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如前所述，咸阳城最初是在渭河北岸兴建的，但后来却越过渭河，向南岸有所拓展，实际上整个城市是横跨渭水两岸的。咸阳城到底有没有城墙，文献中没有明确记载，从现有发掘情况来看，很可能从未修筑过城墙。
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渭北部分大部分今已沦入渭河，但许多宫殿基址却还是留存了下来。这是因为渭北的主要宫殿当初就大多修建在城区北缘高亢的咸阳原上，渭水所冲蚀的，只是原下河边比较低平的部分。渭北的宫殿主要都集中在今咸阳市窑店镇附近，目前在这一带已发现多处夯土殿基。这些宫殿遗迹在今天看来虽然都只是一堆黄土，但在当年却是极为壮观的。咸阳营建的宫殿有一个很大的特色，就是兼有全国各地的建筑风格．秦孝公在咸阳营建的第一组宫殿即所谓“冀阙宫廷”的建筑结构，就不是秦人本色，而是“营如鲁卫”，是模仿黄河下游鲁、卫两国的风格建造的。到秦始皇兼并天下时，更效法乃祖，每破灭一个诸侯，就在咸阳原上仿照他们原来的宫室依样建造。可以想见，当年咸阳原上栉比鳞次的宫殿必定是一派异彩缤纷的景象。
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咸阳城向渭河南岸发展，从继孝公之后即位的秦惠文王在渭南营建阿房宫时，就已经展开。但这个阿房宫还没有修建成，秦惠文王就死去了，后来又由秦始皇继续营造。秦惠文王以后，秦昭王在渭南陆续营建了章台宫和兴乐宫，而且这两座宫殿建成后即成为朝廷政治活动的重要场所。苏秦在游说楚威王时就说过，如果楚国听命于秦，那么各个诸侯就都要到章台宫去朝见秦王了。这可以说明渭河南岸兴建的这些宫殿与一般的离宫别馆是不同的，它们应该是咸阳这座都城向外的扩展。
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到了秦始皇时，咸阳向渭南有了更大的发展。秦始皇想把秦惠文王时动工未就的阿房宫扩建成为正式的“朝宫”。这项工程从始皇帝三十五年（前212）开始，至秦二世覆亡前仍在继续修建，尚未完工，可见其原来计划的规模是极为宏大的，仅仅是已经完工的阿房宫前殿和部分宫城，也已经蔚为壮观了。《史记》记载阿房宫前殿“东西五百步，南北五十丈，上可以坐万人，下可以建五丈旗”；在前殿的西、北、东三面筑有宫城城墙，周回五里多，高八尺，城北面一门用磁石垒砌，以防止有人暗藏铁兵器入殿。阿房宫直到唐代仍有城垣存留，宋以后始夷为民田。今存阿房宫前殿基址在西安市西面的三桥镇南侧，仍高出地面十米以上。
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为了把渭河南北两部分城区联系在一起，同时也便利函谷、渭北两条道路相衔接，秦昭王时就在渭河上修建了渭桥。后人曾经解释咸阳城这种城区横跨渭水两岸、中间以渭桥相连的布局形式是“渭水贯都以象天汉，横桥南渡以法牵牛”，其实这完全是一种随心所欲的附会。咸阳城向渭河南岸扩展与周人由丰京向镐京发展的情况是极为相似的。它首先也是一种自然发展的结果。秦人不仅在咸阳南面的渭河对岸修建了若干宫殿，在整个关中地区也都到处筑有离宫别馆，史称“穷年忘返，犹不能遍”。咸阳对岸的一些宫殿，最初也都应该属于离宫别馆的性质。但是由于渭河南岸的地理条件比咸阳更为优越，所以后来在渭南营建日多，统治者也就更多地眷顾于此了。秦昭王时的章台已大有取代渭北宫殿的势头，从秦始皇对阿房宫的营建规模，更可以设想，如果秦祚不止于二世，那么咸阳的中心区域一定要转向渭河南岸。
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渭河北岸在交通、水利、农业和游赏的环境几个方面都不如渭南。在交通方面，武关道与函谷道是在灞河东岸相交，而由渭北去往这里要连过渭、灞两条大河，既远又难，很不方便。而渭河对岸却可以北控渭河渡口，东扼函谷、武关两道，真正把城市放到了交通枢纽之中。其次，在古代城市建设中，军事防御条件也是确定城址的重要因素，而防御条件一般多体现为自然地形对交通的阻限。正是这种“塞”与“通”的矛盾统一，构成了城市兴起和发展的交通基础。整个关中对外虽有四塞之固，但关中内部却地势坦畅，无所阻遏，所能恃以为屏蔽的只有一些河流。在渭河北岸，除南面有渭河和东面有泾河以外，西、北两面就毫无依托了。而渭河南岸却东有灞河，北有渭河，西有沣河，南有秦岭，四面都可以设防。因此，如果把城市迁到渭河南岸，在交通方面就可以完满地实现这种“通”与“塞”的统一。在水利和农业方面，渭北咸阳原上干旱缺水，渭南则为众水环绕之地，对于解决城市生活供水和农田用水都很便利。平衍肥沃的土地，当然也更非渭北的咸阳原上所能相比。此外，渭河南岸的大量河湖池沼，也是渭北所无法并比的游赏胜地，秦人在西周灵囿的基础上，增辟为范围广袤的上林苑，以供帝王皇室弋猎游玩。这些也吸引着城市向渭南移动。既然秦孝公最初在渭北营建咸阳，还是未能放松对于魏国的防御，时过境迁之后，秦人顺应地理环境向渭南发展，也就毫不足怪了。
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尽管秦末项羽一炬，把秦始皇苦心经营的阿房宫殿付之焦土，但地理环境的制约作用终究不是可以轻易改变的。西汉在渭河南岸营建长安城，实际上正是对秦人这种发展的继承。
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旧史舆地文录 四、汉长安城的兴建和发展
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汉高祖五年（公元前202）刘邦灭楚后，最初是要在洛阳建都的。后来听从娄敬、张良等人的建议，认识到关中是“金城千里，天府之国”的宝地，旋即改变决策，车驾西入关中。由于咸阳宫室都已经被项羽焚毁，刘邦入关之初无处立足，只好在秦人旧都栎阳暂时落脚，同时开始兴建都城长安。
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长安本来是秦人设立的一个乡聚的名称，秦人在这里建立了兴乐宫等宫殿。汉长安城的首项工程，就是修复秦兴乐宫。有人认为汉朝所以要利用秦兴乐宫为基础来兴建长安城，是由于项羽火焚咸阳时，独有兴乐宫得以幸免于灾．这种看法是缺乏事实根据的。刘邦入关定都是在高祖五年五月，同年后九月，始命修治秦兴乐宫，并改名为长乐宫；至七年二月，长乐宫始成，自丞相以下都从栎阳徙治长安。长乐宫从始修到完工，前后历时将近一年半，看起来工程相当繁浩，不是简单修葺一下就可以应付使用的，说明兴乐宫在秦末遭到的毁坏也很严重。
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汉朝为什么选择兴乐宫旧基作为其新建都城的基础呢？这是由兴乐宫所在的地理位置决定的。秦人向渭河南岸发展，汉人承其遗意在渭河南岸建都，很重要一个原因就是便于同时控制渭河渡口和函谷、武关两道。如果以兴乐宫和阿房宫相比，就可以看出阿房宫位置过于偏西，不象兴乐宫正处于两方之间的中间地带。另一方面，兴乐宫建在龙首原上，地势高亢，在这里建立宫殿可以起到居高临下的作用，又可以省却许多叠垒殿基的人工。
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汉长安城示意图
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龙首原是横亘东西的一道高坡，西起今三桥一带，东至浐河岸边。长安城修筑的第二座宫室未央宫，位置也选在龙首原上。它在兴乐宫的西侧，是汉高祖八年（公元前199）前后修建的，翌年完工。未央宫和长乐宫东西并立于龙首原上，是长安城中的两座主要宫室，汉朝的帝后生活和主要政治活动都主要在这里进行。以后城中修筑的其他宫室都在这两座宫室北面平地上。这两座高高在上的宫室，显然是有意利用龙首原的地势以突出帝王的威仪；同时，这样一来也就控制了全城的制高点，有利于城市和帝王自身的安全防卫。
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长乐宫是汉初帝后寝居和处理政务的场所。整个宫室的规模很大，有一系列建筑。宫内的主要宫殿是长乐宫前殿，东西近50丈，进深约12丈。长乐宫初成，汉高祖刘邦初次领受文武群臣分班依礼朝贺，诸臣下无人敢再像从前和他共事时一样喧哗酗酒。刘邦不禁得意忘形地说，“我今天才知道做皇帝的尊贵”。像这样的朝贺活动，一般都应该是在长乐宫前殿举行的。长乐宫中除前殿之外的另一所重要建筑是长信宫。汉朝的皇帝只有刘邦一人常居长乐宫。从惠带开始直到平帝，以后历朝皇帝都常居未央宫，而把长乐宫作为太后的寝宫。皇太后在长乐宫中的常住殿宇就是长信宫。此外，长乐宫中皇太后居止较多的宫殿还有长秋殿、永寿殿、永宁殿等。长乐宫这组庞大的建筑群，里面自然要有许多专供游玩的场所，鸿台就是其中的一处。鸿台始建于秦始皇二十七年，高40丈，在高台上建有楼观，供帝王们登高射弋。
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未央宫同样是由一组庞大的建筑群构成，它的主体建筑也是前殿。未央宫前殿的规模和长乐宫前殿差不多，东西50丈，进深15丈，高35丈，是皇帝朝会诸侯群臣的场所。前殿在未央宫建筑群中是率先施工的，由丞相萧何督造。刘邦见到未央宫前殿的建筑情况后，当时很不高兴，认为连年苦战不息，天下尚未安定，没有必要把宫室搞得过于壮丽。萧何则认为天子以四海为家，不把宫室搞得壮丽些就不能体现其威仪，而且这样可以使后世省却功力，不必再行修治。这样，刘邦才同意按照原来的计划兴造。由此看来，未央宫前殿应该是十分壮观的。但是，当时毕竟环境还很不安定，秦末多年争战，也使经济、民力都已凋敝不堪，所以未央宫的建筑在初时还不算十分华丽。高祖以后，经过文景之际的休养生息，国力已渐为强盛，所以在汉武帝时又对长安宫室进行了一次大规模修造。这次修造时，在未央宫中一方面增建了一些新的建筑。例如高门、武台、麒麟、凤凰、白虎、玉堂、金华等殿和柏梁台等；另一方面是对原有宫殿进行了增饰。汉武帝把未央宫前殿改造成以木兰为栋，文杏为梁，金铺玉户，重轩镂槛。金碧辉煌，绚丽多彩。
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未央宫中后妃寝居的宫殿也有很多，汉武帝时有8座殿，名为昭阳、飞翔、增成、合欢、兰林、披香、凤凰、鸳鸾，后来又增修了6所，共14座殿。这些殿廷的墙壁都是用椒和泥涂抹的，殿内弥漫着温馨芬芳的气息，所以总名为椒房殿。
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长安地处我国内陆，四季温差很大，尤其是夏日的酷暑和冬天的严寒，是人们的一大苦楚。未央宫中有两座比较特殊的宫殿，用来适应冬夏两季的专门需要。温室殿，汉武帝所建，是冬季避寒的暖宫。温室殿也是以椒泥涂壁，并且在墙上围挂有文绣的壁毯，地上也铺着罽宾产的毛织地毯，还摆设着火齐宝石制作的屏风，垂挂着鸿雁羽毛织成的帐幔。整个屋子几乎是被毛织物包裹了起来，这自然会有很好的保温效果。与温室殿相反，用于夏季避暑的是清凉殿，又名延清室。它的陈设是以玉石之类的清凉之物为主。例如以画石为床，紫琉璃为帐，紫玉为盘。又以玉晶为盘，贮冰于膝前以消暑。说到夏天用冰，本来宫中早有储备。未央宫中设有“凌室”，就是专门用来藏冰的。
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除了帝王处理朝政和寝居燕游的场所之外，未央宫中还有两个专门藏书的地方，一个叫石渠阁，一个叫天禄阁。这两个地方都是在萧何营造未央宫之初就设立了的，里面收藏着刘邦入关后收缴的秦朝旧藏的图书典籍和其他图书，是一处皇家图书馆。石渠、天禄两阁相距很近，遗址在未央宫前殿遗址正北。因汉成帝末年刘向曾在天禄阁内校理藏书，故当地至今尚存有刘向祠。
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汉高祖时期长安城中的宫殿建筑基本上就是长乐宫和未央宫两处，虽然刘邦在未央宫北面还草创有北宫，但还很不完善。汉高祖以后，文景之间奉行无为而治，与民休息，基本上没有什么大的兴作。除了长乐、未央两处宫室外，汉高祖对于长安城也没有其他更多的建设，就连城墙也是在刘邦死后由他的儿子汉惠帝修建的。长安城垣的修建，从惠帝元年（公元前194）正月开始，前后进行了几次，到惠帝五年（公元前190）九月基本完工。由于是先建宫殿居宅后围城垣，里面有建筑物的限制，外面西侧又有泬水限制，当时渭河河道也较现在要偏南许多，紧逼着汉长安城区，在北侧也限制着城墙的修筑，所以汉长安城的城墙除东西是平直的以外，其他三面都是凸凹曲折的。后人因此附会说城的南面是南斗形，北面是北斗形，并称汉长安城为“斗城”。
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汉惠帝修筑的长安城，周回60里左右（汉里），城高8丈5尺，四周各开三座城门，四面都有渠水或河水环绕，水渠上架设石桥与城门相对。当时城中宫殿所占的面积还不到一半，有相当大一部分民居。但到了汉武帝时大兴土木，在未央宫的北面，增修了高祖时草创其制的北宫，另外又兴建了桂宫；在长乐宫北侧修建了明光宫。这些宫殿也都是一组建筑群，范围虽然不及长乐、未央二宫，但也都很大。例如桂宫和北宫都是周回10馀里。这样一来，长安城垣之内，就大半都被宫室占去了，剩下的其他一般生活区域只有很小一部分。
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汉长安城内的街道布局，古人有“八街九陌”的说法。这八街九陌具体指的都是哪些街道，现在已不易确知。但是每个城门按理都应有干道相通，由于各城门本来大多就不是东西或南北相对，再加上长乐、未央等宫室区阻断了一些道路，这样长安城中较长的城门干道就只剩下了宣平门、清明门、安门、直门、雍门、横门、洛门和利门八条大道了。所谓“八街”，或许指的就是这八条大道。从图上可以看出，长安城内这些主要干道的分布和它的宫殿分布是同样不规整的。
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