中國古代排水系統(tǒng)漫談

由于古代經(jīng)濟以農業(yè)種植業(yè)為支柱，世界上大多數(shù)古代文明也就緣水而起。相應地，除部分有著濃烈軍事性質的要塞和城堡外，大部分城市都沿河選址，以水為鄰、依水而建。但凡事都有兩面性，近水的城市雖有利于生產建設和經(jīng)濟發(fā)展，但水災的隱患威脅同樣增大，有關水患洪災肆虐，水淹城市的事例經(jīng)常見于史書記載。古人有很多與城市水患斗爭的例子，甚至也有為躲避水患而遷都的。如公元前1526年，商代第十三位君王祖乙就為了躲避黃河水患，將國都由耿（今山西省河津市）遷都于邢（今河北邢臺）。

但為躲避水災而遷都的畢竟只是極端個例，大部分時候古人更多將精力放在城市規(guī)劃設計和給排水系統(tǒng)建設上。成書于戰(zhàn)國晚期的《管子》對都城選址原則有著科學建議，“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；因天材，就地利，故城郭不必中規(guī)矩，道路不必中準繩。”《管子》還論述了建設城市溝渠排水設施的原則：“地高則溝之，下則堤之”，“內為落渠之瀉，因大川而注焉”。就是說，古城城市在選址時已充分考慮了城市供水、灌溉、排水、防洪、防御、航運和防火等各方面需求。與現(xiàn)代城市管理者動輒向水面要土地，填河修路、填湖建房不同，古代城市管理者更多側重于充分利用天然河流、湖泊和洼地，同時規(guī)劃并開挖許多人工溝渠、湖池，共同組成發(fā)達的水系。如漢長安城內河道密度達到1千米/平方千米，明清北京城則達到了1.07千米/平方千米。“7·21北京大暴雨”發(fā)生的時候，北京故宮和其身后的北海團城之所以無積水發(fā)生，除其內部的干線、支線，明溝、暗溝、涵洞、流水溝眼等完善的排水系統(tǒng)發(fā)揮作用外，其自身的因高選址，以及內城護城河、西苑太液池、后海、外金水河、筒子河等河渠的作用更不可小覷。迄今所知中國最早的排水系統(tǒng)，是一組距今4000多年前、埋于地下的陶質排水管道。它們出土于河南淮陽平糧臺龍山時代城址。有學者推測這應是一處貴族專用的“門禁社區(qū)”，因而應屬雛形的城市或都邑。城址南門中間的路土下鋪設有三組陶排水管，剖面呈倒“品”字形，水管節(jié)節(jié)相套，兩端有高差，便于向城外排水。

河南偃師二里頭，是迄今所知中國最早的王朝都城遺址。這是一處經(jīng)縝密規(guī)劃、布局嚴整的大型都邑，其存在時間約距今3800～3500年。在早期宮殿建筑之間的通道下，發(fā)現(xiàn)了長逾百米的木結構排水暗渠。晚期宮城中大型宮殿建筑的院內，又發(fā)現(xiàn)了石板砌成的地下排水溝和陶排水管組成的地下排水設施，二者的鋪設都是為了向院外排水。由于這類先進的排水系統(tǒng)僅發(fā)現(xiàn)于宮殿區(qū)，可知它并未走進大眾生活，仍為當時的權力階層所壟斷。

春秋戰(zhàn)國時期，列國分立、兼并戰(zhàn)爭頻繁的政治軍事形勢和社會經(jīng)濟的長足進步，都促進了城市的進一步發(fā)展。與城市經(jīng)濟的發(fā)展相對應，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，郭城內有更明確的功能分區(qū)。與此同時，統(tǒng)一的、惠及全城的給排水系統(tǒng)逐漸形成。山東臨淄齊國故城、曲阜魯國故城、河北易縣燕下都、邯鄲趙國故城、湖北江陵楚都紀南城等都發(fā)現(xiàn)有較完備的排水設施。

史載戰(zhàn)國時期“臨淄之中七萬戶……臨淄之途，車轂擊，人肩摩，連衽成帷，舉袂成幕，揮汗成雨，家敦而富，志高而揚”。據(jù)推算其人口已超過30萬人，富庶繁榮程度在諸侯國都城中名列前茅。其城市規(guī)劃建設，也代表了當時的先進水平。齊都臨淄城建于淄河和系水兩條河流之間，由大、小兩城組成。其南、北墻外有城壕，東、西兩面則以兩條河流為天然城壕。城內有全城性的排水系統(tǒng)，宮殿區(qū)所在的小城和居民點、手工業(yè)作坊集中的大城都發(fā)現(xiàn)有排水道。小城內宮殿區(qū)的排水設施尤其講究，建筑的周圍發(fā)現(xiàn)有卵石鋪成的斜坡散水，地下排水管道由斷面呈三角形或圓形的陶質水管組成，可使院內積水流出院外，匯入城市排水系統(tǒng)。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長達數(shù)千米，寬達20米。由于城西北部是全城最低洼處，因而在北墻西部和西墻北部設置了兩個排水道口，這里是大型排水渠的終點。

最精妙壯觀的排水設施，是建于大城西墻北部城墻下的石砌涵洞。涵洞東西長43米，南北寬7～10.5米，深3米左右，用天然巨型青石砌壘而成。分為進水道、過水道和出水道三部分。位于西墻內外側的進、出水道呈外窄內寬的喇叭口形，上面分三層砌筑15個方形水孔。中間的過水道穿過城墻，與進、出水道口相接。過水道和出水道內部石塊交錯排列，每個小孔不直通，水可通過石隙流過，人卻不能通過，因而具有排水和御敵的雙重功效。

秦漢時期，歷代王朝都城的建設都增強了規(guī)劃性，以廣大的京畿地區(qū)為背景，都城總體規(guī)劃取開放之勢，利用所處自然環(huán)境，建設周密完善的城市水系，從而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。除了寬大的城壕外，在郊外開挖的昆明池等池苑，具有調洪蓄水的作用。以其為中心，通過人工渠道串聯(lián)長安附近的天然河流，形成完整的給排水網(wǎng)絡。其中明渠自西向東橫貫全城，長達9千米。由城壕和明渠組成的排水干渠總長達35千米。長安城內的排水主要依靠街道兩側的路溝。這些路溝與城內的大型排水渠相連，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)過城墻時都構筑了涵道。一般以磚石砌筑，寬可達2米，上部為拱形的券頂。城中宮殿、官署等建筑的排水設施主要有滲水井和排水管道。陶質管道剖面多呈五角形，也有呈圓形者，在排水量較大的地方還設置雙排管道。

隋唐長安城在建城前經(jīng)周密調查和精心設計，其后不斷修建擴充，成為當時首屈一指的國際化大都市。對于這樣一座總面積達83平方千米、人口逾百萬的特大城市而言，排水系統(tǒng)對于整個城市的正常運轉具有重要的意義。此時的中國古代城市已發(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)就遍布于由“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的兩側都修有水溝，有土筑和磚砌兩種，均為明溝。明溝外側設人行道。大路路面中間高、兩邊低，便于及時排除雨水。城門下則建有排水涵洞。永安渠、清明渠和龍首渠在流經(jīng)城內的里坊和池苑后，注入渭河和浐河，除供應城市用水外，也起到了分洪的作用。

作為全國性的政治中心，隋唐長安城給排水系統(tǒng)的設計布局優(yōu)先考慮了城內貴族人群的需求，宮室禁地中的排水設施也最為講究。如大明宮太液池岸發(fā)現(xiàn)的排水渠道內設置有橫向磚壁，雨水在經(jīng)過時可將較大的雜物攔截下來。西內苑發(fā)現(xiàn)的排水暗渠為磚石結構，為防止渠道淤塞，分段安裝了多道鐵質閘門，第一道閘門先由鐵條構成直欞窗，攔阻較大的垃圾雜物，第二道閘門布滿細小的菱形鏤孔，可以濾出較小的雜物。閘門拆卸自如，方便疏通。這可以說是初級的水處理裝置了。

北宋都城汴梁（現(xiàn)河南開封）有著發(fā)達的水系，四條穿城而過的河道連通三重城壕以及城內外的湖池。市內的排水系統(tǒng)是在干道兩側用石條砌筑寬約1米的明渠，廢水通過城墻下構筑的涵洞流向城壕。據(jù)記載，城內有排水溝二百余條，開封府安排專人巡邏，嚴禁居民倒垃圾入溝，以防堵塞。

中國古代都城規(guī)劃，發(fā)展到北宋時期，已從封閉式的里坊制轉變?yōu)殚_放式的街巷制。但北宋汴梁是在唐代汴州的基礎上發(fā)展起來的。從城市規(guī)劃的角度而言，屬于新舊合一的城市。隨著都城人口的膨脹和商業(yè)的繁榮，以往封閉的管理體制給城市生活帶來的不便日益彰顯，各種“侵街”之舉層出不窮。與唐朝都城長安寬闊的街道相比，北宋汴梁的街道狹促了許多。按規(guī)定，主要街道大約寬三十米，道路兩旁還有排水溝和綠化樹木。街道兩邊林立的店鋪，因招徠顧客和商業(yè)經(jīng)營的需求，常常侵占道路、排水溝和綠化帶。這類社會轉型期特有的狀況，給城市規(guī)劃管理提出了新的課題，而這一新的問題在新舊合一的城市中很難得到圓滿的解決。

歷史把機遇留給了元大都的設計和建設者。元大都的選址避開了仍保存唐代街坊形式的金中都，平地起建，全面謀劃，成為開放式街巷制城市規(guī)劃的典范。就排水系統(tǒng)而言，其規(guī)劃設計與排水設施的鋪設與城市的整體規(guī)劃與建設同步。其城市建設充分利用自然環(huán)境，因地制宜，最終成為中國古代城市建設史上的一座里程碑。

元大都城內的河湖水系分為兩個系統(tǒng)，一是由高梁河、海子（積水潭）、通惠河構成的漕運系統(tǒng)；一是由金水河、太液池構成的宮苑用水系統(tǒng)。大都城的建設中，不僅充分利用自然河流開渠引水，而且修建了完善的排水系統(tǒng)，明渠與暗溝相結合。依北高南低的地勢，大都城的南北主干道兩側，都有排水干渠，溝渠兩旁還有東西向的暗溝，引胡同內的雨水排入干渠。在今西四附近的地下，曾發(fā)現(xiàn)石條砌筑的明渠，渠寬1米，深1.65米。在通過平則門內大街（今阜成門內大街）時，頂部覆以石條。

在大都城東、西城墻的北段和北城墻西段發(fā)現(xiàn)三處向城外泄水的涵洞。涵洞的底部和兩壁以石板鋪砌，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“卷輦水窗”的工藝完全一致。

在元大都的基礎上改擴建而成的明清北京城，放棄城北部分城區(qū)，后又展拓南城，加建外郭，最終形成“凸”字形格局。城市中心也由元代的城北積水潭一帶逐漸轉向城南。除南移和擴展宮城、皇城外，此時還開挖南海，擴大了原太液池的水面。但總體上看，其坊巷布局、市坊結合的城市格局，基本上繼承元代舊制，沒有太大的變革。在排水系統(tǒng)上，它保留和疏浚了元大都的排水溝渠。后繼的清王朝仍以北京為京師，城市布局一仍其舊，除局部個別調整，在西郊興建皇家苑囿外，總體上并無多少變化。此時增設了一些新的排水渠道，最主要的是內城沿東西城墻內側各開明溝一條、外城三里河以東從大石橋至廣渠門內的明溝，以及崇文門東南橫貫東西的花市街明溝。作為明清王朝的政治中心，北京城的排水設施當然也不例外地具有區(qū)域和等級之別。內城尤其是東部城區(qū)，多是官倉和達官貴人的宅邸，這里修建有完善的下水道，通往排水主干渠。一般居民區(qū)的排水設施則相對較差。

據(jù)估算，明清北京城內的河道密度為每平方千米1.07千米，全城水系總容量超過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。一般認為，這應是北京城罕有洪澇災害的主要原因。

可以說，元大都和明清北京城在排水系統(tǒng)上的設計建設，是積淀千年的中國古代都城排水智慧的高度結晶。