古人如何为城市排水

　　故宫三大殿台基上的龙头能起排水作用

　　最近，南方部分地区连降暴雨，长江流域一些城市的道路、小区被淹，其中又以南京、武汉最为严重。

　　内陆城市被淹，今年并不是第一次。近年来，每到涝季，就会传出部分城市被水淹的消息。究其原因，是因为城市开发，对自然水系的破坏，不少起着“蓄水池”作用的湖泊被填埋；大量道路硬化，城市吸纳雨水功能减弱；地下排水系统更是脆弱不堪，导致城市排水不畅……

　　在一千多年前，出现了人口大量聚集的城市，那个时候，大雨、暴雨出现也很频繁，却少有城市被淹的记录，特别是古都北京，城市里殿宇林立，却很少被水淹。通过考古发现以及一些资料记载，北京古城在建造之初，就建立了周密而高效的排水系统。除北京外，江西赣州的福寿沟，从北宋年间开始，一直到现在，仍然承载着赣州旧城区的排污功能，从这些痕迹中，能够看出古人的智慧。

　　让我们一起来看看古人在面对城市排水时，有哪些高招。

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　　元大都：郭守敬主持排水工程

　　如今北京城市的基本格局始于元代所建的都城，元世祖忽必烈至元四年（1267年）至元顺帝至正二十八年（1368年），北京为元朝国都，俗称元大都。

　　元大都城是由大臣刘秉忠主持设计的，其建设并非单纯建造地面建筑，而是注重水源的引入和水流的输出。当时，主持元大都排水工程的是水利专家郭守敬。请注意，水利专家被引入城市建设，这说明元代决策者已经将城市建设与排水系统建设视为一个整体，以做水利工程的态度来做城市排水系统。

　　在大都建设时，开挖明渠暗沟，并构建了交汇、贯通的地下沟渠。目前没有发现元大都地下管线史料图，但是通过考古发现大都城东墙中段和西墙北段的夯土墙基下，残存两处石砌排水涵洞。涵洞长约20米左右，底部与两壁，皆以石板铺砌，显然不是临时的简易涵洞，而是可以使用很多年的坚固涵洞。石壁长1122米，在涵洞内外侧，还有一条以石铺砌成的615米长的出入水口。在今西四（牌楼）附近地下，有一条石条砌筑的明渠，宽1米，长1165 米。由此推测，元大都城内沿着主要的南北大街，有排水干渠，并有暗沟与之垂直分布，形成管网状的明渠暗沟，进行城市排水。

　　明洪武四年（1371年）改元大都为北平，明永乐元年（1403年）升北平为都城，称北京。明代北京城规划继承了中国历代都城规划的传统，排水系统在元大都基础又有所发展，城内有大明壕、东沟、西沟、东长安街御河桥下沟，外城有龙须沟、虎坊桥明沟和正阳门东南三里河，形成纵横交错的管网，而且沟渠根据地势，因势利导，自北向南，水势顺流而淌，不会形成积水余涨。排水沟也分两段，德胜门外西水关是从护城壕引水入关的上游，前三门外的护城壕则是城内主要沟渠排水泄洪的下游。这体现了当年北京城建设者全局考虑的视野以及先进的测量、设计和施工水平。

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　　故宫：台基龙头既美观还能排水

　　北京城内有大多数古建筑，如故宫、天坛、正阳门、钟鼓楼等，在建设时就考虑了排水问题，地面留有不同式样的泄水口。无论雨下多大，雨过地皮湿却不会有较大的积水。

　　作为明清的皇宫，故宫排水沟渠自成体系，明沟暗渠一样不少。故宫占地72公顷，南北长961米，东西宽753米，宫殿建筑连檐接栋，现存建筑980余座，房屋8700多间，建筑面积15万平方米，是中国现存规模最大、保存最完好的古建筑群。

　　故宫地下有纵横交错的排水沟渠，分为南北向干沟、东西向支线、涵洞、沟眼等系统。雨水通过地面的沟眼、钱眼，流淌进暗沟，依次进入东西向支线，再汇集到南北向干沟，流入内金水河，最后汇入护城河。

　　故宫内收集雨水的点很多，地面有坡度面，利于雨水流入房基四周的石槽明沟，遇有台阶或建筑物时，则从“沟眼”穿过，或直接通过“钱眼”状的雨水石板汇入暗沟。

　　在故宫内有三大殿，有三重台基，台基没有暗沟，它们怎么排水呢？原来台基上有1142个龙头，不仅有装饰美化的作用，龙头还是排水孔，台基上的雨水通过龙头排泄出去，形成“千龙吐水”的景观。

　　除了排水干渠以外，故宫的地下布满蜘蛛网般的二级排水沟（大街两旁的沟渠）和三级排水沟（偏街小巷内）。无论雨水再大，不会形成积水，暴雨来势凶猛也仅仅湿地皮。

　　有关资料显示，故宫的排水系统分为明暗两套，明排是通过铺地做出泛水，通过各种排水口、吐水嘴排到周边河中，暗排是通过地下排水道将水排到河里，而这条河就是内外金水河。

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　　赣州：宋代福寿沟造福今人

　　有人会说，北京是元明清时期的首都，故宫是皇帝居住、办公的地方， 建设者自然用心，精心设计，普通城市是百姓居住的地方，设计未必用心。此言差矣。古人建设普通城市，也会从居住功能、生活方便、防止淹水等多方面考量。

　　江西古城赣州就是一个鲜明的例子。赣州位于江西省的南部，是江西的南大门。2010年6月21日，江西赣州市部分地区降水近百毫米，市区未现明显内涝，也没有一辆汽车泡水，赣州人为此感到庆幸，因为强降雨没有对他们的财产造成损失，而离赣州不远的广州、南宁、南昌等诸多城市却惨遭水浸。赣州为什么会避开被水淹泡？因为在赣州有一套始建于宋代的高效排水系统，至今还在发挥作用，造福赣州。

　　古城赣州是一座依水而建的城市，自唐代建城以来，洪涝连年不断。北宋宋神宗熙宁年间（1068年-1077年），刘彝任虔州（即赣州）郡守。他为赣州洪涝不断而苦恼，作为地方官，有心改善内涝痼疾。经过反复踏勘，他依据城市地势西南高、东北低的地形特点建设排水沟，在强降雨或洪水来临之时，沟渠蓄水并有效排水。排水沟以州前大街（今文清路）为排水分界线，因为两条沟的走向形似篆体的“福”、“寿”相似，东南部以“福沟”命名，西北部称“寿沟”，统称“福寿沟”。“纵横纡曲，条贯井然”，“寿沟受城北之水，东南之水则由福沟而出”。

　　福寿沟在建造上采用明沟和暗渠结合方式。明沟在地面，暗渠在地下。明沟与赣州城区的凤凰池、金鱼池、嘶马池、清水塘、荷包塘、花园塘等数十口池塘相连，形成水系，遇到大雨，作为蓄水池，调解雨水流量，减缓排水压力。池塘与明沟还可以种植水生植物，养鱼，增加人民的经济收入。除此之外，还有独创的“水窗”。所谓“水窗”即排水口的阀门，汛期时外面江河水位上升，赣州内城水位低，容易发生江水倒灌，水淹城区。水窗关闭，江水不能倒灌，这样保护了城区的安全。江、河水位正常时，赣州城区的水通过水窗，排入章江和贡江。如何操作水窗开启和关闭呢？他们当时想了一个办法：排水口附近的管道呈现多层断面，坡度提高后，只有足够的水压才能冲开水窗，排水。当江水水位高于水窗水位时，江水之力自然将闸门关闭；当江水水位低于水窗水位时，城内之水形成冲力，将水窗闸门冲开。

　　近千年来，福寿沟一直在发挥作用，承载着赣州旧城区居民的排污功能，保护赣州免于洪涝之灾，雨水之灾。直到今日，仍有900多米长的下水道在使用。

　　历史上，中国很多城市多采用明渠和暗沟相结合的排水系统，有效发挥防洪抗涝的效果。例如隋唐时期的长安城，面积83平方公里、人口逾百万。长安城排水系统遍布于由“街”、“坊”组成的棋盘格状的都市中。长安街道的大路路面中间高、两边低，便于排泄雨水，汇入街道的两侧的明沟。建筑周围有砖铺散水、渗水井和排水管道。城门下建有排水涵洞。明沟里的水经过永安渠、清明渠、龙首渠，注入渭河和浐河。由于年久失修，淤塞严重，很多城市没有进行有效疏通，很多古老的明渠、暗沟丧失了功能。只有赣州等少数的城市保留了古代的排水系统。

　　从理论上说，与宋、元、明、清时期的科技条件相比，如今的人们拥有先进的科学技术，抗洪防涝的能力更强，但是我们却无法阻止城市的被淹，而且屡屡出现窘迫的状况，大雨大淹，小雨小淹，这不得不令人深思。

　　在了解了元大都、故宫、赣州等古城周密的排水沟渠后，古人在建设排水系统时的前瞻性及人性化令今人感到惊叹，而他们在建排水系统时所倡导的为后人谋福祉的理念更值得赞扬。再看看当下城市道路、小区被淹，大多是因为城市建设中缺乏规划、急功近利等诸因素所致。

　　面对千年前的排水工程还在高效发挥作用，保护着城市不被水淹，如今的城市建设投入不菲资金，却依然在暴雨面前失效，我们是不是会有一些感触呢？ 黄 强

　　补白

　　德国在青岛首次提出雨污分流

　　提到城市排水工程，很多人就会津津乐道于德国占领青岛时期，为青岛建设的排水系统。实际上，当年留存下来且正在发挥作用的排水管道数量很少，目前青岛市内维持正常排水工作的排水管道绝大部分都是在1949年后设计、铺设的。不过，一百多年前，德国为青岛的城市建设尤其是排水工程所做的尝试，确实为人们提供了极好的借鉴。

　　1898年，德国军队登陆青岛，立志要把这个只有2万人口的渔村，打造成德国海外殖民地的样板城市。当时，他们调集了德国一流的城市规划专家和建筑设计师来到青岛，按照当时欧洲最先进的城市规划理念，对青岛进行了城建规划。如今，德国档案馆藏一批记录青岛城市建设的原始档案，其中一部名为《胶澳发展备忘录》有着重要的史料价值，这本书是当年胶澳（青岛地区昔称胶澳，1891年清朝政府议决在胶澳设防，青岛由此建置）总督府组织编写的，自1898年10月起，直到1914年，不间断记录了17年，完整记下了当时德国殖民者建设地下管网的意图、理念及施工进度。

　　1898年10月，初来乍到的德国军队水土不服。驻军中经常发生肠炎，他们认为大肠杆菌和痢疾流行，可能是土壤和饮用水污染、居住环境拥挤等诸多原因造成。从这一年开始，德国人意识到了与供水系统同步建设排水系统的重要性。因此《胶澳发展备忘录》明确提出，“通过中央输水管道提供保证安全的优质饮水，扩建下水道网，以及清运中国人的垃圾等，都是面临的紧迫任务。” 这是《胶澳发展备忘录》第一次提到筹划青岛下水道建设，并且在此后每年度的报告中，都将下水道建设作为重点项目陈述总结。

　　档案显示，德国人设计的排水系统，暗渠都埋在地下2米，直径最粗半米，细的如同手腕粗；管道则是用陶瓷管，带螺丝口。管道接口麻纱外面沥青封口，一般多为一米半到2米长的短管，方便检修。而且排水的明渠和暗渠，每隔50米就会挖隧道，用雨箅子分流，挡住随雨水冲刷而来的泥沙。这套系统基本覆盖了青岛老城区，现在在青岛西部老城区，还在使用这些暗渠。

　　另外，德国人在青岛的城市建设中，第一次明确提出了雨污分流的概念。雨污分流的工程从论证到完工持续了5年之久。1901年的备忘录记录：粪便和污水依然直接排放到海中，而污水下水道已进行了招标，计划施工。下一年的备忘录显示，这项工作终于有了眉目：把排放污水和建造下水道的工作，交给了一家德国公司。建筑工程大约耗时2年完成。与此同时，雨水下水道与街道扩建同步进行。

　　在地下管网雨污分流之后，青岛的粪便污水跟雨水实现了分流，于是德国人在青岛建立了两个污水收集点。有意思的是，这时的青岛出现了一个有名的粪商：刘子山。刘子山白手起家，出身低微。懂几句德语，和德国人打交道后看上了收集粪便这一无本买卖。德国人把粪便收集的活交给刘子山，给他一部分钱，刘子山则把处理的粪便卖出去做肥料又是一笔钱。最后刘子山靠承包城市粪便起家，又做房地产生意，竟然成为青岛首富。

　　前几年青岛城市施工，在老城区挖出的一段德制下水陶管居然砸不破，而且德国人用的古力盖（古力是德语“Gully”的音译，意思是指带有可供人出入井盖儿的地下雨污水坑道）至今完好如初，而且它们的设计也很巧妙，不易被盗。

　　还有一些细节体现了他们的设计理念，当时德国制造的雨水管道带有反水阀，这样一来雨水冲刷的脏物只能进入雨水斗，而不会进入管道，不会造成管道堵塞，脏物也便于清理。管道堵塞的少，古力冒溢的就少。反水阀还能避免管道里的臭气散发到空中。