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第三章 秦始皇帝陵园排、阻水工程研究 第一节

段清波

   
  就秦始皇帝陵园南侧的地表径流而言,对陵园构成最大隐患的莫过于大水沟的水患。而骊山山前水系属洪积扇孔隙潜水及下部承压水类型,它们对地宫构成了潜在的威胁。于是地表的排水和地下的阻水就成为陵园建设中不得不首要考虑的问题。依考古发现,秦始皇帝陵园的防水工程由地表排水和地下阻隔水两大系统组成。
  第一节 地表排水系统
  随着秦始皇帝陵园工程建设的进展,陵园内单体建设项目逐渐完成,如何应对陵园内地表排水的问题,不可忽略地摆在设计者和组织施工者的面前。宛如一座富丽堂皇的都城一般,系统完善的排水成为城市文明的不可或缺的有机组成,偌大的陵园内,受东南亚季风的影响,每当夏季强降雨时节到来,雨水随坡降甚大的地表快速北去。另外繁杂的陵寝祭祀活动、庞杂的警卫,以及随之而来的大量生活污水等,都需要行之有效的支干排水管道来消化它们。当然,将来自骊山上的常年水和季节水阻挡在陵园之外,也是当时必须要考虑的问题。
  一、水文环境概况
  秦始皇帝陵园地处骊山北麓黄土台塬和山前洪积扇的交汇地带,陵区内地表南高北低,东阜西下,坡降率较高。在其东、南、西三面遍布洪积扇和冲积沟,地面坎坷不平。因此在陵园所在的区域内,由于季节性的洪水由东南向西北奔流而下,在陵区周围冲刷形成了若干条大致南北向的冲积沟,下泄的洪水把地表冲刷、切割出一道道较深的沟壑,又将骊山北麓较大的砾石块挟裹并沉降于其上游山前地带的沟壑内和附近区域,同时也携带着大量的砂石流入下游,并在下游即陵园区域内的沟壑及其附近区域沉积形成多层以细砂和小砾石为主体的砂石层。奔泻而下的洪水所冲刷出的若干条沟壑,也将陵园区域所处的山前洪积地带分割成若干块相对独立的台地地形(图3—1)。
  水文地质资料显示,陵区地表径流主要为其东南源于骊山的沙河水系。陵区地处山前复式洪积冲积扇顶部补给带与潜水溢出带之间,地下水位标高从山麓向河谷方向递减,水位呈东南高、西北低,地下潜水和承压水均沿此方向自东南向西北流动。①秦陵地宫正处其间,洪积层潜水类型决定了秦陵地宫在开挖过程中必然会遇到不同深度的潜水,即地下泉水。
  1982年在秦始皇帝陵封土西北角的内外城垣之间,清理秦代水井一口,测得当时的地下水位距现地表深约16米。②我们曾对秦陵封土东部、南部区域地层堆积状况做过勘探,在距地表2.6米、5.7米、11米、14—17米、24.8—25.4米以及28.1—29米等深度分别发现了六层淤砂石层,砂石层的厚度分别为0.3米、0.25米、0.3米、3米、0.6米、0.9米,它们应为下挖地宫时遇到的不同层位的地下潜水层,其中第四层砂石层距地表14—17米,砂石层厚3米,这一区间的潜水层恰与1982年发掘的秦代水井16米的水位相合,而此水层又是地表之下30米内六层潜水层中厚度最大的一层。来自东南方向的地下潜水就是透过这些砂层由高向低流动,文献上所谓的“穿三泉”就是由上向下依次穿过这些潜水层。由此看来,“三”是传统意义上多层的意思,并非确指(图 3—2)。
  依据对秦始皇帝陵园区域进行考古勘探和地面踏查资料分析③,秦始皇帝陵区域在修陵工程以前,其地表状况与现在基本相同,即地势大体呈东南高、西北低的态势,但是那时气候比目前还可能略显湿润一些,加之陵区植被情况良好,季节性洪水以及常年流水基本维持在一个平稳的状态下,地表沟壑较之现在要平缓,因之建设陵园期间地表整修工程量可能不大。
  直到现在,我们还无法确知将陵园的位置选择在此的原因,这是一个棘手的问题,但我们知道,陵园的位置确定后,设计者在充分地调查和分析了该区域环境状况的基础上,将陵园建设中的各个子项目分别设计于大小不同的台地上,2.13平方公里的陵园主体坐落在其中最大的一块台地上;这或许也有可能是建设时间前后有别所造成的。
  ① 高维华、王丽玖:《秦始皇帝陵工程地质述评》,《文博》1990年第5期;孙嘉春:《秦始皇帝陵之谜地学考辨》,《文博》1989年第5期。
  ② 袁仲一:《秦始皇帝陵兵马俑研究》,文物出版社1990年版。
  ③ 陕西省考古研究所、秦始皇兵马俑博物馆:《秦始皇帝陵园考古勘探》,《秦始皇帝陵园考古报告(2000)》,文物出版社2005年版。
  二、防洪堤——五岭遗址
  陵园在设计和施工时有一项防止外围水流进入陵园的配套工程——五岭防洪大堤,它作为陵园南侧地面的外围屏障,以阻挡来自骊山的常年溪水和季节性洪水侵袭陵园。
  “始皇陵在骊山。泉本北流,障使东西流。”①“水出骊山东北,本导源北流,后始皇葬于山北,水过而曲行,东注北转。”②文献上关于陵墓建设和防洪堤修建之间的关系一目了然,因此,历来学者对兴建秦始皇帝陵时在陵南修建防洪设施并改变水流方向这一事实并无歧见。
  1.水文环境
  秦始皇帝陵园南侧最大的山谷是“大水沟”,从地形图上仍然可以清楚地看到现今河谷的走向:自大水沟流出的涧水出谷口后分成两支,一支向北流去,流经的线路是:陈家窑村南、杨家村东、李家村西、缝纫机公司东侧、上焦村西、西孙村西,直至向北汇入鱼池;一支向西北流去,从陈家窑村西流过,经上陈村村中向北直抵陵园内城南城垣下,遇阻后再折向西至岳家沟,然后从岳家沟折向西北穿过陵园的外城西城垣,再北过临马公路。除上述两条北向支流外,大水沟之西的溪水向西北排泄,溪水出谷口后向西北,过董家沟村西南、姚池头与赵背户村之间,顺赵背户村西向西北一直到砖房村。
  就秦始皇帝陵园南侧的地表径流而言,对陵园构成最大隐患的莫过于大水沟的水患。因此,设计陵园时在陵园南侧的南北向大水沟前修造大致呈东西向的防洪堤,从而使流出大水沟以及其东侧水沟中的水流改变流向而东流,以消除它们对陵园构成的潜在威胁,就成为陵园建设时的必然之举。
  ① 《史记·秦始皇本纪》正义引《关中记》。
  ② 陈桥驿校释:《水经注校释·渭水注》。
  2.五岭遗址的走向与长度
  在秦陵附近的民间流传着“北筑长城挡蕃蛮,南打五岭堵水源”这样一句话,将五岭工程和长城建设相提并论,也从另外一个角度折射出工程本身的规模。
  经过两千年的风雨剥蚀,当年的防护大堤面貌有了较大的变化,今天地面上可以观察到的大堤遗迹已保留不多。曾经有学者们经过考察认为,五岭遗址“从大水沟西边山脚开始,至王硷村与三任村之间止,呈西南东北向,全长约3500米”①。最近的地面踏查表明,存留下来的五岭遗址并非如以前所认为的那么长。我们对五岭遗址从大水沟至杜家村之间的遗迹现象和前人的判断与认定是基本一致的,五岭遗址西起大水沟,从陈家窑村东南向东北逶迤而去,过杨家村东南、李家村东南直到杜家村东南,全长约1700米。其东端止于杜家村东南,而并没有向东北继续延伸至王硷村与三任村之间(图3—3)。
  “五岭”之词最早出现的时间不早于北魏,因为郦道元在《水经注·渭水》中还没有提到它,至于这个名字出现的具体时间目前并不确知。从水文环境的角度而言,五岭遗址的作用是为了阻挡大水沟及其东侧其他水沟的来水。在五岭遗址之南、大水沟之东依次有五条水沟,即大水沟、杨家村东南的无名沟峪、尚家村西南的沟峪、尚家村东南的沟峪以及上杜家村东的沟峪。从杜家村开始,地势由西南向东北倾斜而去,呈西南高东北低。因此所谓的“五岭”可能是指该防洪堤之南所对应的山岭以及山岭之间的五条沟壑,筑建五岭大堤的目的便是为了防止上述五条沟水对陵园的冲击。从骊山沟壑而来的流水至杜家村以东后向北流去,在正常的情况下,当时的施工设计者认为行经至此的流水不会再对陵园有破坏作用,因此五岭大堤便不再继续向东延伸;而大水沟之西的沟水因为地表地势的原因,它们原本就是向西北流去,对陵园不会造成直接的威胁,建陵时便基本上没有对其流向进行过多的干预。
  五岭遗址东端终止于杜家村东南,从此往东沿王硷村东南、庞家沟村西北、山任村之间,地面上没有发现任何类似五岭遗址的遗迹现象,由此看来,五岭遗址从杜家村一直延伸到山任村的看法证据不足。
  综上所述,五岭遗址呈西南—东北向分布,其作用是将陵园南侧原本北流的骊山来水引向东北流去,它的起点在陈家窑村东南,终点在杜家村东南,全长约1700米。而自杜家村以东,来自五岭大坝内的水流沿着自然形成的低洼地势,继续向东北流去,过王硷村、兵马俑坑南,至山任村西向北,流经暗桥孙村再折向西,汇入鱼池。由此构成绕行陵园南侧、东侧地面防水设施。
  ① 袁仲一:《秦始皇帝陵兵马俑研究》,文物出版社1990年版,第46页。
  3.五岭遗址的结构
  五岭遗址保存较好的一段是杨家村东南至李家村东南间,遗址仍高出现地面许多,杨家村、李家村东南的一段遗址保存尤为完整,宽度为89.2米,现保存的最高处为8.5米。在该处五岭遗址的北侧,夯层清楚,走向明晰,李家村村庄基本上背依大堤,许多民居的窑洞或建在夯土层下,或建在夯土层中。
  五岭遗址系粗夯筑成,夯层的厚度在0.32—0.46米之间,远不如陵园内的其他建筑所用的夯土层均匀,且土质杂乱,呈黑褐色。在夯层内夹含有大量的石块,石块大小不一,从土质土色来观察,当年建防洪大堤时可能是就地取土夯筑而成的。两千年的风霜雨雪虽改变了它的容颜,但改变不了它防护秦陵的初始情衷。
  五岭遗址靠近骊山的一侧,有一条依遗址走向而存在的沟壕,宽约25米,深达8米左右,挖渠取土,堆土筑堤,获得一举两得的成果。①虽然因年久水流的冲刷,人工建造的迹象已难以分辨,但综合沟壕周围的地势、山谷的方向、沟壕南侧的地层等因素分析,这条沟壕应是人工所建,而且建防洪大堤所用的土绝大部分就是从沟壕中挖取出来的。由于后代水流冲刷的缘故,人工沟壕的宽度、深度已不可确知。
  五岭大坝的主体除将来自骊山北麓的溪水向东北改流外,依靠大坝的西端部位还有使大水沟西侧溪水改向西北流的目的,所谓“障使东西流”,是指五岭大坝的修建改变了骊山北麓溪水原本北流的走向,使其向东西两侧分流;在大水沟的西侧三刘村一带,穀水被引向西北而去,途经董家沟、赵背户,再向西北至砖房村东,使之远离陵园。
  由于自秦始皇帝陵形成之后,秦陵地区地表环境发生了显著的改变,大水沟以西的地面在调查中没有发现任何人为堆土形成的构造物,也即没有发现大坝由此向西延伸的迹象。从“障使东西流”看,因为大水沟正对陵园,以大水沟为界,该地现地表向西北倾斜而去,我们推测其西侧的水流应当改向西北流,或许当年的大坝还要向西延伸一段距离才会终止。
  五岭大坝的修建是一项较为繁重的工程项目,除去技术本身外,工程量之大也是匪夷所思的。《周礼·考工记·匠人》:“凡行奠水,磐折以参伍。欲为渊,则句于矩。凡沟必因水势,防必以地势。善沟者水漱之。善防者水淫之。凡为防,广与崇方,其杀三分去一,大防外杀。凡沟防,必一日先深之,以为式。里为式,然后可以傅众力。凡任索约,大汲其版,谓之无任。葺屋三分,瓦屋四分。囷窖仓城,逆墙六分。堂涂十有二分。窦其崇三尺。墙厚三尺,崇三之。”这段文献,涉及沟渠、堤防的设计要求及施工程序;堤防的建造与夯筑墙时应注意的事项。五岭遗址的建设既有大堤,又有水沟,按照《考工记》的要求,大堤的堤顶宽度与大堤的高度应当一致,大堤两侧的坡度都是1:1.5;对用工的考察要以匠人一天的进度和一里工程所需得人数和工作日的数量来综合考虑,然后才可以调配人力、实施施工计划。五岭大坝的修建,不仅阻挡了地表常年水、夏季洪水对陵区的潜在危险,更为重要的收获是减少了地下潜水对陵墓墓室的隐性破坏,也降低了地下水位,人为地降低了陵区内的来水量。
  ① 王学理:《秦始皇帝陵园研究》,上海人民出版社1999年版,第56页。
  4.五岭大坝的毁弃
  五岭大坝在很长的一段时间内,对秦始皇帝陵园起到巨大的防洪作用,但是后来因为失去护理,明代大地震之后,五岭大坝在大水沟沟口和杜家村东两处位置,被洪水冲毁。从沟口汹涌而出的洪水穿过大坝,向北至上陈村,冲毁陵园外城南墙以及部分南门建筑的东半部分,直抵内城南门,此间形成较为宽深的沟道;流水遇到内城南墙后,折向西流,即后来所谓的霸王沟。从杜家村南来的洪水,穿过大坝,北流经过外城东南角,在东侧内外城之间和东侧陵园外,因为开阔的地势,形成东西较宽的砂石堆积区域,此间的K9801和K9902陪葬坑东部地层堆积中的砂石,说明洪水曾流经此地,对陵园遗址造成一定的破坏。
  三、引流管道
  由于两千年尤其是20世纪平整土地等人为的耕作活动,使得陵园地表水的排泄管网遭到严重损坏,我们只能依据零星的调查资料,来尽可能地恢复陵园的排水设施、形式,至于恢复完整的系统现在还无法做到。
  陵园范围内需要排泄的水有两类,一类是雨雪所形成的地表流水,一类是大量的与陵园祭祀、看护有关的生活污水。前者经过一定的规划,在需要的区域装排地下水管道,将之引向陵园外;后者多采取挖井就地下渗的方式,当然在建筑物分布密集的区域,也采用了管道排水的方式。
  长期以来,陵园外城以内发现了若干处地下排水管道,有些是在考古调查中发现的,有些是在农田水利建设中发现的,目前虽然有了一定的线索,但总体脉络尚不清楚;从材料上讲,已发现的排水管道分石质和陶质两种。石水道形式有单孔、双孔和三孔等三种,孔径10.18—27厘米,水道平面宽55—112厘米,侧面长37—125厘米;还有一种是直角拐曲状的石管道有单孔、双孔之别。
  陶质水道有圆形和五角形两种形式,圆形水道长56—59厘米,两端口径大小有别,大端28—29.5厘米,小端22.5—23厘米,壁厚1.5厘米,外饰绳纹,内饰麻点纹,彼此相互套接使用;五角形水管长65—68厘米、通高45—47厘米、宽40—44厘米、壁厚4—7厘米,外饰粗绳纹,使用时相互对接。陶质管道或单行排布,或双行、多行排布,还有的五角形管道分成上下多行排布。
  1.石水道
  若干年来在秦陵发现如下几处石质排水管道,这些石质管道的分布有一个显著的特征,即它们都分布在建筑遗址附近,并且它们的顶面基本上与地表平齐(图3—4)。
  1959年晏寨村北约40米处,距地表约1米,发现一段东西向的石水道。1961年在晏寨村南稍偏东20米处,发现一排石质水管道,距地表约30厘米,方向为东西向,由上下各凿成半圆形青石相互扣合而成,形成孔径22厘米的圆形排水孔,石管道为直角拐角形。①
  历年来晏寨村在整修土地过程中,还发现多处石质管道。
  据当地农民介绍②,以往挖出的石水道,有的一端接在陶井圈上,似乎说明石质水道是作渗水用的。上述发现的石质管道均位于陵园西内外城之间的建筑遗址附近,其作用是将园寺吏舍、寝殿遗址中的院落来水排出,通向渗井。顶面与地表平齐的石质水管道,还有一个作用就是将其作为路面来使用。
  ① 陕西省文物管理委员会:《秦始皇帝陵调查简报》,《考古》1962年第8期。
  ② 袁仲一:《秦始皇帝陵的考古发现与研究》,陕西人民出版社2002年版,第383—385页。
  2.陶水道
  历年来在陵园范围内发现了相当数量的陶水管道,两种形式的管道中五角形最多,陶质排水管道比较集中地分布在内外城的东西墙基下,从地势上看,东侧内外城墙的管道是将水流由西向东排放;西侧内外城墙下的管道是将水流由东向西排放。
  20世纪50年代,五角形的水管道“已完整出土的有三四百个”①:
  1962年在北距临马公路约50米处的外城西墙基下,发现东西向六行并列的五角形陶质水管道。
  1962年在内城东门之南的墙基下,发现六行东西向并列的陶管道,每行有2—3节水管,总长度不明。
  1975年在内外城之间、飤官遗址附近,发现北距临马公路约50米,西内城墙基下有三排并列的五角形管道,总宽2.04米,每节水管宽46厘米,方向为东南—西北向;在其北2.7米处,还发现五角形的陶水道,西侧与一段地上明渠相接。临马公路2号建筑遗址的东房与西房之间,内城西墙下发现一排五角形水道。
  1995年在内城东墙外侧发现五角形陶水管道,另外在4号建筑东廊房的房基下发现两排南北向的五角形陶水管道。②
  ① 林安:《我看到在秦始皇帝陵出土的历史文物》,《群众日报》1953年10月21日。
  ② 张占民、程学华:《秦陵文物精华》,陕西人民美术出版社2000年版。
  3.渗水设施
  在陵园建筑遗址附近,曾经清理出一些五角形、圆筒形陶质管道、漏斗和渗井等排水设施(图3—5)。
  飤官遗址位于西内外城之间的北半部分,在一所主体房屋建筑地基内,发现有一个排水道的入口,为一竖立的五角形水道,上口与地基基本相平,周围抹有草拌泥,铺有鹅卵石,下端与另一横向的五角形地下水道相接,向西北方向延伸而去,长11.5米;另一所建筑基址内发现有一受水槽,形状为内低外高的凹底,高差30厘米,由漏斗与弯头与地下水管相接,向北倾斜延伸,直通室外渗井,陶弯头与渗井相距7.5米,渗井直径0.86米,深4.38米,内有陶井圈8层;这两处排水管道均是将室内的污水排向室外。①
  陵北2号建筑遗址北部南北石甬道北端路西,有用陶井圈垒砌的渗井一眼,用以排泄院内积水。
  鱼池建筑遗址也发现两处圆形陶水管道,一处为7件圆形陶水管,为南北向单行套接;一处为5件一组的圆形水管,其中一件为直角形的弯管。②
  由于受考古资料的限制,今天我们仍无法清晰地复原陵园地表供排水管线布设的分布状况,上述建筑材料的发现只能给我们提供地表排水的方式,通过这些实物资料,我们可以得到这样的印象,即陵园内针对不同地段、不同建筑,人们使用了不同的方法来排泄地表来水以及生活污水。
  ① 秦始皇帝陵考古队:《秦始皇帝陵西侧“骊山飤官”建筑遗址清理简报》,《文博》1987年第6期。
  ② 《秦始皇帝陵北二、三、四号建筑遗址》,《文物》1979年第12期;《陕西鱼池遗址调查简报》,《考古与文物》1983年第3期。
  






秦始皇陵园考古研究/段清波著.—北京:北京大学出版社,2011.3

秦始皇陵园考古研究/段清波著.—北京:北京大学出版社,2011.3

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