注冊一級建筑師|鄭州暴雨來襲后的思考，古代排水系統(tǒng)居然如此的高級

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夏商周-春秋戰(zhàn)國：惠及全城的排水系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生

迄今所知中國最早的排水系統(tǒng)，出現(xiàn)在距今約4600年的新石器時代晚期，是一組出土于河南淮陽平糧臺龍山時代城址的陶質(zhì)地下排水管道。

史料記載，我們的祖先很早就意識到排水系統(tǒng)的重要性，在城市選址時會充分考慮如何實現(xiàn)給排水、灌溉和防洪等需求?！豆茏印酚醒裕?ldquo;凡立國都，非于大山之下，必于廣川之上;高毋近旱，而水用足;下毋近水，而溝防省”、“地高則溝之，下則堤之。”《周禮·考工記》對匠人挖掘溝渠的要求作了描述，甚至運用了流體力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的指導(dǎo)思想來防止排水道阻塞和坍塌。

夏代都邑宮殿區(qū)的大量宮殿建筑基址已有排水水道，包括明溝和暗道。以距今3800～3500年的河南偃師二里頭遺址為例，二號宮殿西側(cè)的明溝底部北高南低，或用來排泄雨水，遺址還出土了由陶制圓管套合的地下排水管，即暗道。

商代都城偃師商城遺址的宮殿區(qū)發(fā)現(xiàn)了地下石砌排水渠道，它們構(gòu)成一個排水網(wǎng)絡(luò)，幾乎每個宮殿院落的雨水都可由此排泄，出宮城后匯入城門下的水道再流進(jìn)護城河。

而西周早、中期的建筑遺址中已經(jīng)普遍鋪砌散水坡(房屋外墻四周的勒腳處用片石砌筑或用混凝土澆筑的有一定坡度的散水坡)，使用的是卵石或經(jīng)過燒烤的硬化土。

琉璃河燕國城址還發(fā)現(xiàn)了一條用卵石砌成的排水暗溝，其底部與側(cè)墻都用鵝卵石砌成，頂部還有木材蓋板。排水暗溝從城墻下穿過，城內(nèi)的雨水通過排水暗溝流入護城河，再匯入大石河。它是我國目前發(fā)掘出的最早的卵石排水暗溝，也是北京市最古老的一條下水道。

春秋戰(zhàn)國時期，夏商西周三代以宮殿區(qū)為重、偏于松散的城市居住形態(tài)開始瓦解，較嚴(yán)格的民居規(guī)劃與管理體制開始出現(xiàn)。“筑城以衛(wèi)君，造郭以守民”，居民區(qū)從分散狀態(tài)逐漸集中于郭城之內(nèi)，郭城內(nèi)有更明確的功能分區(qū)。統(tǒng)一的、惠及全城的給排水系統(tǒng)逐漸形成。

齊國都城臨淄全城已發(fā)現(xiàn)三大排水系統(tǒng)。其中連通小城、縱貫大城西部的排水明渠寬20米，長達(dá)千米甚至數(shù)千米。更為精妙的設(shè)計是建于城墻下的石砌涵洞。涵洞東西長43米，南北寬7～10.5米，深3米左右，由天然巨型青石砌壘而成。分為進(jìn)水道、過水道和出水道三部分。過水道和出水道內(nèi)部石塊交錯排列，水可從石隙流過，人卻不能通過，具有排水御敵的雙重功效。

秦漢-隋唐：綜合性城市水系的發(fā)展

秦漢時期，王朝都城的建設(shè)規(guī)劃性明顯增強，都城因地制宜，建設(shè)周密完善的城市水系，綜合解決城市給排水和交通等問題。

西漢長安城的城市排水系統(tǒng)由城壕和排水明渠、暗渠組成。除了寬大的城壕，還在郊外開挖昆明池等池苑調(diào)洪蓄水。池苑通過人工渠道與長安附近的天然河流聯(lián)通，形成完整的給排水網(wǎng)絡(luò)。其中明渠自西向東橫貫全城，長達(dá)9公里。由城壕和明渠組成的排水干渠總長有35公里。

長安城內(nèi)的排水主要依靠街道兩側(cè)的路溝。路溝與城內(nèi)的大型排水渠相連，或直接流入城壕，再匯入附近的河流。這些路溝和水渠在經(jīng)過城墻時都構(gòu)筑了涵道。一般以磚石砌筑，寬可達(dá)2米，上部為拱形的券頂。

城中宮殿、官署等建筑的排水設(shè)施主要有滲水井和排水管道。管道為陶質(zhì)，剖面多呈五角形，也有呈圓形者，在排水量較大的地方還設(shè)置雙排管道。

隋唐時期，城市已發(fā)展到了封閉式的里坊制階段。隋唐長安城南北11條、東西14條大街，將全城劃分為110個坊。排水系統(tǒng)遍布于由“街”、“坊”組成的棋盤格狀的都市中。建筑周圍常見磚鋪散水、滲水井和排水管道。

與漢長安城一樣，隋唐長安城大部分街道兩側(cè)都修有水溝，有土筑和磚砌兩種，均為明溝。明溝外側(cè)設(shè)人行道。大路路面中間高、兩邊低，便于及時排除雨水。城門下建有排水涵洞。永安渠、清明渠和龍首渠在流經(jīng)城內(nèi)的里坊和池苑后，注入渭河和瀘河，除供應(yīng)城市用水外，也起到了分洪的作用。

隋唐長安城宮室的排水設(shè)施尤為講究。大明宮太液池岸發(fā)現(xiàn)的排水渠道內(nèi)設(shè)有橫向磚壁，可將雨水經(jīng)過時裹挾的較大雜物攔截下來。

西內(nèi)苑發(fā)現(xiàn)了磚石結(jié)構(gòu)排水暗渠，為防止淤塞，分段安裝了多道鐵質(zhì)閘門，第一道閘門是由鐵條構(gòu)成的直欞窗，攔阻較大雜物;第二道閘門布滿細(xì)小的菱形鏤孔，可以濾出較小雜物。閘門拆卸自如，方便疏通。這可以說是初級的水處理裝置了。

宋：河道管理與典范設(shè)施

中國古代都城規(guī)劃，發(fā)展到北宋時期，已從隋唐封閉式的里坊制變?yōu)殚_放式的街巷制。但北宋汴梁是在唐代汴州的基礎(chǔ)上建設(shè)起來的，城市繁榮，人口增多，原有布局已不能完全滿足城市發(fā)展，與唐朝長安寬闊的街道相比，北宋汴梁的街道更為狹促，店鋪侵占道路兩旁排水溝和綠化帶的情況時有發(fā)生。

不過與唐長安相比，汴梁的河道更多，其河道密度為1.548公里/平方公里，遠(yuǎn)超唐長安城的0.4公里/平方公里。此外，調(diào)蓄系統(tǒng)總蓄水量也達(dá)長安的近3.6倍之多。在河道管理上也有所進(jìn)步，宋初，年年按標(biāo)準(zhǔn)疏浚汁渠，使得排水通暢，雖有大雨也不致積澇成災(zāi)。

宋代還出現(xiàn)了一個我國歷史上排水設(shè)施的典范——贛州福壽溝。福壽溝有兩個排水干道，因兩條溝的走向形似篆體的“福”、“壽”二字而得名。福壽溝的設(shè)計利用天然地形的高低落差，因勢利導(dǎo)，使城市的雨水和污水自然排入江中和濠塘內(nèi)。

與此同時，設(shè)置12個水窗樣的排水口。水窗閘門可借助水力自動啟閉，當(dāng)江水低于下水道水位時，借助下水道水力沖開閘門;當(dāng)江水高于下水道水位時，借助江中水力關(guān)閉閘門，以防江水倒灌。

福壽溝還與贛州城內(nèi)的三大池塘、幾十口小塘連為一體，具有調(diào)蓄、養(yǎng)魚、溉圃和污水處理利用的綜合效益，從而形成一條生態(tài)環(huán)保循環(huán)鏈。

遇暴雨，可調(diào)節(jié)雨水流量，減輕下水道溢流，江水回灌，池塘又可作為蓄水池。福壽溝雖經(jīng)歷900多年的風(fēng)雨，仍完好暢通，在今天依舊作為贛州居民日常排放污水的主要通道繼續(xù)使用。

元明清：古代都城排水智慧的高度結(jié)晶

與汴梁受前城制約不同，元大都平地起建，采用開放式街巷制，全面謀劃，這使得排水系統(tǒng)設(shè)計和鋪設(shè)與城市整體規(guī)劃和建設(shè)同步，排水更加科學(xué)高效。

元大都在利用自然河流開渠引水的同時，修建了明渠暗溝結(jié)合的排水系統(tǒng)。南北主干道兩側(cè)均有排水干渠，借北高南低的地勢自然引流，溝渠兩旁還有東西向暗溝，引胡同內(nèi)的雨水排入干渠。

城墻設(shè)有向城外泄水的涵洞。涵洞的底部和兩壁均以石板鋪砌，接縫處勾抹白灰，并平打了很多鐵錠。涵洞頂部用磚起券呈拱形，中部裝置著一排鐵柵欄。整個涵洞的做法，與《營造法式》所記的“卷輦水窗”工藝完全一致。

明清北京城在元大都的基礎(chǔ)上改擴建而成，此時還開挖南海，擴大了原太液池的水面。城市格局總體承襲元代舊制，沒有太大變革。排水系統(tǒng)保留和疏浚了元大都的排水溝渠并另外增設(shè)了一些新的排水渠道。內(nèi)城，尤其是官府倉廩和貴人府邸的聚集區(qū)修建有完善的下水道，一般居民區(qū)的排水設(shè)施則相對較差。

據(jù)估算，明清北京城內(nèi)的河道密度為每平方公里1.07公里，全城水系總?cè)萘砍^1935萬立方米，每平方米蓄水容量為0.32立方米，分別是唐長安城的2.4倍、3.3倍和4.5倍。

元大都和明清北京城在排水系統(tǒng)上的設(shè)計建設(shè)，是積淀千年的中國古代都城排水智慧的高度結(jié)晶。其中集大成者當(dāng)屬故宮。

故宮利用自然地勢設(shè)計營造了縱橫交錯的龐大的人工排水網(wǎng)絡(luò)，包括干溝、支線、涵洞、溝眼(明溝穿過臺階或建筑物等障礙物時，在其下開一券洞)等排水設(shè)施。紫禁城內(nèi)總的排水走向是將東西方向的支線排水匯集到南北干溝內(nèi)，再流入內(nèi)金水河，最后匯入護城河。

院落正中南北走向的御路或甬道，斷面多呈“熊背”式樣，即中間略高、兩邊稍低的形式，工匠以此構(gòu)造作為院落的分水線。降水時節(jié)，雨水首先順地面坡度流入房基四周的石槽明溝，明溝若遇有臺階或建筑物，則從“溝眼”穿過，或直接通過“錢眼”狀的雨水石板匯入暗溝，而后依次通過支線、干線排入內(nèi)金水河。

除了排水干渠以外，紫禁城內(nèi)外還布置有縱橫如蜘蛛網(wǎng)般的二級排水溝(大街兩旁的溝渠)、三級排水溝(偏街小巷內(nèi)) 。

自永樂十八年(1420年)紫禁城竣工，至今已近600年，無一次雨澇致災(zāi)的記錄，排水系統(tǒng)一直有效沿用，是中國城市建設(shè)史上的一大美談。

從古到今，人類與天氣的博弈從未停歇，你來我往，彰顯先民智慧的同時也創(chuàng)造出不少珍貴的遺跡。

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