝后面的部分冲垮呢?在坝上竖插着高高低低参差不齐的鱼鳞石,因水的冲击下作用力是往下,鱼鳞石越插越深,同时洪水带来的泥沙冲进鱼鳞石的缝隙中间,使得鱼鳞石更牢固,越踏而过的洪水被这些石片阻挡之后速度减缓,减轻对大坝后面河床的冲击。