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古人在面对城市排水时有何高招?
作者:黄强 来源:北京晚报 添加日期:16年07月21日

        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。

       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。

       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。

       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?

       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。

录入:李霞 责编:钟欣

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