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专题 | 京杭大运河水工设施的信息数据库建立与空间分布特征研究

摘要: 全文刊登于《中国文化遗产》2024年 第2期 P53-63向上滑动阅览京杭大运河水工设施的信息数据库建立与空间分布特征研究王程 李靓 闫怡桦 欧阳莹 冯养潇 胡洋摘要:古代水工设施的选址建造所呈现出的空间分布特征,多与其所处的自然与社会环境密切相关。京杭大运河水工设施数量多、分布广、类型繁杂,其中部分水工设施遗存已成为大运河文化遗产群的重要组成部 ...

全文刊登于《中国文化遗产》2024年 第2期 P53-63


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京杭大运河水工设施的信息数据库建立与空间分布特征研究

王程 李靓 闫怡桦 欧阳莹 冯养潇 胡洋


摘要:古代水工设施的选址建造所呈现出的空间分布特征,多与其所处的自然与社会环境密切相关。京杭大运河水工设施数量多、分布广、类型繁杂,其中部分水工设施遗存已成为大运河文化遗产群的重要组成部分。本文基于明清两代京杭大运河全线水工设施数据库的建立,采用地理信息系统软件分析其空间分布特征,反映自然与社会因素对其空间分布特征的综合影响。同时,在应用三维点云模型软件计算的基础上,形成数字化和可视化的大运河水工设施数据库,辅助实现从整体到局部的体系化研究模式。为大运河水工设施遗产保护利用,构建大运河健康发展生态廊道,推动大运河文化带建设及水文化可持续发展提供基础研究数据参考,促使针对大运河水工设施遗产专项保护利用策略的制定与实施更具科学性。

关键词:京杭大运河;水工设施;数据库;空间分布特征;影响因素


京杭大运河始建于春秋,发展于隋唐,兴盛于明清。作为由历代王朝主导治水而成的产物,京杭大运河承载着中华民族的悠久发展历史,其兴衰演变侧面反映出中国封建王朝从繁荣到没落的全过程,蕴含着深刻的历史文化内涵。水工设施作为京杭大运河水利工程系统的核心组成部分,按照不同水利功能所发生的水利场景不尽相同,包含渠、闸、坝、桥等多种类型,而这些场景的选择也受到多层次因素的综合影响。元代王喜在《治河图略》中说:“天下有自然之利,亦有自然之害,顺而导致者易为利,逆而遏之者难为功。譬犹人之一身血脉,流通则无病,血脉壅滞则病生,审而治之,宣其壅滞,使之流通,则病自去,治水之道亦当如此。”在京杭大运河开凿之初,建造者就曾因地制宜地考虑运河沿线水源疏补、地形高差、天然河流阻隔及河运交汇等问题的影响[1]。为解决这些问题,古人在运河上建造了大量的水工设施,这些设施历经朝代更迭均发挥了重要水利作用。德国社会学家马克斯·韦伯(Max Weber)指出“回顾中国历史,便不难发现,治水的这一必要性是中央政权及其世袭官僚制之所以成立的关键所在”[2]。明清时期,国家在治水活动中同样占据着举足轻重的地位,工程建设作为治水活动的重要一环,其基址选择深受其所处社会发展背景和社会需求的影响。

自2014年京杭大运河申遗成功后,大运河文化带建设成为新时代加快推进中国水文化建设的核心需求,水工设施作为其遗产的重要组成部分备受关注。目前,中国学者针对京杭大运河水工设施的营建背景、历史变迁、总体分布和运行原理等方向进行了深入地挖掘和多样化的研究[3-8]。然而,以运河水工设施的空间分布特征作为引导未来水工遗产聚集性保护和系统化利用的重要前置性研究,尚缺乏针对性、体系化的研究成果。基于此,探究影响京杭大运河水工设施空间分布特征的各类因素,是对其遗产资源时空分布的宏观考虑,也是深入挖掘其历史脉络,并充分展现大运河遗存承载的价值所在。本文从体系化视角出发,开展京杭大运河(以下简称“运河”)水工设施可视化、数据化研究。


一、京杭大运河水工设施信息数据库搭建


(一)运河地理环境特征

基于自然和社会相关因素的作用,我国的主要自然河流多为东西走向,京杭大运河的开通人工实现了南北通达。其北起北京,南至杭州,贯穿五大水系以及众多湖泊,形成了复杂的水网。该水网从华北平原一直延伸到长江三角洲,所经之地地势起伏不断。受自然地形影响,京杭大运河全线大致分为三个下降段和三个上升段,分别为:第一个下降段为北京至天津段,距离短、河床高度相差大;第一个上升段以天津往南至黄河现道为止;第二个下降段是从黄河现道到南旺以南,地面高度缓慢下降,直到长江为止;第二个上升段是从长江以南至丹阳北部最高点为止,同时也是江南运河的分水岭;第三个下降段从丹阳北部分水岭至无锡和崇德,河流呈阶梯式降落;第三个上升段从崇德到杭州,河床慢慢隆起,河床海拔均在-1~-5米之间(图1)。由此可见,京杭大运河所处自然环境之复杂。

图1 京杭大运河剖面图(作者自绘)


(二)运河水工设施概况

随着自然环境的变化及社会经济条件的发展,京杭大运河在不同历史时期的水工设施建设及功能不断发生变化。例如:元代会通河岸经常先筑堤,再于堤上建坝,堤坝冲毁后可溢洪,以此法避免大段河堤被冲垮,起到保护河堤的作用;明朝晚期则着重于维修和管理工程,如维修水柜、坝闸等,利用河道沿岸湖泊或池塘蓄水。本文参考郭涛先生所著《中国古代水利科学技术史》,将运河河道根据不同地形和水文特征,分为四种河道结构:闸河段、湖区段、天然河段和河运交汇段(图2)[9]。闸河段分为北京至通州的通惠河和临清至留城的会通河两段。湖区段主要包括淮扬运河以及安山湖段、南旺湖段、昭阳湖段和骆马湖段等。天然河段是指工程整治后得以运用天然河段通航的地段,主要有北运河、南运河、泗水至淮阴河段等。河运交汇段主要出现在运河与海河、黄河、淮河、长江四大水系及其众多支流水系的交汇之处。

图2 河道结构分布图(作者改绘,底图来源:邹逸麟(总主编).中国运河志·附编[M].南京:江苏凤凰科学技术出版社,2019.)


通过对京杭大运河相关背景资料的收集和整理,以及参考学术界的既有研究成果,本文对运河全线的水工设施按照其水利功能进行分类和定义,包括挡水设施、溢流设施、输水设施、蓄水设施、控水设施、河工设施以及附属设施等七类,具体类型及其功能如表1所示。


表1 水工设施类型及其功能


(三)运河水工设施坐标点位及其相关数据整合

1.古籍舆图文献整理

在开展水工设施空间分布的相关研究之前,为构建研究理论框架,首先进行文献搜集和梳理工作,具体包括22本正史、78本地方志、10本与运河建设有关的人物传记、10本游记以及12本古舆图等(见表2)。《史记·河渠书》详细记载了从上古至秦汉时期开渠引灌、防洪、灌溉等史实,对于水工设施的历史发展提供了重要的参考。此外,地方志的水利志更是详实记载了不同地区的水工设施建设情况。通过对多方面的地方志进行对比发现,水工设施在各种舆图中的位置与实际地理位置相差不大,只是在个别点位上存在一定的差异。同时,部分古舆图对运河河道及其管理系统进行了详尽的记载和描绘,《中国运河志·图志》对明清时期运河相关舆图进行了汇总和研究。在获取水工设施点位的过程中,以古舆图作为原始研究数据,根据图中对水工设施的具体描绘,进行位置的搜寻和整理,为深入研究水工设施的空间分布提供了重要的资料。

表2 部分运河相关古籍文献整理


2.现代研究成果对照

当前京杭大运河研究成果表明,无论历史与现实,运河在连接中国南北各城市之间的经济和文化交流中都发挥了关键作用,有效推动了沿线地区商业和农业经济的繁荣。《京杭运河史》全面梳理了京杭大运河从始建、发展到衰落的历史演进过程,详细记录了运河全程7个河段的水工设施名称、所处位置、数量以及建造年代等重要信息。

本文详细分类与梳理约100余份与现代京杭大运河有关的文献资料(见表3),并补充了古代舆图、方志等典籍中所未涵盖的水利设施的相关信息,依据这些文献中关于水利设施地理位置的描绘,推测出它们在现代地图中的具体位置信息,总结整理出1168个有效的水工设施点位(图3),进一步完善明清两代京杭大运河全线的水利设施数据库。


表3 部分运河相关现代著作整理

图3 各省市水工设施数量(作者自绘)


3.水工设施以及实地考察

为了在现有资料的基础上构建与水工设施相关的三维点云数字模型,并深化所提出的问题。研究团队从天津市起向南出发,途径河北、山东、江苏、浙江四省,跨越16个地级市,对运河沿线各大城市内可能存在运河水工设施的地区进行了实地考察。考察对象包括已被公布为国家级、省级文物保护单位的水工设施,以及历史上存在但如今已经消失的水工设施。通过调研,研究团队共探寻到147处水工设施现存遗址,其中河北省6处、山东省75处、江苏省53处、浙江省13处。


二、京杭大运河水工设施空间分布状况


在已构建的信息数据库的基础上,采用Arcgis10.8软件对京杭大运河水工设施的空间分布进行聚类与核密度分析,旨在评估水工设施在运河沿线范围内的分布状况是否合理。分析结果将为后续研究水工设施空间分布的影响因素、分布特征提供重要的空间要素依据。

(一)聚类分析

利用平均最近邻比率方法,对运河水工设施的空间集群程度进行验证。最近邻比率是观察到的平均距离与预期平均距离之间的比值,如果该比值小于1,表明水工设施呈现出集群分布的特征;反之,若比值大于1,则表明水工设施呈现出分散分布的特征。根据平均最近邻汇总可知(见表4),所构建的数据模型具有显著的统计学意义(P值小于0.05)。同时,最近邻比率为0.349,也小于1,进一步证实了水工设施的空间分布呈现出明显的集群状态(图4)。


表4 平均最近邻汇总

图4 平均最近邻示意图(作者自绘)


在此基础之上,进一步对在不同空间尺度下,运河水工设施的集群特征进行探索(图5)。图中红线代表实际观测值,蓝线代表期望值。当观察距离相同时,如果实际观测值高于期望值,那么水工设施的分布将呈现聚集状态;反之,如果实际观测值低于期望值,则分布将呈现分散状态。研究发现,当观察距离接近250千米时,水工设施才开始呈现出分散分布的特征,而运河的水工设施均位于这个观察距离范围内。

图5 多距离空间聚类(作者自绘)


(二)核密度分析

利用京杭大运河水工设施点位数据,计算其核密度,并总结水工设施的局部分布情况。结合运河四段分段(图2)以及水工设施总体分布情况(图6),发现水工设施由北及南密度逐渐升高(图7)。在南运河天然河段与江南运河沿线,水工设施密度较为稀疏。相对而言,通惠河闸河段、会通河闸河段与其湖区段、淮扬运河湖区段的水工设施分布较为密集,局部在南运河湖区段与淮扬运河呈现较为密集的团状分布。总体来看,水工设施密集分布在运河的中下游沿线,特别是高程落差较大的湖区段地带。

图6 水工设施分布情况(作者改绘,底图来源:Arcgis online)

图7 核密度图(作者自绘)


基于对运河水工设施空间分布影响因素的研讨,可从水工设施密集点所处区域的角度来进一步剖析自然和社会环境因素对水工设施空间分布的影响成因。


三、京杭大运河水工设施空间分布与自然地理环境的相关性


为了有效提升运河的运输效率,水工设施的建设需要满足对运河水量进行调控的需求,并确保水面高程保持稳定。自然地理环境对于水工设施的空间分布有着显著的影响,主要体现在水文和地形两个方面。

(一)水文因素

受气候条件的影响,南方地区河网密集,北方地区则地表水相对缺乏,但都存在洪水期。自然河流可为运河补充水量,同时也带来了大量的泥沙,导致了运河周边环境的空间结构和演变路径发生改变[10]。因此,水工设施建设必须充分考虑运河周边水环境[11]。以山东德州市四女寺水利枢纽为例,清雍正三年(1725年),直隶地区发生大洪水,各河流相继泛滥,造成了严重的灾患。为此,清廷对畿辅地区的南运河进行了修整,从1726—1887年相继修建了四女寺减河、减水坝、减水闸、河槽、堤防等一系列水工设施,以达到疏浚河道、遏河泄洪、保障运河平稳运行的目的。

由于京杭大运河水文数据存在缺失,为探讨水文因素对运河水工设施空间分布的影响,首先必须重建明清时期京杭大运河的水文模型。本文使用Arcgis10.8软件,依据运河相关舆图,并结合当代数字高程模型(DEM),选定适用于明清时期的河网密度阈值,构建了能充分反映明清时期运河河网条件的水文模型(图8)。在此基础上,采集水工设施点位所在地的流域面积数据(图9),并进行数据的标准化和正态分布检验,验证了水工设施所在地的流域面积与水工设施空间分布之间的关联。

图8 复原后水文模型图(作者自绘)

图9 流域面积图(作者自绘)


(二)地形因素

由于地形地貌的复杂性,运河不同河段之间水位差异显著。为解决这一问题,运河水工设施的选址充分考虑了各地的具体情况,各种类型的水工设施相互配合,以确保运河畅通。山东省济宁市南旺水利枢纽被称作“运河水脊”,以其为中心,采取了筑坝拦河、设置水柜蓄水、疏通河道、建闸节流等一系列措施,通过提升水位确保运河拥有足够的水量满足航运需求,成功解决了“水脊”缺水的问题,使得民间素有“七分向天子,三分下江南”的生动描述[12]。

本文主要从坡度和坡向两个角度来切入,分析地形因素对运河水工设施空间分布的影响。其中,坡度代表了地形的倾斜程度,而坡向则代表了地形的倾斜方向。使用Arcgis10.8软件对修复后的河网模型进行均匀断点,从而获取能够反映大运河整体地形走势的实验数据,包括干流坡度、干流坡向、支流坡度和支流坡向四个影响因子的数据。然后对这些数据进行标准化处理和正态分布检验(图10)。结果表明,这些数据的分布情况基本符合正态分布。利用这些数据来分析地形因素对水工设施空间分布的影响,可为类似工程的考古、设计和施工提供参考和借鉴。

图10 地形、水文因素影响因子正态分布图(作者自绘)


(三)相关性分析

考虑到自然地理环境因素对运河水工设施空间分布的影响作用具有多样性,同时,水工设施的空间分布特征又由其地理坐标和高程因子所描述。因此,采用结构方程模型研究方法,以此验证多种变量之间的相互关系,并构建相关的路径模型(图11)。经过模型拟合验证(见表5),该模型的拟合优度较好,具有可行性。

图11 路径模型图(作者自绘)


表5 模型拟合指标


根据结构方程模型验证结果(见表6),当P值小于0.05时,路径关系存在显著的相关性。此外,估计值的正负决定了各个路径之间的正负相关关系以及影响程度。其中,水工设施所在地的流域面积、干流坡度和干流坡向与水工设施的空间分布之间存在直接的负向相关关系;而支流坡度与水工设施所在地的流域面积之间存在直接的正向相关关系,支流坡向与水工设施所在地的流域面积之间则存在直接的负向相关关系。另外值得注意的是,支流坡度和坡向通过影响水工设施所在的流域面积,进而影响水工设施的空间分布,表现出间接的相关关系。由此可见,自然地理环境与水工设施的空间分布之间存在一定的相关性。

表6 结构方程模型验证结果


根据对干流坡度、干流坡向、水工设施所在地的流域面积与水工设施空间分布之间估计值的绝对值大小进行比较(0.166>0.112>0.096),以及对支流坡度、支流坡向与水工设施所在地的流域面积之间估计值的绝对值大小进行比较(0.178>0.101),可以得出,坡度这一因素对水工设施的空间分布具有决定性作用。


四、京杭大运河水工设施的空间分布与社会环境的相关性


京杭大运河作为封建社会维护统一的重要载体,对漕运制度的根本影响体现在其水利工程系统的建设进程上。在政治和军事需求的共同推动下,运河的修建及发展不仅促进了运河沿线区域的社会进步,还带来了经济文化的繁荣。同时,区域经济水平的快速发展,又进一步要求建设更多与之相应的配套设施,以保障漕运的顺畅。

(一)政治军事因素

京杭大运河的修建在明清时期起到了加强南方经济中心与北方政治中心联系的重要作用,构建了稳定的水路运输系统,从而强化了中央集权的统治。作为一项国家级治水活动,运河的修建催生了一系列官僚体制,这些官僚体制构成了国家中央政权统治的核心部分。在军事方面,运河的畅通保障了漕粮北运和兵马运输,满足了战事的供给需求,并形成了满足军事后勤储备的“军屯制度”[13]。

水工设施作为京杭大运河水利系统的重要组成部分,其位置与当地的政治军事需求密切相关。以济宁为例,其地理位置自古以来就十分重要,是一个军事重镇。运河的开通进一步提升了济宁的政治军事地位[14]。明清时期,水利部门的最高权力机构河道总督署就设在此地。目前,济宁市区内尚存有河道总督署的遗址,在对其遗址周边地名沿革的研究过程中发现大闸口河南街、小闸瓮城等街区,揭示了历史上水工设施的位置紧邻行政管理部门。

综上所述,京杭大运河的修建不仅加强了南北之间的联系,强化了中央集权统治,还满足了军事后勤储备的需求。同时,运河的水工设施与当地的政治、军事需求密切相关。

(二)经济文化因素

京杭大运河的开通显著促进了物资流通,推动了运河流经地区手工业的繁荣和商品经济的蓬勃发展,使得南、北方沿线地区商品贸易的活跃度得到显著提升[15]。此外,运河的修建对沿线地区各级城市和乡村的兴衰、人口分布的变动、农业社会中依赖水资源的居住方式,以及城市规划中的功能区域划分等诸多方面,都产生了深远的影响。

运河的修建还加强了南、北方各地区之间的文化交流,推动了沿线地区独具特色的人文民俗的传播,促进了民族间、区域间文化的交融,强化了符合社会统一价值观念体系的建设。水工设施作为具有具体建筑形态的大型营建工程,其规模宏大、功能显著,对于建设地区的经济文化交流和人口聚集产生了重要的促进效应[16]。以淮安、扬州和杭州三地的御码头为例,其营建目的虽都始于皇帝南巡的需求,后因其本身具有高度的交通运输能力,因此成为船只往来、盐商交流和漕粮运输等经济活动的重要交通节点。

鉴于政治军事数据的非数字化特性,本文以“府”为研究目标,统计明清两代各府的运河水工设施数量,并提取其经济、人口及文化相关因子来验证社会因素与水工设施空间分布的关联。因明清两代的社会发展状况及其相关数据的记录存在差异,明朝时期经济方面选择了税课、额粮数和良田数为影响因子,人口方面以“乡里制度”下的里数为依据,文化方面选取了文人数、碑刻量和非物质文化遗产数量作为影响因子;清朝时期经济方面选取了盐引、田赋征银和良田数作为影响因子,人口方面采用了地方人口数作为衡量标准,文化方面选择进士数、碑刻量和非物质文化遗产数量作为影响因子(明清两代各影响因子之间的关系如图12所示)。在建立明清两代行政区划模型基础上(图13、14),利用SPSS26.0软件进行相关性检验。

图12 影响因子关系示意图(作者自绘)

图13 明代行政区划图(作者自绘)

图14 清代行政区划图(作者自绘)


(三)相关性分析

因包含多个自变量及一个因变量,本文构建了线性关系模型以验证社会环境因素与水工设施空间分布之间的关系。由于明代北直隶与清代直隶省的行政区域存在显著差异,为保持研究区域的一致性,移除了明代的宣府镇、清代的口北三厅、承德府和宣化府。据研究统计,明代共有45个府级行政单位,并存在779座明代及以前的水工设施;清代共有64个府级行政单位,沿用及清代建设的水工设施达1168座。

根据模型验证,本文得出了研究结果(见表7),其中标准化系数可反映变量间的相关关系及其影响程度。当显著性值小于0.05时,两个变量之间存在显著的相关关系。VIF(方差膨胀因子)用于检测线性关系模型中多个自变量可能存在的多重共线性,并分析多个自变量之间的相关性情况。当VIF小于1时,表示自变量之间没有多重共线性的问题,这种情况最为理想;当VIF在1~5时,存在轻微的多重共线性,这种情况可以接受。根据线性关系模型验证结果,与该朝代各个府运河水工设施数量存在显著相关关系的影响因子均符合多重共线性检验。


表7 线性关系模型验证结果


通过分析明代时期的数据发现,非物质文化遗产数量与各府运河水工设施数量之间存在显著的正相关关系,这表明文化因素对明代水工设施的空间分布具有重要影响。在清代良田数量、地方人口数量和碑刻数量也与各府水工设施数量之间存在正相关关系,表明经济、人口和文化因素对清代水工设施的空间分布具有显著作用。然而,清代田赋征银与各府水工设施数量之间却存在负相关关系,这表明经济因素对水工设施的空间分布具有复杂的影响。

从清代各影响因子的标准化系数大小关系(0.496>0.462>0.356>0.308)可以看出,经济方面的两个影响因子的影响程度最高,这表明经济因素在所有影响因素中占据主导地位,对水工设施的空间分布起到了决定性的作用。同时,对比明清文化因素作用程度的变化情况(0.415>0.356),可以发现文化因素一直与水工设施的空间分布存在一定的相关性,但影响程度有所降低。此外,人口因素的影响也从无到有,在清代对水工设施的空间分布也表现出了明显的作用关系。

由此可见,随着水工设施规模扩大,与水工设施空间分布存在相关性的影响因素不断增多,并涉及社会环境的各个方面,其中经济因素的影响程度最为显著。因此,可以确定社会环境与水工设施的空间分布之间存在相关性。


五、京杭大运河水工设施空间分布特征分析


基于前述的研究和观察,本文得出以下结论:多种自然和社会环境因素对京杭大运河水工设施的空间分布产生了显著的影响。其中在自然因素方面,地形因素中的坡度因子在决定水工设施的空间分布上起到决定性作用;在社会因素方面,文化因素对两代水工设施的空间分布均产生了作用,而经济和人口因素则于清代开始发挥作用,并且经济因素的影响程度最大。由此可以推断,京杭大运河所流经的区域地形地貌越复杂,其水工设施的空间分布也就越密集。同时,那些政治和经济高度发展的区域,更可能出现水工设施聚集的情况。总体而言,可以看到运河水工设施在空间分布上整体呈现为带状布局,同时伴有局部水工设施呈现出团状聚集分布的特征。因此,本文提炼出京杭大运河水工设施的显著空间分布特征与形成原因:

其一,通惠河闸河段的水工设施主要集中在文明门至通州高丽庄(白河口)这一区域,这些设施以燕山山脉南侧为背景,整体呈现团状分布。通惠河作为运河最北端人工开凿的运河,其主要难点在于如何解决水源供给和地形高差对船只造成的影响。为了获得稳定的水源并改善水运条件,因此在通惠河闸河段沿线需要建设较为密集的水工设施。

其二,会通河闸河段与其湖区段的水工设施由山东临清至留城(闸河段)及安山湖至骆马湖一带构成,整体上呈条带状排列,其中会通河湖区段南旺镇区域的局部则呈团状密集分布。会通河作为京杭大运河全线地势最高的河段,地形高差也最为显著。地势以山东省济宁市南旺镇为最高点。据《明史·河渠志》记载,会通河的南旺湖北至临清全长166.2千米,地势下降29.43米;南至镇口(徐州对岸)全长160.66千米,地势下降37.932米。从南旺分水口向南北两侧地势逐步降低。会通河最高点南旺镇与京杭大运河南北两端最低点(分别位于扬州市长江口和天津市静海区附近)的最大高差约30米。由于运河通航深受地形、水文条件的影响,因此,以会通河湖区段南旺镇为中心的团状面型区域内水工设施点分布十分密集。

其三,淮扬运河湖区段的水工设施主要集中在淮安以南至扬州沿线一带,围绕安徽省与江苏省的边界呈半包围式团状分布,且两端密集、中间稀疏。在北端,水工设施以洪泽湖为中心密集分布;而在南端,则以邵伯湖为中心密集分布。洪泽湖作为我国五大淡水湖泊之一,是淮扬地区运河的重要水库。明清时期,为发挥洪泽湖的拦洪蓄水、补充水源的作用,在以洪泽湖为中心的区域建设了密集的水工设施。邵伯湖湖区主要承受高邮湖的来水,同时还会受到西部送架桥、大仪集、方巷等丘陵岗地的来水补给,下泄入江。京杭大运河有11.5千米航道穿过邵伯湖,泄洪时横向流速超过安全系数,影响航运安全。因此,水工设施在邵伯湖周围呈现出尤为密集的团状分布状态。

其四,北运河天然河段与江南运河南段构成了局部区域内相对稀疏的水工设施集中区域。北运河天然河段位于北京市与天津市的交界处,该区域自古便是我国重要的政治中心,吸引了大量官员和商人聚集,形成了庞大的消费市场。为了满足日常交通运输和货船停靠的需求,北运河天然河段区域需要建设大量的水工建筑物。同时,江南运河南段位于江苏省和浙江省交界处,这两个省份都是南方经济中心,也是国家产盐的中心区。由于漕粮等生产物资需要通过运河北运至京城,因此江南运河南段也需要建设大量的水工设施,以满足运河漕运需求。因此,这两个区域形成了水工设施相对集中的地区。

其五,运河水工设施多在河道交汇处形成聚集地。海河、黄河和长江三大水系与南运河、中运河和淮扬运河相交,形成了河道交汇的区域。在此范围内,受到水文条件的影响,运河河道容易受到自然河流的冲击,产生泥沙淤积、侵蚀河道等潜在危机,因此需要修建大量的水工设施来阻挡泥沙和保护河堤。这些水工设施由于功能相近,且多需要组团协作而集中在这些地区,因此形成了局部团状分布的态势。

综上所述,水工设施在京杭大运河沿线广泛存在,并在地形和水文条件复杂的区域形成集中分布的中心。因此,自然环境条件是影响水工设施空间分布的重要因素。同时,水工设施的建设旨在满足运河的畅通和运输需求,而社会发展的需求又要求水工设施能够适应运河沿线地区的特点。此外,政治经济中心的影响,也导致了水工设施相对稀疏的聚集地的形成。


六、结语


通过对文献资料的查阅和实地考察,确定了京杭大运河水工设施的具体位置点,这些数据可成为后续研究运河水工设施空间分布影响因素的基础。同时,经过研究发现,运河水工设施在空间分布上呈现出各类局部集中的状态,这种分布特征与时代背景下的自然环境和社会条件密切相关。

水工设施作为京杭大运河水利工程系统的重要组成部分,其空间分布能够让世人更好地认识和理解古代水利工程系统,这对于现代治水活动和水工设施建设选址具有借鉴意义。同时,随着当代运河交通运输功能恢复利用,及其文化旅游功能的衍生,运河水工设施亦焕发出崭新的生机,展现出其独有的、可为当代所用的新时代价值。

水工遗产是京杭大运河文化遗产群的重要组成部分,研究其空间分布有助于全面地了解水工遗产的整体价值,进而可以制定有效的保护利用策略,实现对水工遗产的专项保护。此外,研究水工遗产的空间分布还可以了解其与其他运河文化遗产之间的空间联系,推动大运河水文化的可持续发展,促进运河文化带的建设,实现运河文化传承,为公众提供一个全面了解京杭大运河水工设施的科学平台。

[本文受2023教育部人文社科基金项目“明清京杭大运河天津段水工遗产保护策略研究”(23YJC760115)资助]








作者简介

王程,天津城建大学城市艺术学院讲师,SCI期刊(一区)审稿人,研究方向为京杭大运河水利文化遗产保护研究。

李靓,天津城建大学建筑学院硕士研究生,研究方向为线性文化遗产。

闫怡桦,天津城建大学建筑学院硕士研究生,研究方向为线性文化遗产。

欧阳莹,天津城建大学建筑学院硕士研究生,研究方向为线性文化遗产。

冯养潇,天津城建大学建筑学院硕士研究生,研究方向为线性文化遗产。

胡洋,湖州师范学院艺术学院硕士研究生,研究方向为环境设计。


(文章参考文献和注释略)


责任编辑:刘瑛楠

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