大運(yùn)河水利歷史營建智慧及人居環(huán)境建設(shè)的啟示
——以杭州上塘河為例

汪天瑜，趙 贊，吳曉華，吳京婷，陳 琳

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 杭州 311300；2.中國電建集團(tuán) 華東勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

水映照萬物，滋養(yǎng)文明，古往今來，人類文明的誕生與發(fā)展都與河流有著密不可分的關(guān)系。在除害興利的動機(jī)下，歷朝歷代都會建設(shè)大量水利工程來發(fā)展航運(yùn)、治理洪水。上塘河作為大運(yùn)河世界遺產(chǎn)的重要組成河段，經(jīng)過數(shù)千年的水利建設(shè)實(shí)踐，留下了大量水利工程歷史遺產(chǎn)，蘊(yùn)藏著寶貴的物質(zhì)和精神財(cái)富。然而在實(shí)踐中，水利的建設(shè)多以實(shí)現(xiàn)水利工程目的為單一導(dǎo)向，缺少與城市人居環(huán)境的充分結(jié)合。本文通過分析上塘河歷史水利工程營建內(nèi)容，提煉上塘河水利歷史智慧，在現(xiàn)代城市水利建設(shè)及大運(yùn)河歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)開發(fā)大背景下，總結(jié)水利在人居環(huán)境建設(shè)視角下的積極意義與融入策略，以實(shí)現(xiàn)水利與城市人居環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，讓古人的水利智慧在當(dāng)代人居環(huán)境的建設(shè)中實(shí)現(xiàn)延續(xù)與發(fā)展。

1 上塘河水利發(fā)展歷史

上塘河是杭州歷史上最早的人工河道，起源于秦始皇東巡會稽返程途中征伐囚徒、民夫、士卒等開鑿的“陵水道”。隋大業(yè)六年(610年)，隋煬帝在歷代運(yùn)河基礎(chǔ)上，拓寬開鑿了江南運(yùn)河，運(yùn)河出嘉興向西南經(jīng)石門、崇福后的長安、臨平至杭城北段便是今日上塘河之水道[1]。唐代由于水源短缺，上塘河一度淤塞難以通行，后經(jīng)杭州刺史白居易引西湖與臨平湖水入河，重新成為杭州與北方的水運(yùn)交通干道。建炎南渡后，上塘河成為南宋都城臨安最重要的一條生命線。其西起德勝橋東，經(jīng)長安鎮(zhèn)轉(zhuǎn)東南，抵海寧縣城，形成今日的水道走勢(圖1)。

圖1 南宋上塘河

元至正十九年(1359年)，張士誠占領(lǐng)杭州期間為方便水軍糧草通行，“以舊河為狹”為由，召集二十萬軍民，歷時(shí)九年，“自五林港口，開浚至北新橋，又南至江漲橋，河廣二十余丈，遂成大河，因名新開河”[2]。從此蘇杭之間的水運(yùn)干道線路由上塘河轉(zhuǎn)移到新開運(yùn)河，上塘河開始走向衰落。明清兩代至民國，上塘河雖已淪為江南運(yùn)河的支流(圖2)，歷代對其進(jìn)行過數(shù)次疏浚，但還是數(shù)次淤塞干涸。新中國成立之后，人民政府在上塘河沿線建設(shè)了一系列水利工程，2014年上塘河作為大運(yùn)河杭州段重要組成部分申遺成功，展開了新的篇章。

圖2 南宋上塘河海寧段

2 上塘河歷史水利工程概況

治水是封建社會農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，更是維護(hù)社會政治穩(wěn)定的關(guān)鍵，歷代對水利工程的建設(shè)都非常重視。在悠久的發(fā)展歷史中，上塘河沿線修建了大量的水利及配套工程。調(diào)查上塘河歷史水利工程的基本情況，是客觀分析其歷史智慧，進(jìn)而獲得對當(dāng)今水利景觀建設(shè)啟示的基礎(chǔ)。通過現(xiàn)場調(diào)研與歷史文獻(xiàn)查閱，按照其功能形態(tài)，將其分為3類：駁岸工程、閘壩工程和配套附屬工程。

2.1 駁岸工程

上塘河作為人工開鑿河道，駁岸是鞏固河道兩側(cè)自然土方，沿其邊坡修筑的重要水利工程。受技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件影響，宋代以前上塘河多為土質(zhì)駁岸；宋代開始采用青磚和條石構(gòu)筑駁岸，并沿河鋪設(shè)纖道。上塘河古纖道由艮山門至海寧，長數(shù)百里，后因沿線村民建造房屋需要材料，將纖道青石板逐步拆除移作他用，今僅存總長20余米的遺址。纖道由長1.5 m，厚40 cm的青石板鋪成，平日里沒于上塘河河水之下，僅枯水期水位較低時(shí)才會顯現(xiàn)。元代法典《元典章》規(guī)定：“河渠兩岸，急遞鋪道店側(cè)畔，各隨地宜，官栽植榆柳槐樹，令本處正官提點(diǎn)，本地分人護(hù)長成樹?！盵3]在漕運(yùn)河道兩岸栽植樹木并派專人管護(hù)，以此鞏固河堤，防止兩側(cè)滑坡阻塞河道，兼顧改善河道水質(zhì)及周邊環(huán)境。

2.2 閘壩工程

上塘河是江南航運(yùn)干道，在亞熱帶季風(fēng)氣候影響下降水季節(jié)性明顯，因此水患頻發(fā)。為防洪蓄水、以利通航，歷代人民在上塘河上建設(shè)了大量水閘堰壩來調(diào)控水源。閘壩工程主要分布河網(wǎng)交匯處，建設(shè)年代多在宋至明清，結(jié)構(gòu)主要包括單式閘與復(fù)式閘，建筑材料前期以木質(zhì)為主，后期逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭|(zhì)。根據(jù)清光緒十九年(1893年)《浙江全省輿圖并水陸道里記》[4]記載，清朝末年上塘河杭州段共有19處閘壩工程，海寧段共有6處閘壩工程(圖3)。截至今日，仍有石灰壩、善賢壩、臨平石筧、永寧閘、長安閘等閘壩工程遺址存留(表1)。

圖3 清代上塘河工程點(diǎn)公布圖

表1 上塘河現(xiàn)存歷史閘壩工程

2.3 配套附屬工程

為配合水利工程的建設(shè)與運(yùn)行，保障航運(yùn)交通等功能，上塘河沿岸建設(shè)了一系列配套附屬工程，包括橋梁、碼頭及附屬建筑。橋梁主要位于杭州城北水系交匯處及臨平鎮(zhèn)中，多為采用縱聯(lián)分節(jié)并列砌置法的單孔石拱橋。根據(jù)清光緒十九年(1893年)《浙江全省輿圖并水陸道里記》[4]記載，清朝末年上塘河杭州段共有13座橋梁，海寧段共有26座橋梁(圖3)。截至今日，有東新橋、歡喜永寧橋、衣錦橋、赤岸古埠、桂芳橋、隆興橋、虹橋等存留。

3 上塘河水利歷史智慧溯源

3.1 聯(lián)合運(yùn)行的系統(tǒng)智慧

為克服自然條件阻礙，更好地利用水道資源，上塘河水利工程通過各要素的聯(lián)合運(yùn)行實(shí)現(xiàn)水利目標(biāo)，其中海寧長安閘壩工程便是例證之一。其始建于唐貞觀年間，經(jīng)宋、元兩代改建完善，形成了三閘兩澳加一壩的復(fù)合航運(yùn)樞紐。三閘兩澳部分通過閘門、斗門及翻水車的聯(lián)合運(yùn)行，逐級調(diào)節(jié)水位，實(shí)現(xiàn)上下游通船；一壩是指于并行水道上另設(shè)船壩，依靠畜力轉(zhuǎn)動絞盤，牽引下河的船只翻壩進(jìn)入上河。三閘兩澳轉(zhuǎn)運(yùn)耗時(shí)頗久，需累積一定數(shù)量的船只后一起通行，故以大型載貨船只為主要服務(wù)對象；而船壩較為靈活便捷，主要用于小船空船或運(yùn)期緊迫的船只。過閘與翻壩兩種不同的模式，分別在兩條不同的并列水道上進(jìn)行[9]。

長安閘壩工程利用精巧的工程設(shè)計(jì)將上塘河與崇長港水位高差集中到一處之后分級控制，通過克服上下游河道水位差，使得航運(yùn)水位能平穩(wěn)過渡。并且，該工程建立閘壩并行的聯(lián)合通航系統(tǒng)，根據(jù)船只運(yùn)載量大小和緊急程度分開通航，實(shí)現(xiàn)了航運(yùn)交通的“分流”，緩解了往來船只繁忙的壓力，優(yōu)化了航線的時(shí)間與成本，使航行條件得到極大改善，體現(xiàn)了古人聯(lián)合各工程要素運(yùn)行的系統(tǒng)智慧。

3.2 持續(xù)有效的制度智慧

在建設(shè)的基礎(chǔ)之上，制定持續(xù)有效的運(yùn)維管理制度是保障水利工程持續(xù)運(yùn)行不可或缺的部分。通過對歷代文獻(xiàn)法規(guī)的整理，其制度可總結(jié)為3類：用水調(diào)節(jié)制度、疏浚保潔制度和工程運(yùn)行制度。

3.2.1 用水調(diào)節(jié)制度

唐代以來經(jīng)濟(jì)中心逐步南移，江南地區(qū)人口迅速增長，據(jù)《舊唐書·地理志》記載：貞觀十三年(639年)至天寶十一年(752年)，杭州五縣人口由153 720人增長到585 963人，近3倍之巨。為滿足糧食需求，上塘河沿岸開展了大規(guī)模圍湖造田運(yùn)動，農(nóng)業(yè)和航運(yùn)用水產(chǎn)生了巨大的沖突。唐代白居易在主政杭州期間，制定“準(zhǔn)鹽鐵使舊法，又須先量河水淺深，待溉田畢，卻還本水尺寸”[10]的規(guī)定，官府設(shè)立專人于灌溉前測量水位，灌溉結(jié)束后引西湖或臨平湖水入河，恢復(fù)航運(yùn)水位，開創(chuàng)了動態(tài)的水位調(diào)節(jié)制度。

在航運(yùn)與農(nóng)耕生產(chǎn)的用水次序上，唐代規(guī)定，“凡水有灌溉者，碾硙不得與爭其利”[11]；明代在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了深化，“硙碓不得與灌田爭利，灌田不得與轉(zhuǎn)漕爭利”[12]，形成了中國古代漕運(yùn)—灌溉—碾硙的三級水權(quán)法規(guī)。

3.2.2 疏浚保潔制度

上塘河是人工河道，且土質(zhì)松軟，因此極易淤積，需及時(shí)疏浚。南宋紹興四年(1134年)，朝廷派兩浙路役兵廂軍負(fù)責(zé)上塘運(yùn)河的疏浚工作，并規(guī)定“得遺闌物者以十分之四給之”[13]，將工程中開挖河道所得財(cái)物2/5用于個(gè)人獎勵。這一措施在興修水利的同時(shí)減輕了民眾徭役，并通過物質(zhì)獎勵激發(fā)工程人員的積極性，客觀上實(shí)現(xiàn)了政府、社會與工程人員三贏的水利工程建設(shè)制度。

宋元以來沿河人口益多，居民在生產(chǎn)生活時(shí)常將糞土瓦礫等生活垃圾倒入河中，更有甚者“利于得地，增疊基址，規(guī)占河道”[14]。為禁止這一現(xiàn)象，政府出臺法令，對傾土填河者予以嚴(yán)懲，從立法層面杜絕了居民對河道的污染和侵占。

3.2.3 工程運(yùn)行制度

在河道及水利工程的維護(hù)上，明代有著“歲加修葺，勿令圮壞”[15]的規(guī)定，做到了按時(shí)按需維修堤壩。同時(shí)，對不同類型閘壩的建設(shè)機(jī)制也做出了相應(yīng)的規(guī)定[12]，實(shí)現(xiàn)了工程的規(guī)范化建設(shè)。在運(yùn)河沿線根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)立了7種專業(yè)服役分別負(fù)責(zé)[16]，做到專人專用，各盡其責(zé)，實(shí)現(xiàn)了人員的專業(yè)化分類管理。

在工程日常運(yùn)行方面，明清兩代政府均以法令形式予以規(guī)范，并刻碑立于閘壩之旁。清光緒八年(1882年)于長安壩旁設(shè)立的《新老兩壩示禁勒索碑》對大小船只過壩費(fèi)用進(jìn)行了明確的規(guī)定，禁止高價(jià)勒索、故意刁難，是閘壩管理制度的現(xiàn)存例證。

3.3 因地制宜的生態(tài)智慧

以《浙西水利備考》中“仁和縣水道圖”為文獻(xiàn)基礎(chǔ)，通過歷史地圖解譯法[17]的分析，經(jīng)歷代建設(shè)，清代時(shí)上塘河杭州城北至臨平段共有17處閘壩工程(圖4)。工程群落的建設(shè)展現(xiàn)出古人因地制宜、因勢利導(dǎo)的生態(tài)智慧。首先是在自然層面上的“除害”，上塘河臨平段西北有皋亭、黃鶴、黃山、桐扣、龍駒、臨平山6座橫貫東西15 km的山體群落，南側(cè)則為杭州灣海水退去遺留下的海跡湖——臨平湖，整體地勢呈北高南低之勢。雨季群山匯水，形成多股支流沖擊河岸，對沿岸農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航運(yùn)交通造成巨大危害。閘壩群落在雨季通過截流阻水，減少支流的徑流量，以緩解上塘河駁岸壓力，并通過渠道將多余河水排入臨平湖；旱季開閘放水，將所蓄水源調(diào)入上塘河，以保障航運(yùn)暢通及沿線農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉。在社會經(jīng)濟(jì)層面上則以“興利”為目的，杭州城內(nèi)運(yùn)河自城北出分為上下塘河兩路，途徑臨平一帶，水系復(fù)雜，通航條件不佳。通過這些閘壩工程調(diào)節(jié)水位，可以使上塘與下塘兩河節(jié)節(jié)流通，完善了杭州城北的航運(yùn)網(wǎng)絡(luò)，體現(xiàn)了從場所出發(fā)，結(jié)合生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的耦合設(shè)計(jì)理念。

3.4 人水共生的人居智慧

聚落伴水而生，因水而興，河流兩畔聚落地發(fā)展軌跡往往伴隨著時(shí)代的腳步。上塘河從隋唐開始，因經(jīng)濟(jì)中心開始南移得以逐步發(fā)展；南宋時(shí)期因定都杭州從而達(dá)到繁榮鼎盛，沿線商業(yè)重鎮(zhèn)臨平、長安也與上塘河一起。興起于唐，繁榮于宋，一直延續(xù)至今。元代江南運(yùn)河杭州段設(shè)有6處水站，上塘河上的重要商埠赤岸站、長安站位列其中，每站設(shè)有30只船、30戶正式工役及數(shù)百戶雇傭工役[18]。運(yùn)河水利工程的修建與運(yùn)行需要大量的人口支持，水利工程的修建、航運(yùn)驛路的繁榮帶來了人群的聚集，而人群集聚又促進(jìn)了水利工程的興建和商貿(mào)的繁榮，兩者是互相影響、互為因果的關(guān)系。在互動過程中，城鎮(zhèn)聚落的生成與繁榮成為必然[17]。水利工程的建設(shè)在發(fā)展航運(yùn)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，也帶動了沿線的人居聚落的形成。

除了沿岸的人居聚落，上塘河還為地域景觀生成提供了良好的自然條件。通過歷史地圖解譯法[11]對《皋亭山志》中臨平圖進(jìn)行分析，清代上塘河沿岸存有“臨平十景”：蕭橋望月、蘇村桃李、斷山殘雪、寶幢疊華、安平晚鐘、白洋漁唱、段濱觀梅、許莊紅葉、楓林夕照、鼎湖玩月(圖5)。上塘河與其周邊的山水骨架和人文歷史經(jīng)過歷代發(fā)展，共同構(gòu)成了獨(dú)特的地域景觀。水利通過對社會發(fā)展的促進(jìn)，完善了聚落結(jié)構(gòu)，也美化了人居環(huán)境。

圖4 上塘河閘壩群位置

圖5 臨平十景位置

4 人居環(huán)境視角下的水利建設(shè)啟示

現(xiàn)代水利在科學(xué)理論和工程技術(shù)上雖然已經(jīng)有了極大地提升和發(fā)展，但通過對上塘河水利歷史智慧的分析，我們?nèi)钥梢詮闹刑崛〕鼋?jīng)久不衰的歷史經(jīng)驗(yàn)。本文從人居環(huán)境建設(shè)視角出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和時(shí)代發(fā)展要求，融古通今，總結(jié)出4個(gè)方面的水利建設(shè)啟示。

4.1 打造功能復(fù)合的水工景觀

通過對上塘河水利聯(lián)合運(yùn)行智慧的分析，結(jié)合新世紀(jì)以來城市化進(jìn)程快速發(fā)展背景下市民對于戶外休閑游憩需求迅速增長這一時(shí)代特征，可以發(fā)現(xiàn)，水利作為人類文明的重要組成部分，在承擔(dān)著防洪排澇等功能性要求的同時(shí)，誕生了與景觀結(jié)合，成為居民觀景休閑空間的新目標(biāo)，對傳統(tǒng)水利工程在景觀層面的綜合開發(fā)已成為改善人居環(huán)境的重要舉措。在當(dāng)代水利建設(shè)實(shí)踐中，應(yīng)跳出視野局限，從單一滿足功能性的目的導(dǎo)向，向水利與當(dāng)?shù)厝司迎h(huán)境融合發(fā)展的角度進(jìn)行轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)防洪排澇、生態(tài)保護(hù)、景觀休閑、歷史傳承等多種功能的有機(jī)融合。對有條件開放的水利工程應(yīng)融入更多功能性質(zhì)，通過對其外圍空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改造，協(xié)調(diào)水體、植物、濱水空間、綠道和各類配套設(shè)施等各類風(fēng)貌要素之間的關(guān)系，融入景觀、文化、休閑、通行、科普等功能。通過營造宜人的景觀環(huán)境，將傳統(tǒng)單一功能的水工建筑改造成內(nèi)容豐富、功能合理、具有文化魅力和活動吸引力的開放場所(圖6)，打造功能復(fù)合的水工景觀。

圖6 水利工程景觀化綜合提升

4.2 建立動態(tài)完善的監(jiān)管系統(tǒng)

除了在物質(zhì)層面上的工程營建智慧，上塘河水利歷史還記錄了古人在制度系統(tǒng)層面的先進(jìn)思想。在現(xiàn)代水利的建設(shè)過程中，應(yīng)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、建設(shè)及后續(xù)運(yùn)行各環(huán)節(jié)，同時(shí)聯(lián)合水利、生態(tài)、規(guī)劃、城建、交通、園林綠化等相關(guān)部門，建立多部門協(xié)同體系，從不同角度對水利的建設(shè)提出建議、策略和標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行管理上則可以運(yùn)用現(xiàn)代智慧技術(shù)，推進(jìn)水利基礎(chǔ)設(shè)施的智能化提升改造，實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)管系統(tǒng)與“城市大腦”等城市綜合智慧管理系統(tǒng)的互通互聯(lián)，讓水文環(huán)境變化能動態(tài)反映到城市人居環(huán)境的建設(shè)過程中，實(shí)現(xiàn)水利與人居環(huán)境建設(shè)的良性動態(tài)循環(huán)。

4.3 營造生態(tài)健康的水域環(huán)境

通過對上塘河水利工程生態(tài)智慧的分析，可以得出在人居環(huán)境背景下的水利建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、保護(hù)環(huán)境的原則。在工程選址方面，貫徹生態(tài)文明思想，堅(jiān)持對水資源的保護(hù)性開發(fā)，可通過GIS等軟件對生態(tài)環(huán)境敏感性進(jìn)行分析，選擇既能達(dá)成水利目標(biāo)，又能減少對生態(tài)環(huán)境影響的工程營建位置。在工程建設(shè)方面，應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)為先，尊重河湖水體的自然本底，通過加裝過魚設(shè)施、河湖近自然化改造、建設(shè)生態(tài)護(hù)岸等方式，恢復(fù)河湖自然消落帶，修復(fù)動植物生境，打通生態(tài)廊道，改善生物多樣性。通過降低水利工程對自然生態(tài)的負(fù)面影響，營造生態(tài)健康的水域環(huán)境。

4.4 實(shí)現(xiàn)水利的人民共建共享

歷史上上塘河水利的建設(shè)發(fā)展與沿線人居聚落的繁榮形成了良性互動循環(huán)，這對當(dāng)今水利在人居環(huán)境中發(fā)揮積極作用有著積極的啟示?，F(xiàn)代水利工程往往較為獨(dú)立，缺少與人和社會環(huán)境的互動聯(lián)系，可以通過對水利在景觀、歷史文化等層面的綜合改造提升，讓水利工程積極參與到城市發(fā)展中，擴(kuò)展其在社會、經(jīng)濟(jì)層面的功能。同時(shí)可利用移動通信、大數(shù)據(jù)及3D模型等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)搭建公眾參與平臺，向公眾展示水利設(shè)計(jì)模型及日常運(yùn)行狀況，拓展公眾參與渠道，實(shí)現(xiàn)水利建設(shè)的社會參與，打造全民共建共治共享的治水新格局是水利建設(shè)的最終目的。

5 結(jié) 語

上塘河水利兩千余年的發(fā)展歷史凝結(jié)了古人無數(shù)的歷史智慧，可以說上塘河不僅是歷代交通航運(yùn)的重要水道，而且更是京杭大運(yùn)河南端終點(diǎn)的歷史見證。在大運(yùn)河歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承和現(xiàn)代水利建設(shè)背景下，總結(jié)上塘河水利歷史智慧，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和時(shí)代發(fā)展要求，從人居環(huán)境建設(shè)視角出發(fā)，提出水利應(yīng)突破傳統(tǒng)局限，在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)水利與城市人居環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，讓傳統(tǒng)水利智慧得以延續(xù)與發(fā)展。