良渚古城及外圍水利系統(tǒng)的遺址調(diào)查與發(fā)掘

王寧遠

（浙江省文物考古研究所，杭州 310014）

良渚古城及外圍水利系統(tǒng)的遺址調(diào)查與發(fā)掘

王寧遠

（浙江省文物考古研究所，杭州 310014）

良渚古城由內(nèi)而外具有宮城、王城、外郭和外圍水利系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)，而它外圍的水利系統(tǒng)不僅是中國現(xiàn)存最早的大型水利工程，也是世界上最早的攔洪水壩系統(tǒng)，同時它開創(chuàng)了中國史前水利史研究的新領(lǐng)域。文章描述了利用遙感（RS）與GIS現(xiàn)代技術(shù)手段對良渚古城及外圍水利系統(tǒng)的遺址進行的深入調(diào)查與發(fā)掘，旨在為研究良渚文化的社會發(fā)展和中國文明起源提供依據(jù)。

良渚文化；古城；水利系統(tǒng)；文明

良渚文化是距今4 300～5 300年的中國早期文明，良渚古城是其都城。良渚古城確認后，通過使用GIS軟件制作DEM，于2010年確認古城的“外郭”。通過多年連續(xù)工作，近年又確認了良渚古城外圍存在一個龐大的水利系統(tǒng)，已發(fā)現(xiàn)11條水壩。它們可以分為塘山長堤、高水壩和低水壩3部分。建筑土方量260萬m3，控制面積超過100 km2。從而證實良渚古城由內(nèi)而外具有宮城、王城、外郭和外圍水利系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)。它是中國現(xiàn)存最早的大型水利工程。比大禹治水的傳說還早1 000年，開創(chuàng)了史前水利史研究的新領(lǐng)域。它也是世界上最早的攔洪水壩系統(tǒng)。與埃及和兩河流域以蓄水灌溉為主要目的治水系統(tǒng)形成鮮明對照，體現(xiàn)了濕地稻作農(nóng)業(yè)和旱地麥作農(nóng)業(yè)不同的水管理策略。西方學(xué)者普遍認為東方各早期文明的出現(xiàn)與治水活動密切相關(guān)，甚至提出了“治水文明”和“治水國家”的概念。而良渚古城正是中國境內(nèi)最早進入國家形態(tài)的地點，水利系統(tǒng)與它在空間和時間上具有不可分割的密切關(guān)系。所以，這一發(fā)現(xiàn)在中國文明起源研究中具有標(biāo)志性意義。

1 概況

浙江省杭州市余杭地區(qū)位于浙西丘陵山地與浙北平原的交界地帶，西依天目山，其南北均為天目山余脈挾持，向東呈開放狀，總體形成一個東西長約42 km、南北寬約20 km、總面積約800多km2三面環(huán)山的C形盆地。

良渚古城遺址處于 C形盆地的北部，西北距杭州市區(qū)約20 km。向東則是敞開的平原，總體有一種以山為郭之感（圖1）。這里處于山地與平原交界的江南水鄉(xiāng)位置，水網(wǎng)密集，為良渚古城通往太湖、達于天下，提供了最為便捷的水路交通。

圖1　良渚古城的位置

自2007年良渚古城發(fā)現(xiàn)和確認之后，經(jīng)過不間斷的考古發(fā)掘、調(diào)查和勘探，我們對良渚古城的結(jié)構(gòu)布局和格局演變有了一個基本的認識。良渚古城的主體城市結(jié)構(gòu)可分三重；最中心為莫角山宮殿區(qū)；其西側(cè)的南北向長壟上，則分布著反山、姜家山和桑樹頭等王陵和貴族墓地；其外分別為城墻和外郭所環(huán)繞，堆筑高度也由內(nèi)而外逐次降低，顯示出明顯的等級差異，形成類似后世都城的宮城、皇城、外郭的三重結(jié)構(gòu)體系，這是中國最早的三重城市格局，具有重要的開創(chuàng)意義，良渚古城的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

同時古城北部和西北部還分布著規(guī)模宏大的水利系統(tǒng)、與天文觀象測年有關(guān)的瑤山、匯觀山祭壇以及廣闊的郊區(qū)，整個城市系統(tǒng)占地面積達到100 km2。

圖2　良渚古城的結(jié)構(gòu)

1.1良渚古城

良渚古城東西長約1 770 m，南北長約1 910 m，總面積約300萬m2。略呈圓角長方形，正南北方向。城墻底部普遍鋪墊石塊作為基礎(chǔ)，在石頭基礎(chǔ)以上再用較純凈的黃土堆筑而成，寬20～150 m，城墻保存較好的地段其高度約4 m。目前四面城墻共發(fā)現(xiàn)了8個水城門，南城墻還發(fā)現(xiàn)1處陸城門。

除了沿著城墻的城河之外，在城內(nèi)共發(fā)現(xiàn)古河道51條。整個良渚古城猶如一座水城，水路交通為當(dāng)時最主要的交通方式。

莫角山宮殿區(qū)位于古城的正中心，是一處人工營建的長方形土臺，呈長方形覆斗狀，臺底東西長約630 m、南北寬約450 m，面積近30萬m2，占據(jù)了古城1/10的面積?？碧斤@示，莫角山東部的人工堆筑層厚度約10～12 m，西部的人工堆筑層厚度約為2～6 m（圖3）。在莫角山大土臺上還分布有大莫角山、小莫角山、烏龜山等3個小型土臺，為主要的宮殿基址。

圖3　莫角山遺址地層堆積示意圖（白點表示機鉆孔位置）

王陵和貴族墓葬區(qū)布置在莫角山宮殿區(qū)西側(cè)一條南北向的高壟之上，自北向南依次為反山、姜家山和桑樹頭。其中，反山位于莫角山遺址西北角，東西長約90 m、南北寬約30 m、高約6 m，1986年發(fā)掘西部三分之一，出土良渚文化大型墓葬11座，出土了大量的玉器、石器等珍貴文物（圖4）。

在良渚古城的外圍，分布著扁擔(dān)山—和尚地、里山—鄭村—高村、卞家山及東楊家村、西楊家村等長條形高地，均為人工堆筑而成，寬30～60 m，人工堆筑高1～3 m，這些長條形遺址斷續(xù)相接，構(gòu)成多個圍繞古城城墻分布的框形結(jié)構(gòu)，基本形成外郭城的形態(tài)，其合圍面積達8 km2，是良渚古城的整體組成部分。

良渚古城的外圍還分布著瑤山、匯觀山等祭壇遺址和權(quán)貴墓地?，幧绞且蛔０渭s35 m的自然山丘，位于良渚古城東北約5 km。1987年在瑤山的頂上第一次發(fā)現(xiàn)了良渚文化的祭壇，由內(nèi)而外形成紅土臺、灰土框和礫石臺面三重結(jié)構(gòu)，可能與觀象臺測年有關(guān)。祭壇上共清理出打破祭壇的13座良渚大墓，分兩排埋在祭壇的南側(cè)。

圖4　反山琮王

1.2水利系統(tǒng)

新近確認良渚古城外圍存在一個龐大的水利系統(tǒng)。其位于瓶窯鎮(zhèn)境內(nèi)、良渚古城的北面和西面，共由11條堤壩組成，是良渚古城建設(shè)之初，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計的城外有機組成部分（圖5）。

圖5　良渚古城及外圍水利系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DEM

這些堤壩根據(jù)形態(tài)和位置的不同，可分山前長堤、谷口高壩和平原低壩3類。

(1)山前長堤：原稱塘山或土垣遺址，位于良渚古城北側(cè)2 km，北靠天目山脈，距離山腳約100～200 m，全長約5 km，呈東北西南走向，是水利系統(tǒng)中最大的單體。

從西到東可將其分成3段：塘山西段為矩尺形單層壩結(jié)構(gòu)；塘山中段為南北雙層壩體結(jié)構(gòu)，北壩和南壩間距約20～30 m，并保持同步轉(zhuǎn)折，形成渠道結(jié)構(gòu)，雙壩的東端連接大遮山向南延伸的一條分水嶺；分水嶺以東為塘山東段，為單壩結(jié)構(gòu)，基本呈直線狀分布，連接到羅村、葛家村、姚家墩一組密集分布的土墩（圖6）。

圖6　塘山與良渚古城關(guān)系（來源：美國corona衛(wèi)片，1969）

(2)谷口高壩：位于西北側(cè)較高的丘陵的谷口位置，包括6條壩體?？煞譃闁|、西兩組，各自封堵一個山谷，形成水庫。高壩體高程為海拔30～35 m。壩體長度在50～200 m之間，厚度近100 m。

(3)平原低壩：建于高壩南側(cè)約5.5 km的平原內(nèi)，共4條壩將平原上的孤丘連接而成，壩頂高程大約在10 m。壩長35～360 m不等。高壩與低壩之間的庫區(qū)略呈三角形，面積約8.5 km2。庫區(qū)東端與塘山長堤相接，共同組成統(tǒng)一的水利體系。

2015年分別對低壩的獅子山和鯉魚山、高壩的老虎嶺進行了小規(guī)模發(fā)掘。獲得了壩體營建方式的認識。如鯉魚山的堆筑方式為：先在筑壩處地面下挖一個縱向凹槽，寬度約25 m，深度達3 m。槽內(nèi)堆填青淤泥和草裹淤泥為基礎(chǔ)，之上覆蓋一層黃色散土，在北側(cè)迎水面的位置，用草裹黃土和散黃土間雜堆筑形成斜坡，其后部則又用黃色散土覆蓋壩體的表面。

鯉魚山壩原地面為青色粉砂土，防滲性差，易于流失，直接筑壩容易崩塌。挖槽填入淤泥，可能是出于防滲的目的。壩內(nèi)填土中發(fā)現(xiàn)數(shù)片崧澤文化時期陶片和1片良渚文化中期鼎或甗的腹片。

在老虎嶺壩體獲得了重要的地層疊壓關(guān)系。顯示壩體被良渚晚期的溝3（G3）打破，確認了該壩的下限時間。

溝內(nèi)出土了T形鼎足、側(cè)扁形鼎足、盉足等典型良渚文化時期陶片，而其自身又被馬橋時期的溝G2打破。

C14測年也可證實壩體的年代。11條壩體中，除塘山長堤、蜜蜂弄、官山和梧桐弄未提取到測年標(biāo)本，其余7條壩體的樣本經(jīng)北京大學(xué)年代學(xué)實驗室C14測定（除石塢樣本因碳含量不足無法檢測外），得出12個測年數(shù)據(jù)，涉及崗公嶺、鯉魚山、獅子山、老虎嶺、周家畈、秋塢6個地點。結(jié)果顯示，上述各地點系列樣品的樹輪校正值全都在距今4 700～5 100年之間，屬于良渚文化早中期。

為了驗證測年結(jié)果的可靠性，我們又委托日本的加速器分析研究所對崗公嶺的2個樣本做了C14測定，結(jié)果顯示和北大的檢測數(shù)據(jù)僅差10余年。因此，我們認為上述測年數(shù)據(jù)應(yīng)該反映了水壩的真實年代。

初步推測該系統(tǒng)可能具有防洪、運輸、用水等諸方面綜合功能，與良渚遺址群及良渚古城的生產(chǎn)與生活，關(guān)系密切（圖7）。

圖7　 高壩低壩形成的庫區(qū)推測

良渚人在流域的上游、中下游興建不同類型的水利設(shè)施，表明他們已經(jīng)具備全流域的水環(huán)境規(guī)劃和改造能力。水利系統(tǒng)工程浩大，僅外圍堤壩的總土方量即達260萬m3。在距今5 000年之前，其規(guī)劃視野之闊、技術(shù)水平之高、動員能力之強令人刮目相看。大規(guī)模的水利系統(tǒng)建設(shè)，涉及復(fù)雜的組織機構(gòu)、人員管理和社會動員能力，也為認識良渚古國的管理機構(gòu)和社會復(fù)雜化程度新辟了重要的觀察視角。

1.3基本認識

良渚古城是目前國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的同時代最大的城址，是長江下游地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)史前時期的城址，也是良渚文化第一次發(fā)現(xiàn)城址。為研究良渚文化的社會發(fā)展階段和中國文明起源提供了十分重要的資料。

良渚古城及良渚文明所處的環(huán)太湖流域與古埃及文明、蘇美爾文明、哈拉帕文明所處的尼羅河流域、兩河流域及印度河流域均大致位于北緯30°附近。良渚文明存在的時期，也是古埃及、蘇美爾、哈拉帕文明開始出現(xiàn)的年代，以良渚文明為代表的距今4 300～5 300年，可以稱為良渚時代，這是中國乃至世界文明誕生及發(fā)展的重要時期。

良渚古城的考古發(fā)現(xiàn)得到國內(nèi)考古學(xué)界的一致認可。國家文物局考古專家組成員、原故宮博物院院長張忠培先生經(jīng)多次考察后稱：“良渚古城遺址在國內(nèi)獨一無二，其意義與價值堪比殷墟，是中國同時期規(guī)模最大的城市，堪稱‘中華第一城’”。

良渚古城具有完整的都城結(jié)構(gòu)，由內(nèi)而外依次為宮城、王城、外郭城和外圍水利系統(tǒng)，成為中國后來都城結(jié)構(gòu)的濫觴。整個都城系統(tǒng)歷經(jīng)5 000年尚能保存如此完整，世所罕見，為中國城市史的研究提供了重要資料。

良渚水利系統(tǒng)是中國現(xiàn)存最早的大型水利工程。中國水利史通常始于距今4 000年前的大禹治水傳說，現(xiàn)存的水利工程遺跡如都江堰、靈渠、白渠等均早不過戰(zhàn)國時期。良渚水利系統(tǒng)的確認，是中國古代水利史研究的重大突破。它也是世界上最早的攔洪水壩系統(tǒng)，與埃及和兩河流域早期文明以渠道、水窖等以引水為主要目的的水利系統(tǒng)形成鮮明對照，體現(xiàn)了濕地農(nóng)業(yè)文明和旱作農(nóng)業(yè)文明在水管理系統(tǒng)上不同的特征。

良渚水利系統(tǒng)在中國和世界文明史研究中具有重要意義。國際學(xué)術(shù)界普遍認為，四大古代文明的出現(xiàn)，都與治水活動密切相關(guān)。良渚古城是中國境內(nèi)最早進入國家形態(tài)的地點，而良渚古城外圍的水利系統(tǒng)和古城在空間和時間上具有不可分割的密切關(guān)系，因此對研究中國文明的起源具有標(biāo)志性意義，在世界文明史研究上亦占有重要一席。

2 發(fā)現(xiàn)歷程與工作方法

良渚遺址和良渚古城系統(tǒng)規(guī)模宏大，今天我們對它的認識，是幾代考古人成果的積累和綜合，也是幾十年來考古理念、思路和方法不斷進步而取得的碩果。

自1936年施昕更先生在良渚鎮(zhèn)的調(diào)查發(fā)掘開始，良渚遺址的考古工作至今正好是80年。在這80年的歷程中，可根據(jù)幾個關(guān)鍵的時間節(jié)點，將良渚遺址的考古工作分成3個階段。

第一階段（1936—1985年）：施昕更先生在1936年進行了良渚遺址的首次調(diào)查和發(fā)掘?，F(xiàn)在看來，那些地點都是良渚古城外圍的基層小聚落，未能發(fā)掘出玉器等高等級器物。而傳世和出土的大量良渚玉器當(dāng)時都被認為是周漢時代的遺物。因此，對良渚文化的認識，是根據(jù)黑陶等線索與山東龍山文化進行聯(lián)系，認為良渚是龍山文化南漸的結(jié)果。新中國成立后，在良渚地區(qū)的發(fā)掘也比較零星，增加了一些新的遺址點，至1982年初，共發(fā)現(xiàn)遺址20余處。這個階段可以稱為“遺址點”的階段，對良渚遺址的認識剛剛起步，考古工作關(guān)注單個遺址本身，區(qū)域性的總體認識還無從談起。

第二階段（1986—2005年）：1986年反山的發(fā)掘是一個關(guān)鍵節(jié)點。緊接著的瑤山、莫角山、匯觀山等極高規(guī)模的墓葬、體量巨大的公共建筑和祭壇的發(fā)現(xiàn)和認識，使浙江的考古學(xué)者意識到良渚遺址的在整個文化區(qū)中的特殊高度和中心地位。結(jié)合匯觀山、莫角山、塘山（土垣）遺址的性狀的解讀，對良渚遺址的認識有了本質(zhì)提高?？脊艑W(xué)家開始在較大范圍內(nèi)對這些特殊遺跡進行性質(zhì)和功能的討論，提出莫角山臺城的看法。對良渚遺址的整體認識開始逐漸形成，“良渚遺址群”概念的提出，標(biāo)志著良渚的考古工作已經(jīng)超越了“遺址點”的認識水平，具有了朦朧的大遺址考古的意味。

1994年提出申報世界文化遺產(chǎn)的計劃，被列為預(yù)備名單。1996年國務(wù)院批準(zhǔn)良渚遺址群為全國重點文物保護單位。這期間劃定了42 km2的良渚遺址保護區(qū)，通過了良渚遺址保護條例。考古工作則仍以被動性的配合基本建設(shè)為主，主動性的工作是對遺址群開展大規(guī)模的主動性調(diào)查，發(fā)現(xiàn)的遺址數(shù)量達到135處。

第三階段（2006—今）：2006—2007年良渚古城的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著良渚遺址的考古認識由 “遺址群”時期進入到都邑考古的新階段。是對良渚遺址和良渚文化認識的一次大跨越。相應(yīng)地，考古工作的模式由以遺址點調(diào)查和被動性發(fā)現(xiàn)為主向全面主動性工作轉(zhuǎn)化。

良渚城墻這一具有極強功能指向性的遺跡的發(fā)現(xiàn)，使我們能在邊界模糊的“遺址群”范圍內(nèi)將觀察點聚焦到莫角山、反山這個區(qū)域，對遺址群各遺址點的功能定位更為準(zhǔn)確，研究重點也轉(zhuǎn)到功能區(qū)的尋找和解讀層面。因此，良渚遺址群的考古由前期的守株待兔、盲人摸象，進入到順藤摸瓜，按圖索驥的階段。順著莫角山宮殿區(qū)和城墻，向外尋找外部結(jié)構(gòu)，于2010年發(fā)現(xiàn)確認了外郭城。

2015年良渚外圍水利系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著我們對良渚遺址的觀察視野進一步擴大。良渚古城及外郭結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，使我們充分意識到古城并非一個能自給自足的聚落，其周邊稻作農(nóng)業(yè)調(diào)查表明，古城周邊附近都沒有稻田分布，有越來越多的線索顯示：城內(nèi)居民的身份不是直接生產(chǎn)稻米的農(nóng)民，而很可能是各類工匠。而莫角山宮殿區(qū)巨量的碳化米的發(fā)現(xiàn)，使我們充分意識到：良渚古城絕不是一個能自己自足的封閉聚落，而是一個由都城和廣大的郊野組成的城市系統(tǒng)。這就是個“王國”的概念。雖然現(xiàn)在無法獲知這個國的精確邊界，但起碼可以按照自然地理的界限，將杭州西北面的整個C形區(qū)域上千平方公里的良渚遺址進行統(tǒng)一觀察。

觀念和視角急劇擴大，意味著傳統(tǒng)考古勘探工作手段已經(jīng)無法滿足考古工作的要求。因此在這一階段的考古工作中，更多地采取了地理信息系統(tǒng)（GIS） 和遙感（RS）等新的技術(shù)手段，為近年的發(fā)現(xiàn)起到了極其關(guān)鍵的作用。如古城外郭就是首先在高精度的數(shù)字高程模型上發(fā)現(xiàn)線索，再通過考古勘探驗證而確認的。而水利系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，則與遙感手段的應(yīng)用直接相關(guān)。

3 現(xiàn)代科技手段的應(yīng)用

3.1DEM與良渚古城外圍結(jié)構(gòu)的探索

在良渚古城發(fā)現(xiàn)后，研究其空間框架結(jié)構(gòu)成為我們首要的目標(biāo)。首要任務(wù)是要明確古城是否存在外郭城。在良渚古城發(fā)現(xiàn)之前，整個良渚遺址群內(nèi)有根據(jù)現(xiàn)代地貌邊界標(biāo)定的135個獨立遺址點。古城墻發(fā)現(xiàn)后，我們發(fā)現(xiàn)許多遺址點實際上是同一遺跡（如城墻）的不同位置，或者是城的不同功能區(qū)，只是因為后期的破壞導(dǎo)致彼此分離。因此以往基于遺址點的觀察角度，顯然已經(jīng)無法適應(yīng)對古城的整體研究需求。有了城墻這一明確的線索，考古工作的目標(biāo)思路就豁然開朗，觀察的焦點就集中到了城墻外圍的這個區(qū)域。以城墻的基本形態(tài)作為參考，特別注意尋找那些同屬于良渚時期，外形呈長條壟狀的遺址點，以及能構(gòu)成框型結(jié)構(gòu)的那些遺址點的位置關(guān)系。但是這些遺跡因受到晚期的破壞，可能已經(jīng)變得斷斷續(xù)續(xù)，所以需要在一個平面圖上去復(fù)原這些地點的原有關(guān)系。

這期間我們對古城東部區(qū)域進行了大規(guī)模的基礎(chǔ)鉆探。鉆探獲得了這個區(qū)域內(nèi)古水系和文化堆積的翔實材料。但是我們發(fā)現(xiàn)這種基于傳統(tǒng)考古手段形成的平面圖，對于研究古城的外圍結(jié)構(gòu)所能提供的直觀信息并不多。在這樣的情形下，迫切需要找到另外的手段來進一步分析遺址。作為一種嘗試，利用良渚古城區(qū)域1：500比例的線劃圖在GIS軟件中制作了數(shù)字高程模型（DEM），結(jié)果有驚人的發(fā)現(xiàn)。在該數(shù)字高程模型（DEM）的截圖（圖8）中，莫角山標(biāo)準(zhǔn)的長方形輪廓，以及其上的大小莫角山和烏龜山這3個高臺顯示得非常規(guī)清晰，更為重要的是，在這張圖里，我們可以明確地發(fā)現(xiàn)：良渚古城東南部外側(cè)，存在著一個長方形的結(jié)構(gòu)體，它由美人地、里山—鄭村、卞家山分布構(gòu)成北、東、南三面墻體，并和良渚古城的東墻和南墻相接續(xù)。結(jié)合之前勘探的結(jié)論，認為這一周框狀的結(jié)構(gòu)應(yīng)和良渚古城密切相關(guān)，它可能是古城不同階段的另一墻圈，也可能是與古城同期的外部附屬結(jié)構(gòu)?；谶@樣的認識，迅速開展了這周墻體上的美人地、里山2個地點的發(fā)掘，證實這些條壟狀遺跡是由良渚晚期若干次的居址逐步加高形成現(xiàn)狀的，作為良渚古城的附屬平民住居的可能性很大。這種長條形框狀聚落，與普通良渚基層聚落的形態(tài)完全不同。良渚的基層聚落都呈散點狀分布的小聚落，每個間距500～1 000 m，聚落面積一般幾千到一二萬平方米，每個聚落都以自身土臺為中心，周圍圍繞著該聚落的水域和稻田。這是水網(wǎng)平原地區(qū)和調(diào)和人類居住和稻作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)矛盾而形成的最優(yōu)布局。而古城周邊的這一框狀長條聚落，面積相當(dāng)于幾十個散點式基層聚落的總和，其上居住的人口甚多，如果從事稻作生產(chǎn)，則圍繞著它的稻田面積應(yīng)該非常巨大，從居住地到稻田的距離會非常遠。而該區(qū)域稻作專項研究調(diào)查顯示，它周邊的并沒有良渚稻田分布，而是一般的沼澤，所以這一圈的居民應(yīng)該不是從事稻作生產(chǎn)的農(nóng)民，而應(yīng)該是最早的城市居民。因此，我們認為這一圈居住地，當(dāng)是古城的外郭城。

圖8　良渚古城核心區(qū)DEM顯示的外郭

所謂“數(shù)字高程模型”，通俗地說，就是把地圖上不同高程的范圍，依照某種色系的變化，涂上不同的顏色。這樣，即使一道城墻被破壞后呈若干分散的小段，其基本高程一致的話，在DEM平面圖上就顯示為相同的顏色，這樣就可很容易地順著某種幾何位置關(guān)系把它們聯(lián)系起來。而前述那張包涵有勘探形成的水系和文化堆積分布的線劃圖（圖9（a）），它反映的文化堆積范圍，既包括了地面上的人工堆筑高地，還有外圍河道等低地區(qū)域的廢棄堆積，所以，該圖標(biāo)示的遺存范圍全面，但沒有突出反映最重要的高程信息，對于尋找墻狀的結(jié)構(gòu)很不直觀。另外，良渚遺址群還有分辨精度高達8 cm的數(shù)字正射影像，谷歌地球（google earth）也提供了本區(qū)分辨率達60 cm的高清影像（圖9（b））。但是因為大量現(xiàn)代建筑和植被的干擾，這些影像對地面高程的變化反應(yīng)也不敏感，從而使遺跡不能清晰顯現(xiàn)。而相反地，DEM反映的是單純的地表高程變化，所以能從復(fù)雜的地表植被和建筑的視覺干擾中，將遺存信息直觀反映出來（圖9（c））。因此我們發(fā)現(xiàn)，在本地區(qū)尋找城墻結(jié)構(gòu)，DEM是最有效的方法，優(yōu)于線劃圖和高清衛(wèi)片。另外，經(jīng)過配準(zhǔn)處理的早期corona衛(wèi)片（圖9（d）），因為帶有陰影，所以也能較好地表現(xiàn)古城地貌形態(tài)，同時早期地貌被現(xiàn)代建設(shè)的破壞也較少，其效果遠遠超過谷歌地球的現(xiàn)代正射影像。

圖9　不同圖形形式對古城結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)

因為DEM在遺跡尋找上具有重要的指示作用，因此我們迅速擴大了古城周邊1:500地圖的測繪范圍，并根據(jù)新的地圖，制作了新的DEM。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在古城的北邊，還有2條長條形的結(jié)構(gòu)，與美人地-里山-卞家山共同構(gòu)成外郭結(jié)構(gòu)。同時，我們發(fā)現(xiàn)良渚古城中心的宮殿區(qū)、城墻和外郭依次降低，構(gòu)成了三重同心結(jié)構(gòu)，是中國歷史時期都城的宮城、王城、外郭三重結(jié)構(gòu)的濫觴。取得了極為重要的認識，是中國古代城市研究的重大突破。

良渚古城區(qū)域數(shù)字線劃圖分別有1 ：10 000、1 ：2 000、1 ：500三種比例。其中以1:500的圖制作數(shù)字高程模型效果最好。這是與良渚遺址的堆積性狀、保存狀況密切相關(guān)的。比例不同的圖，其等高線密度不同：1：10 000的圖，等高線間距為5 m；1 ：2 000的圖，等高線間距為2 m，1 ：500的圖，等高線間距為0.5 m。良渚地區(qū)的人工堆積，包括城墻遺跡，目前和周邊平原農(nóng)地的相對高程，大體都在3～4 m，另外還有些相對高程只有1～2 m。這樣，如果使用1 ：10 000的地圖，則除了莫角山這種相對高程為8～9 m的巨型遺跡外，其他地點因為相對高程過小，幾乎無法從農(nóng)田中辨識出來。所以，1 ：10 000比例的地圖用于尋找城墻構(gòu)造顯然是不合適的。同理，因為存在著不少相對高度在2 m以下的遺址，所以1 ：2 000的圖制作DEM，也會有大量的信息漏失。而1 ：500的圖具有的0.5 m的等高線密度，是制作DEM理想的素材。實際上在應(yīng)用于結(jié)構(gòu)尋找的DEM制作中，最重要的因素在于地圖的高程分辨率，而非平面精度。地圖的比例即使是1 ：10 000，只要其等高線能夠加密，達到0.5～1 m的密度，也應(yīng)該可以滿足需要。

DEM能在本地區(qū)的考古工作中發(fā)揮較大作用，應(yīng)該和良渚以及整個太湖地區(qū)聚落分布形態(tài)密切相關(guān)。水鄉(xiāng)平原地帶植物繁茂，人口密集，因此從遺址現(xiàn)場和衛(wèi)片等角度觀察，干擾因素很多。但是太湖平原地區(qū)史前遺址多為人工堆筑的高墩，墩外多為水域和稻田，這種模式從良渚時期開始形成，一直延續(xù)到今天都沒有發(fā)生大的變化。所以，早期的人工高墩往往會被晚期繼續(xù)加高沿用，而不會推倒重起爐灶，從而使早期的遺址格局得以保留。因此通過DEM剔除了建筑和植被的干擾之后，遺址的原有格局就能比較好地得到反映。

3.2遙感（RS）與GIS手段在水利系統(tǒng)探索中的應(yīng)用

隨著近年的良渚古城考古工作的推進，我們又確認良渚古城外圍存在一個龐大的水利系統(tǒng)。在尋找這個系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的過程中，遙感手段提供了關(guān)鍵的線索。而在分析這個系統(tǒng)的作用中，GIS發(fā)揮了重大作用。同時在制作大區(qū)域的DEM時，針對一般的制作方法的缺陷，進行了探討和改良，取得了滿意的效果。

2009年夏，良渚古城西北部約8 km的彭公崗公嶺，因為偶然的施工發(fā)現(xiàn)了大型人工堆筑遺跡。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此處遺跡系在兩山之間的溝谷位置由人工堆筑大型壩體。壩體規(guī)模極為宏大，復(fù)原其堆筑高度可能近20 m，寬度上百米。其內(nèi)部中心由草裹淤泥的小土包壘砌，外圍覆以純凈黃土。這種堆筑方法與反山等良渚時期很多臺墩遺跡相同。在遺址現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有零星的良渚文化陶片，臺墩上部則有漢墓疊壓，因此推測這處遺跡可能屬于良渚時期。順此線索，在周邊山谷內(nèi)又發(fā)現(xiàn)了秋塢、老虎嶺等幾處類似的壩體。據(jù)觀察，還是從基于單體水利設(shè)施的角度對這些壩體進行解讀，推測可能是用于阻攔山谷的來水，使其改變流向，匯入山系北側(cè)的德清下渚湖，避免洪水沖擊遺址群。2010年夏，崗公嶺的3個草葉樣本經(jīng)北京大學(xué)考古年代學(xué)實驗室C14測定，其樹輪校正年代距今約4 800～5 000年，證實了前期對這處遺跡的年代判斷。因此其重要性進一步引起我們的重視，繼續(xù)在周邊進行調(diào)查。

使用谷歌地球的高分辨率衛(wèi)片對這一區(qū)域進行觀察，2011年年初，意外地發(fā)現(xiàn)：在崗公嶺這組壩體的南面的鯉魚山也存在著一個明顯具有人工痕跡的大型壩體。故在4月對這處地點進行現(xiàn)場鉆探調(diào)查，鉆探的第一天就證實這個300 m長的壩體是人工堆筑的。同時發(fā)現(xiàn)在鯉魚山的東側(cè)獅子山也是一段已經(jīng)被道路截斷的壩體。這次的調(diào)查的意義并非僅僅增加了壩體的數(shù)量，關(guān)鍵在于鯉魚山和獅子山通過其東面的小山體，連接到了良渚遺址群西側(cè)規(guī)模巨大的水利工程——塘山。

塘山遺址長6.5 km，20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)后曾進行多次發(fā)掘，一般認為是良渚遺址群外圍的擋水壩。但是當(dāng)時是以單體遺跡的角度對其進行研究的，對塘山西側(cè)向南拐彎后的去向，曾在毛元嶺一帶多次找尋，但是一直不得要領(lǐng)。而鯉魚山和獅子山壩體的發(fā)現(xiàn)，證實塘山在向南拐之后，連接自然山體，復(fù)又向西南側(cè)延伸發(fā)展。因此，包括塘山在內(nèi)的這些大小壩體，并非單體起作用，而是構(gòu)成了一個極其龐大的復(fù)雜的防洪水利系統(tǒng)，塘山只是這個系統(tǒng)內(nèi)最長的單體。

良渚水利系統(tǒng)的功用如何？我們和社科院考古研究所科技考古中心合作，通過GIS手段對這一系列遺跡進一步分析研究。首先發(fā)現(xiàn)原來認為崗公嶺等高壩系統(tǒng)是將洪水導(dǎo)引到北側(cè)德清的認識是錯誤的。因為這些山谷上部的分水嶺遠遠高于壩體的高度，甚至高于壩體兩側(cè)的山體。所以，高壩系統(tǒng)實際上是能潴留洪水，形成2個山塘水庫。社科院考古所劉建國等通過GIS分析，計算了水壩的集水面積和庫容。

最近通過GIS分析，推測該系統(tǒng)在運輸上也應(yīng)具有重要作用。天目山系可以為遺址群提供豐富的石料、木材及其他動植物資源。天目山古稱“浮玉之山”，地質(zhì)學(xué)家認為其具備玉器的成礦條件。塘山和德清楊墩等地點發(fā)現(xiàn)與制玉相關(guān)的遺存，百畝山則發(fā)現(xiàn)有石器的半成品，顯示良渚時期的玉、石料可能是就地取材于天目山系內(nèi)。遺址群內(nèi)如美人地、卞家山、莫角山、馬金口等各地點都發(fā)現(xiàn)大量的木材。因此如何運輸是良渚人必須解決的問題。在輪式交通及配套的道路系統(tǒng)形成之前，水運是一種最經(jīng)濟便捷的運輸方式。美人地木樁板上多次發(fā)現(xiàn)的有牛鼻穿，這是木材放排水運時用來穿繩，方便拖動的裝置，表明是用放排的方式運來。卞家山和莫角山的碼頭設(shè)施、出土的木漿等說明水運在當(dāng)時的重要地位。與平原區(qū)發(fā)達的水網(wǎng)不同，本地區(qū)的山谷陡峻，降水季節(jié)性明顯，水量變化大，夏季山洪暴發(fā)，冬季則可能斷流，大多時候不具備行船的可能，通過筑壩蓄水形成的庫容，則可形成連接各個山谷的水上交通運輸脈絡(luò)。如高壩系統(tǒng)的崗公嶺、老虎嶺和周家畈3壩，以壩頂高程最低的海拔25 m計，根據(jù)谷底高程推算，滿水水面可沿山谷上溯1 500 m左右。低壩系統(tǒng)鯉魚山壩群海拔約9 m，依據(jù)GIS的分析，蓄滿水時水面可北溯3 700 m左右，直抵崗公嶺壩下方；東北面可以與塘山渠道貫通（見圖7）。

在制作圖6這張DEM時，我們對常規(guī)的制作方法進行了一些改進。與古城局部的DEM不同，該圖包涵整個良渚古城和外圍區(qū)域，面積達百余平方公里，地形有山地丘陵和平原，海拔高度0～500 m。這個區(qū)域內(nèi)有1：2 000的數(shù)字線劃圖，其等高線密度為2 m，理論上足夠滿足在整體表現(xiàn)古城和水利系統(tǒng)的顯示要求。但是我們發(fā)現(xiàn)，按照一般的方法制作DEM時，因為軟件默認的顏色差值，都是等距的。比如本區(qū)高程范圍為0～500 m，分成50個顏色等級，它就自動以每10 m為一種顏色。而實際上我們所有人工遺跡的高程都集中在2～35 m的范圍內(nèi)，其中很多遺跡相對高度只有2～5 m，如果以10 m間距區(qū)分顏色，絕大部分遺跡都淹沒在相同色塊中，無法辨識。如果以2 m的精度區(qū)分顏色，則需要手動設(shè)置250個色級，而這么多色級的顏色區(qū)別肉眼幾乎是不可辨別的。因此，考慮采取不等距的色級設(shè)置，即在有遺跡的高程范圍內(nèi)加密設(shè)置，在沒有遺跡的高程范圍內(nèi)消減色級。將遺跡集中的0～40 m范圍內(nèi)以1 m為一個色級，40 m高程之上，逐步將高程范圍加大，最后設(shè)置約60個色級。以這種色級進行制作的DEM效果，比較符合需求。據(jù)觀察，目前大部分的考古項目在委托測繪單位進行DEM制作時，都是按照軟件默認的平均高程值進行制作的。在高程懸殊的區(qū)域，這種DEM就很可能達不到需要的效果。因此我們認為這是遺址GIS處理中需要關(guān)注的一個重要方面。

GIS和RS技術(shù)在良渚古城考古中的巨大作用，使之具有了與考古學(xué)傳統(tǒng)手段并重的地位。在尋找大的空間結(jié)構(gòu)中，往往能提供最新的線索，在此基礎(chǔ)上再使用考古手段進行驗證，其范圍和效率遠遠超過單一的地面調(diào)查和鉆探，值得推廣。

4 結(jié)束語

良渚遺址的考古迄今已經(jīng)歷80年，我們對它的認識，仍然是粗線條的?？梢灶A(yù)期在未來幾十甚至上百年內(nèi)，仍將會對其進行持續(xù)不斷的發(fā)掘和研究，隨著考古學(xué)學(xué)科的發(fā)展，新的理論、方法與手段會不斷地應(yīng)用到研究工作中，使我們的認識不斷接近歷史的證實。

Survey and Excavation of the Water Conservancy System in Liangzhu City and Surroundings

WANG Ningyuan
（Zhejiang Provincial Institute of Archaeology and Cultural Relics，Hangzhou 310014，China）

The Liangzhu City had a well-planned structure consisting of a palace area, a moated city, outer wall and a peripheral water conservancy system. The water conservancy system outside the city was the earliest large water conservancy system in China, and the earliest flood control dam system all over the world, meanwhile, it shows us an entirely new field for the research of prehistoric hydraulic engineering. In this article, the author focuses on how they used technologies of RS（remote sensing）and GISt（ceo-information system）to excavate the Liangzhu City and its water conservancy system. This article will be helpful for the researches about the social states in Liangzhu cultural and the beginnings of Chinese civilization.

Liangzhu culture；liangzhu city；hydraulic system；civilization

K873

A

王寧遠（1968-），男，研究館員，學(xué)士，主要研究方向為史前考古發(fā)掘與研究。E- mail：nyyp@163.com.