山上的泉水流到哪（水往高处流的灵渠）

概述

“人往高处走，水往低处流”是自然规律，也是人们常常挂在嘴边的一句话，但是中国有一处地方的水却逆流而上，演绎了水从低处流向高处的“非常理事件”。

这个地方就是灵渠，不同于这一老生常谈的定律，让水可以往高处流！

灵渠，古称秦凿渠、零渠、陡河、兴安运河、湘桂运河，位于广西壮族自治区兴安县境内，于公元前214年凿成通航。

灵渠流向由东向西，将兴安县东面的海洋河（湘江源头，流向由南向北）和兴安县西面的大溶江（漓江源头，流向由北向南）相连，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。

灵渠地理位置

为什么要修灵渠

秦始皇消灭六国之后，完成了中原地区的统一，紧接着他的目光转向岭南，但是五岭山脉横卧在两广与中原地区之间，军需物资运输极为困难，秦军在两广不能实行连续作战，饥饿的士兵是无法打胜仗的。

百越民族生活的岭南与秦国

这就意味着要想征服岭南必须要先解决粮草运输的难题。

由于岭南水系遍布，天然水网是水路运输的绝佳有利条件，同时由于秦军的帛锦基地在巴蜀和两湖地区，从此处进入长江水系十分方便。

所以灵渠的修建也就成为秦始皇征服岭南的关键一环，也正是它决定了秦军前线50万将士的生死。

灵渠水系总览图

水只能往高处流

越城岭以东是横亘中国腹地，长江水系的分支湘江，越城岭以西是进入漓江水系的始安水。

如果在越城岭开凿人工河道 运粮的秦船就能从长江水系进入漓江，再通过漓江进入珠江，最终到达广西的最南端南海。

初始灵渠构想示意图

修建者史禄在两河间的反复测量中发现，始安水始终是高于湘江的，意味着灵渠的水是势必要往高处流的。

但是史禄选择连接点时并没有把两水间距离最近的越城峤作为开凿地点，而是在较远的南陡村开始修建拦水大坝。

长度对比

越城峤处，始安水的水位高出湘江6米，如果要把水位低的湘江水引入到水位高的始安水，就必须修筑一座高达6m提高水位的拦河大坝，而且还要在两河之间修筑一条长达1.6千米、高6米的人工地上河。

以2000多年前秦人的工程技术来修建是非常困难的。

最后史禄发现一个叫南陡村的地方，虽然这里两水间的距离有4.1千米，但始安水的水位仅仅比始湘江高出1.5米，这个高度就较容易实现了。

测量过程

高差示意图

水流通之后的其它问题

控制北渠的流速问题

北渠与湘江故道

在秦朝，灵渠的功能主要是运输，落差对于灵渠这条运河来说，至关重要，直线型的新河道施工量小但因为拦水大坝的蓄水作用，会导致水位抬升、落差加大，顺流而下的船速度难以控制，逆流而上的船上陡坡更使难上加难。

为了解决这个难题，史禄采用了在界限内拉长河道总长度，减缓坡度的“s形河道”技术，将河道设计为弯道，以延长流径，延缓坡降，满足通航要求。

S形北渠

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，在容易使用和容易施工之间找到一个微妙的平衡。

给南北渠精确分水

这里，史禄借鉴了30多年前李冰治水的成功案例-都江堰，修建天平坝完成南北渠的分水。

铧嘴是古人为分流江水而筑的小岛，大小天平紧紧连接在铧嘴之后,两侧分别向南北伸延，和原河道两岸相接，与铧嘴合成“人”字形拦河坝。

但与都江堰不同的是，铧嘴更多的作用是为了保护大坝，真正用于分水的还是大小天平。

铧嘴和大小天平

与一般的“一字坝”不同，“人”字型大坝把迎面而来的江水的正压力，变为了侧压力，由于北渠下首的湘江是一条大江，要保证湘江的通航，就必须给予北渠更多的水量。

经过不断地计算和试验，人字形大坝的长短边长最后定为3：7，江水也按这个比例被分开，并且水满时恰好使得南北渠两边水量一致，都是1.5米深。

天平坝分水原理

保证南北渠全时通航

由于兴安地区处于五岭之中，南北两方的气候截然不同，每年8月过后，湘江会进入枯水期，直到来年南渠的最小水深只有35厘米，根本不足以运输军用粮草与物资。

史禄为此设置了陡门的装置。

陡门原理

渠道水浅的时候过不去船，加上陡门以后，把水位变高了，此时水涨船高，然后再把拦截江水的陡杠抬起来，水跟船也就跟着水流下去了。

陡门示意图

这种装置分别安装在南渠和北渠的河道上，这样的陡门一共有36处，通过一阶一阶的陡门，航船也就像爬过了一座座的小山。

陡门

这种逐阶提升的陡门已经具备了分级船闸的原始概念，它对后世的影响是无法估算的，这也是灵渠水利工程中最具智慧的一笔。

公元前214年，即灵渠凿成通航的当年，秦兵就攻克岭南，随即设立桂林、象郡、南海3郡，将岭南正式纳入秦王朝的版图。

结语

灵渠联接了长江和珠江两大水系，构成了遍布华东华南的水运网，自秦以来，对巩固国家的统一，加强南北政治、经济、文化的交流，密切各族人民的往来，都起到了积极作用。灵渠虽经历代修整，依然发挥着重要作用。

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参考资料

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1.百度百科 灵渠

2.CCTV《创造科技的力量》-20150101生死灵渠

3.百家号《水能不能往高处流？2200年前秦始皇修建的灵渠给你答案：可以！》

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