王歡,楊延濤,徐磊,侯國建
(北京建筑大學 建筑與城市規劃學院,北京 100044)
城川城址位于內蒙古自治區鄂托克前旗的城川鎮內,是第六批全國重點文物保護單位。城川鎮處于陜北黃土高原和內蒙古東南部毛烏素沙地的交接地帶,屬于生態環境的敏感帶和緊張帶。城址地處東西狹長的草灘地的中部區域,周圍被沙漠包圍,地勢平坦,現已基本被草地覆蓋。城址南側為省道,省道南面有村落,其北部有已干涸的無定河。
城川城址,又稱宥州城址,北魏時期在此建置長澤縣,在唐代為防護少數民族而建城,改稱宥州,西夏沿用。城址現今保存較為完整,形態清晰可見。城內遺跡較多,并已出土錢幣、瓷器等文物。
城墻整體呈不規則長方形,南北南側的城墻較長,南城垣長727米,北城墻長712米,東西兩側的城墻較短,東城垣全長530米,西城垣長555米,周長2524米,面積約38.8公頃(圖1)。城川城址在城墻東、南、西城墻中部分別設有三座甕城(圖2),北側城墻不設甕城,在中部設置敵臺。城址四周環有護城河,距城墻10~15米,護城河大部分河床寬20~22米。
1.選址考究
唐后期,吐蕃強盛,在靈武與鹽夏地區多次進攻唐軍,導致兵力不足的兩地急需后援,宥州地處鹽州與夏州之間,宥州距離鹽州較近,且地形平緩,從宥州到夏州可沿宥州北2公里的無定河順河而至,在此建城可以沿途護送,保證軍需物資的快速、安全傳遞。
唐滅亡后,西夏占據宥州,宥州西距興慶府(今銀川)直線距離200公里,南接北宋麟延路和保安軍,是西夏東側的屏障。城川城址南側30公里處為山丘地形,北側1公里處為寬闊的無定河,周邊地形平坦,屬于易守難攻地形。西夏時期,宋軍進攻宥州,則需翻越山地,消耗士兵體力,且易被守城士兵發現,可見宥州選址的科學性。
2.布局嚴謹
甕城城川城址地處交通要塞,軍事地位重要,唐王朝營建時,就比較注重城址的防御功能。今日的城川城址仍保存有較為完善的防御措施,城址東、南、西三面設有甕城,甕城平面呈矩形,甕城門與城墻門相互錯開,即使敵軍攻破甕城,錯開的城墻門,由于空間的狹窄,不利于滾木撞門,為護城提供了一定的時間,進而提高了城池的防御性能。
馬面城川城址城墻上馬面密集,城墻上共有48個馬面。這些馬面型制形同,規模相近,現存馬面外凸寬約2.1~10.6 米,長約6.9~16.4 米,馬面間的間隔不同,東、南、西三側城墻的馬面平均間隔不足60米,北側城墻的平均間隔不足50米。其中,東城墻有10座,以東甕城為界,每側均有5座。南城墻共有馬面13座,以南甕城為界,東側有馬面6座,西側有馬面7座。西城墻同東城墻馬面數量相同,以西甕城為界,南北各有5座。北城墻因為缺少甕城,設置的馬面數量較多,共有15座。北側城墻借助天險,不設城門,因此也沒有甕城,但為了提高該面城墻的防御功能,匠人在營建北城墻時,馬面的設置數量要大于其余三面。東南西三側城墻,設有甕城,綜合東、南、西三面城墻的馬面的間隔距離小于60米,古代士兵使用的弓箭,射出后達到能穿破敵軍鎧甲的精確射程大約在30~60米之間,城址相鄰兩個馬面之間的距離,使得守城士兵站在5米以上高度的城墻上,向城墻附近射箭,能夠保證箭羽射入距離城墻40~60米遠的敵軍鎧甲內,達到最大的殺傷力。可見,當時城墻馬面之間的距離是經過合理的科學設計的。
角臺城址轉角處會受到相鄰兩側的侵襲,易被攻破,屬于城墻本身的薄弱部位,而角臺的設置則可以增加城墻轉角處的厚度,避免敵軍從此處攻破城墻,因此角臺一般建造規模大于馬面。城川城址在每一處城墻拐角處都設置有角臺,角臺的基址長即外凸寬度均大于馬面。東南、西南、西北三處角臺現存基址長約27~28米、外凸寬約17~21米,東北角臺規模稍小,基址長約23米、外凸寬約21米。城址角臺的外凸長、寬,遠大于馬面的長、寬。
護城河城川城址周圍地勢平坦,近處無險可據,通過挖護城河,可避免敵人軍隊直接抵達城墻下攻打城門。城川城址在城墻外圍10米到15米處,開鑿有寬達20米以上的護城河,護城河深在2.2米左右,城門處僅用吊橋連接外界,以縮減城門與外界通道的寬度。目前考古已發現了城址東、南、西三側吊橋的夯土橋梁墩基礎。
城墻采用建造材料,因地制宜,采用當地的沙土夯筑,通過對城址的夯土進行分析,發現城墻采用灰白色沙土夯制而成,其中夾雜有粒徑3~5厘米的礫石,夯層清晰,厚度約8~15厘米,夯層內分行設置木拉筋,提高了土體的韌性,使城墻更加堅固。(圖3)
西夏建國初始,就處于群狼環伺的環境中,南有北宋虎視眈眈,北有大遼伺機而動,西夏為與強敵對抗,在邊疆防線上,新建了許多以防御為主的城池,同時與前朝遺留下的城池,一同形成了新的供給站點環線。這些西夏新修筑的城墻規模基本上較小,在內蒙古地區,新建的23座城市中,除高油坊城址、新忽熱古城的規模大于城川城址外,其他的城址規模均小于城川城址;沿用前朝的21座城址中,城川城址的規模與防御性能亦是首屈一指。表1中列舉了內蒙古地區西夏城址面積在15公頃以上的西夏城址,總共有10座,可以看出,在這10座城址中,除了城川城址外,其余城址都是西夏新建的。修建大規模的城址,在當時,除了需要一定的人力、物力外,一般會參考已有的規模相似的城址,城川城址面積較大,而且城墻本身防御體系完善,是西夏境內可供參考的較好藍本。在這9座新建城址中,除三岔河古城是不規則的長梯形外,其余8座同城川城址一樣都是矩形,大部分城址中都遺存有甕城、馬面、角臺等防御設施,甕城城門與城墻城門錯開放置。可知,這些城址的城墻的防御設施和城川城址有許多相同之處。
圖1 城川城址衛星影像圖
圖2 城川城址南甕城(自拍)
圖3 西城墻與甕城剖面圖(自繪)
以新忽熱古城址為例,城址北側地勢較高,為丘陵山地,城址南側為草原戈壁,東西兩側為川地,西側860米處有一條已干涸的大河,屬于易守難攻的地勢。
城址平面呈方形,邊長950余米,東、南、西三側設置甕城,北側借助山川天險,不設城門。東西兩側甕城平面呈矩形,南側甕城平面形制為方形,甕城城門與城墻城門錯開設置,與城川城址的甕城平面形制相同。(圖4、圖5)
圖4 城川城址平面圖
圖5 新忽熱古城平面圖
城墻四面均設有馬面,其中東、南、西三側城墻各4個馬面,馬面之間的平均距離為317.67米,北側城墻5個馬面,共有17個馬面。新忽熱古城同城川城址相同,均在不開設城門的北側墻體中,設置有較多的馬面,新忽熱古城址的馬面間的間距相隔較大,其原因待考證。四角亦設有角樓,新忽熱古城的甕城、馬面、角臺共同組成城墻本身嚴密的防御體系。
新忽熱古城營建城墻也采用夯土內置木拉筋的方式,城址除北墻使用灰土夯筑外,其余三側均使用粉土夯筑,土體夯層明顯,夯層間放置圓木,現今,可見朽木留下的孔洞痕跡。由此可見,城川城址完善的防御性及較為先進的營造技術,對西夏筑建新城提供了優秀的范本。
城川城址長久以來受風沙、降雨、氣溫等當地氣候因素和生物活動的自然因素影響,城墻夯土遭到了不同程度的殘損,再加上人們不當的生產活動,加劇了城址的破壞速度。針對自然和人為破壞因素造成的城址不同病害,應在遵循文物保護“真實性”“完整性”“最小干預”原則的前提下,利用錨桿加固、裂隙注漿、脫鹽處理、砌補支頂等科學技術對其進行合理的修繕、加固,使城址能夠較好地保存下去。
1.自然因素
風沙作用:城川鎮春季多西北風,風速較大且含有小沙子,風力快速刮過城墻表面,會導致墻體表面掏蝕,對各墻體的頂部、外側形成掏蝕、洞、片狀剝蝕等殘損現狀。此外,東、南側城址地表附近的夯土中因可溶鹽含量較大,土體酥堿,風沙會加劇酥堿區域的掏蝕,形成風蝕坑,情況嚴重則會形成基底掏蝕帶,嚴重影響城址的穩定性。(圖6)
雨雪侵蝕:城川地區夏秋季降雨集中,集中降雨則導致遺址病害快速發育,極易誘發沖溝、裂隙發育、基底掏蝕等問題。降雨后,空氣迅速干燥,城址表面風化層形成硬殼,隨著雨季頻繁降雨,該過程不斷發生,在溫度變化快速、反復的作用下,極易導致風化層脫離土體,形成片狀剝蝕。冬季氣候寒冷,土體在降雪和氣溫的作用下凍融反應劇烈,促使夯土裂隙、沖溝逐步擴大,最終影響土體的穩定。(圖7)
生物破壞:城墻中有動物制造的洞穴、部分地區密集蜂窩以及植物根系的發育導致城墻的開裂變形,形成孔隙,土體穩定性下降,促進了其他病害的快速產生。
2.人為因素
人為破壞:主要表現在人們曾在城墻上取土;城址附近民眾在此放牧,飼養牲畜,因此在城址上分布有鐵絲或木條做成的簡易圍欄;城墻內和護城河有垃圾堆積。
在自然和人為破壞因素的影響下,城址主要有掏蝕、裂隙、沖溝、動物孔洞等自然病害,以及局部出現的窯洞、簡易圍欄等。結合現有的土遺址保護加固技術,筆者認為可以對城川城址在中國遺產保護原則的指導下,進行下列保護措施:
1.針對自然病害的保護措施
(1)實驗先行
病害嚴重的夯土部位,土體結構已不穩定,需要通過錨固實驗,確定合理的錨桿桿體、注漿漿液類型及配比等,來進行錨固施工。城川城址表面基本全部風化,需要有效的防風化措施,來降低風化對土體的影響,應針對城址的環境特征、夯土性能以及風化特點,進行表面防風化加固實驗,確定合適的防風化加固材料。城址含鹽量較大的夯土部位,需進行脫鹽實驗,發現有效的脫鹽技術,在小范圍夯土中實驗成功后,廣泛運用在城址中含鹽量較大的城墻中。
(2)裂隙加固
城址的裂隙、沖溝病害主要由降水造成。對于城墻裂隙的加固處理,若裂隙、沖溝較大,已經危及墻體穩定,則需采用錨桿加固,結合錨固實驗,選用合適的錨固技術。若裂隙較小,不影響墻體穩定,可采用裂隙注漿,進行灌漿加固(圖8)。對于沖溝嚴重的區域,設計合適的排水系統,減少雨水對墻體的沖刷。
(3)風化治理
城址的掏蝕、表面風化病害主要由風沙作用導致,根據掏蝕的程度,主要有2種加固措施,對影響到墻體穩定性的懸空、坍塌區域,一般多出現在城墻底部,可采用支頂砌補加固。若掏蝕規模較小,程度較淺,一般多位于城墻中部則可以采用土坯砌補的方式(圖9)。城址防風化加固需結合表面防風化加固實驗,在取得較好的技術效果后,方能大面積運用到城墻表面防風化加固施工中。另外對于城址表面風化層大于2cm的部位,需要采用土釘技術加固。
(4)生物防護
圖6 東甕城掏蝕病害(自拍)
圖7 南城墻裂隙病害(自拍)
圖8 裂隙注漿措施基本步驟
圖9 掏蝕加固措施基本步驟
生物病害的修繕方式分為兩種,一是注漿回填動物活動造成的蜂窩孔洞,二是清除根系較大的植物,之后用適當的漿液充填植物扎根形成的根系孔洞,而對于較小的草本植物,考慮到其水土保持的作用,則建議保留。
2.針對人為破壞的保護措施
由于人類的居住和牧養牲畜需求而在東、南兩側墻體挖掘的大型洞穴,部分洞穴規模較大,影響到城墻的穩定,可采用含鹽量小于0.5%的黏土和灰土,對其進行夯實、回填。
私亂搭建的簡易圍欄,建議拆除,按照城址的保護范圍增設新型防護圍欄,圍欄應耐用,同時風格應與城址風貌保持統一。考慮到后續的城址的參觀,建議在甕城城門處,設置入口,同時合理規劃參觀路線,保證城址安全。
最后,需要清理城址保護范圍內的垃圾,并設立說明牌,禁止居民和游客亂扔垃圾,保持城址的整潔,避免再次發生人為無意識破壞城址的行為。
城川城址完善的防御體系,具有較高的科學研究價值,需要我們好好地研究它。城址存在的病害,也需要我們運用適當的修繕技術,去更好地保存它。本文分析了城川城址的價值,提出城址的本體保護措施,希望能為城川城址的研究貢獻一點微薄之力。