第八十七章 工程艺术(1/2)

如果翻开中国地图，对比一下隋朝运河和元明运河的走向差异，可以看到隋朝运河纵然为了以洛阳为中心，导致大段大段的河段没法取直，但是即使如此，依然没法解释隋朝通济渠在到了黄河以南的滑州之后，为什么还有两三百里的与黄河平行的河段，直到汴州才汇入黄河。

元明时候的运河之所以取直，从动机上来说，是因为政治中心北移到大度，洛阳不再有大量驻军，也不需要南粮漕运囤积至此。但是从技术角度来说，倒也不是因为元明时候修运河的技术进步了，导致他们可以节省这个距离；而是因为南宋末年时（1194年），金国土地上的那次史上最大黄河改道、夺淮入海，改变了黄淮流域的水文环境，客观上降低了运河取直的技术难度。在华夏大湖中排得上号的洪泽湖，以及其他相对不那么有名的高邮湖等等，就是淮河失去入海口后淤积出来的堰塞湖。如果没有那次黄河改道，以元明两朝的工程技术，要把大运河修成京杭直通，依然是不太容易做到的。

所以，隋朝的时候，从技术上，根本不存在解决大落差河流之间的人工运河沟通技术，这个时代没有船闸，没有任何调蓄水位的大型工程机械机构。隋朝大运河到了滑州之后不得不再沿着黄河挖平行渠直到汴州，多出来的这部分工作量，就是因为只有到了汴州附近，通济渠和黄河的水位才能差不多持平，而如果直接在滑州就打通的话，大运河就会因为水位高于黄河而导致运河水直接全部灌进黄河，把运河抽干。从这个角度来说，后世的人不得不感慨隋朝那位将作大匠宇文恺的惊人艺业——宇文恺在运河选址的时候，其实是相当于做了非常详尽的勘测工作，了解了数千里河段上黄河、淮河、长江每一个点的水位海拔，然后找出了黄淮江水水面等海拔的点，将其连接起来，实现了运河的静水。

仁寿二年末这个时间点，通济渠的修建议案还没提上日程，但是工程技术的天然原理并不会改变。萧铣在打通长江与浙江之间最后一环这个问题上，遇到的技术难点，和宇文恺不能在滑州就把大运河打通入黄河，是基本一样的，但是又略有不同。不同之处，便是钱塘潮带来的水位差，不是一种持续地绝对水位差，而是一种短时间的相对水位差——每天，只有那么*个时辰，江河水位差很明显，但是也有那么两三个时辰的最低潮期，是水位几乎没有差异的，这就为某一种特殊人字闸的施工提供了可能。

人类历史上，直到16~17世纪，当远在西欧的荷兰人，开始争取他们从西班牙统治下独立的事业时，在尼德兰和弗兰德斯的土地上，他们首次发明了人字闸这种机构，让人类的运河工程进入了一个新的时代。那种人字闸需要人们对于大型水力推动机械地技术应用达到一个很高的高度才能应用，按说，中国的隋朝还不是实现这一点的时机——虽然萧铣已经在挖泥船上发明出了简单到如同自行车踏板与轮轴之间的齿链传动系统，但是工程机械的大型化一直是一个难题，能够造出传输数吨力矩的传动机构，并不代表就能做出传输数百吨力矩的传动机构。（力矩的单位当然不是吨，但这也不是物理书，会意即可。）

要解释清楚这个问题，可以简单看一下人字闸的原理。

人字闸是一种左右两扇门叶分别绕水道边壁内的垂直门轴旋转的水闸。关闭水道时，俯视形成“人”字三铰拱形以承受水压力；水道开时，两扇门叶位于边壁的门龛内，不承受水压力，处非工作状态。

与平行闸门相比，人字闸最大的优势就是可以非常稳定地承受巨大的高落差水压——毕竟铰接的拱形可以提供非常强大的抗压力。但是劣势也很明显，那就是只能承受单向水压力，如果没有强力的开合机构，就只能在上、下游水位相等或相近时的静水状况下进行开关操作。

这一点很好理解，就好像刚出生的笑去啄另一枚还没孵开的鸡蛋时，不一定能啄穿；而当笑自身孵化出来时，从内部却能轻易破壳。拱形结构，理所当然只能抗外来压力，而压力如果从拱内而来，拱形结构是不堪一击的。

一千年后荷兰人使用人字闸对付运河时，他们拥有的大型水车、风车传动机构，远不是一千年前隋朝时中国人可以比的。荷兰人的闸门开关机械，可以让闸门顶住两丈的水位差，在数十米宽的河面上开闸，而如今的萧铣，或许只能做到十分之一，甚至数十分之一。

好歹，在浙江的特殊水文环境情况下，这个数十分之一，也已经够用了。

萧铣的思路是——咱不用保障船闸每天每个时辰都可以让船只通航，咱只要保障一早一晚，每天总计两到三个时辰的短暂时间段内可以通航就够了。如果船只来得早了或者来得晚了，大不了让船在运河里排队等候最多半天时间——停船延误半天时间虽然也要成本，可这个成本至少比找力棒把满船的货卸下来，然后人力车力扛过几里路、再装上另一艘船，要节约几十倍。

钱塘潮每天午后是最高的时候，半夜也有一趟小潮，清晨和黄昏则是水位最低的时间点，在这两个点，浙江水位与大运河的水位差距，只在区区两尺之内，有些日子甚至只有数寸。以隋朝时的绞盘传动机构，顶住数寸落差的水压开闸，还是很容易做到的。

而且，这一设计还有一个很绝的地方，那就是