戰爭需要後勤，後勤需要交通。在古代的戰爭當中，或者最後勝利的往往都是有充足的後勤跟便利的交通的那一方。秦始皇統一六國後，延續了其開疆拓土之勢，將帝國的鐵軍揮向了南方。但是戰無不勝的秦軍卻在嶺南碰到了釘子，而導致秦軍失利的不是對方的軍力而是落後的後勤保障。
公元前219年，秦始皇命令50萬秦軍發兵南下，欲征服百越。但是令秦始皇始料未及的是，百越人利用複雜地形針對秦軍開展游擊戰，驍勇善戰的秦軍屢遭設計，處境艱難，閃電戰轉為持久戰。再加上嶺南一帶崇山峻嶺，陸運糧草需過五嶺，困難之至，秦軍給養問題成為了南征成敗的關鍵。為了滿足南征秦軍的後勤，秦始皇下令在帝國的南方開鑿出一條運送軍需的運河。
靈渠，正是在這樣的背景下應運而生。
靈渠位於興安縣，連接了灕江跟湘江。當時秦始皇之所以選擇在這個位置開鑿運河，主要的因素還是其得天獨厚的地理位置。靈渠所在的興安縣，位於桂林市東北部，地處南嶺山脈。同時也是灕江跟湘江的源頭地，兩江最近也不過20公里。
雖然相距甚短，但是其間山脈連綿，這給運河的施工增加了不小的難度。最初運河選址是在灕江的支流始安水附近，但是因為地勢原因，本是最佳選擇的始安水成為了追不可能的地方。後來在水利工程師的勘探下，在距離始安水4.2公里處，專家們發現一處靜水區，名為分水塘，此處海拔高於始安水彼岸1.1米，且水面開闊，適宜船隻通行，由此攔河築壩，貫通始安水，疏浚水道，船隻便可直到灕江，進入珠江水系。
實際上即便是這個最佳的位置，兩條河流還是存在著1米多的海拔落差。為了解決河流落差的問題，秦人在靈渠上分別修建了大小天平、鏵嘴、秦堤、洩水天平、南北渠、陡門等子工程。
在這些工程當中大小天平、鏵嘴最為關鍵，正是它們的存在才有效的解決了兩河落差所產生的水量、流速的諸多困難。在靈渠周邊時常會聽到這麼一句話，叫做"三分入漓，七分歸湘"，秦人為了能夠做到將湘水三七分，在海陽河（湘江支流）上修建了大小天平這兩座攔河大壩。其中斜向南渠的大壩叫小天平，長 127 米，斜向北渠一側的叫大天平，長 344米，大、小天平呈折線式"人"字形佈置，夾角108°。在大、小天平的連接處，有一道與水流方向平行，形似玉圭的砌石壩，名為鏵嘴，長約 171 米。
滔滔不絕的湘江之水經鏵嘴的挑流後，在這大小天平的引導之下，南側水流遇小天平攔截進入南渠，北側水流則在大天平的作用下進入北渠。水量的分流解決了灕江水量小的缺陷，為靈渠的通航打下了堅定的基礎。然而這並不是大小天平的唯一作用，實際上大小天平還有四大妙處，正是有著四大妙處的存在，才使得靈渠能夠順暢地通航。
其第一個妙處是大、小天平的"人"字形排列，巧妙應用了流體力學規律，增強了大壩抗壓力。其二是自然抬高河床水位，形成水塘，實現了船隻通航。其三是大、小天平兼具洩洪功
能，當來水量高於渠道允許高程時，水流自行從壩頂溢流，洩入湘江故道，巧妙地將湘江故道變成了洩洪水道，保證了渠道安全，迴避了決堤風險。其四是堤身魚鱗石的妙用。大、小天平呈梯字形斷面連接湘江故道的下游坡面採用長條形片石豎直砌築，鱗次排插，稱之為魚鱗石。洪水過壩，細砂碎石沉積下來，填充條石空隙，在水流衝力的作用下魚鱗石排列越發緊湊，穩固了堤壩。正是有了這四大妙用，才使得我們今天依然能夠看到靈渠，同時也解決了運河水量、流速的問題。
雖然秦人解決了水量以及流速的問題，但是落差的問題依舊存在。為了解決這一問題，到了唐朝時期，李渤重修靈渠時發明了最早的船閘——陡門。所謂的陡門是中國古代船閘的稱謂，其作用是攔阻水流、蓄水通舟。其原理是簡單的連通器原理，秦人先將陡槓插入陡門的邊牆與底坎，再將竹箔逆水置槓上，進而改變兩個陡門間的渠段水位，使其高度相等再將槓抽去，從而讓船舶逐陡而上。
正是在這一代代水利工程師的修建、完善下，我們才能在今天還見識得到這2000多年前的交通要道。
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