近年来,由于设计规划理念和市政配套系统建设未及时赶上城市化发展速度,每逢暴雨极端天气,许多城市内涝严重。“去城市看海”甚至成为网络嬉笑调侃的流行语。城市排水管理问题再成社会关注的焦点之一,考验着政府的城市治理水平。同时,人们发现像北京故宫、江西赣州、河南开封等古建筑和古城,在暴雨面前的承受力远远大于一些现代城市。可见,我国古代的城市排水设施是相对完善的。回顾历史,我国历代建造了许多排水系统,制定了许多与排水有关的制度和法规,值得今人借鉴。
“水失其性,百川逆溢,坏乡邑,溺人民,而为灾也”,古人早已意识到排水的重要性,因此我国历朝都很重视排水沟渠的疏浚和整修,可谓代不乏人,史不绝书。成书于战国晚期的《管子》对都城选址原则有着科学建议,“凡立国都,非于大山之下,必于广川之上;高毋近旱,而水用足;下毋近水,而沟防省;因天材,就地利,故城郭不必中规矩,道路不必中准绳。”《管子》还论述了建设城市沟渠排水设施的原则,即“地高则沟之,下则堤之”,“内为落渠之泻,因大川而注焉”。就是说,古代城市在选址时已充分考虑了城市供水、灌溉、排水、防洪、防御、航运和防火等各方面需求。
与现代城市管理者动辄向水面要土地、填河修路、填湖建房不同,古代城市管理者更多侧重于充分利用天然河流、湖泊和洼地。同时,规划并开挖许多人工沟渠、湖池,共同组成发达的水系。唐玄宗曾下诏修理两都街市、沟渠、道桥,并令当界乘闲整顿疏决旧沟渠。德宗时修石炭、贺兰两堰,并造土堰、开淘渠。五代十国时期,周太祖曾诏开封府淘疏旧壕,以免雨水毁坏百姓庐舍。民间也非常重视城中河道的日常疏通和维护。如唐懿宗咸通年间,“金陵秦淮河中,有小民棹扁舟业以淘河者”。可见,当时已经出现专门以养护河道为业的人,他们负责在河道上挖掘污泥、清除残秽,向管理部门领取报酬。
正是在这种制度和法规的指导下,古代城市在建设之初就十分重视排水设施建设,并修建了一系列排水系统。
隋唐长安城
长安城在建城前经周密调查和精心设计,其后又不断修建扩充,最终成为当时首屈一指的国际化大都市。对于这样一座总面积达83平方公里、人口逾百万的特大城市而言,排水系统对整个城市的正常运转具有重要的意义。此时的中国古代城市已发展到了封闭式的里坊制阶段。隋唐长安城南北11条、东西14条大街,将全城划分为110个坊。排水系统即遍布于由“街”“坊”组成的棋盘格状的都市中。建筑周围常见砖铺散水、渗水井和排水管道。与汉长安城一样,隋唐长安城大部分街道的两侧都修有水沟,有土筑和砖砌两种,均为明沟。明沟外侧设人行道。大路路面中间高、两边低,便于及时排除雨水。城门下则建有排水涵洞。永安渠、清明渠和龙首渠在流经城内的里坊和池苑后,注入渭河和浐河。它们除供应城市用水外,也起到了分洪的作用。
作为全国性的政治中心,隋唐长安城给排水系统的设计布局优先考虑了城内贵族人群的需求。因此,宫室禁地中的排水设施也最为讲究。如大明宫太液池岸发现的排水渠道内设置有横向砖壁,雨水在经过时可将较大的杂物拦截下来。西内苑发现的排水暗渠为砖石结构,为防止渠道淤塞,分段安装了多道铁质闸门。第一道闸门先由铁条构成直棂窗,拦阻较大的垃圾杂物;第二道闸门布满细小的菱形镂孔,可以滤出较小的杂物。闸门拆卸自如,方便疏通。这可以说是初级的水处理装置了。
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。北宋熙宁年间(公元1068年—1077年),一个叫刘彝的官员在此任知州,规划并修建了赣州城区的街道。同时,根据街道布局和地形特点,采取分区排水的原则,建成了两个排水干道系统。因为两条沟的走向形似篆体的“福”、“寿”二字,故名福寿沟。
福、寿两沟总长12.6公里,福沟排城东南之水,寿沟排城西北之水。福、寿两沟采用明沟和暗渠相结合,并与城区的池塘相串通的方式。这样既可避免沟水外溢,又可利用废水养鱼和种植水生植物。福、寿两沟的水均通过城墙下面的水窗,分别排入章江和贡江。
不过,每逢雨季,江水上涨超过出水口,也会出现江水倒灌入城的情况。于是,刘彝又根据水力学原理,在出水口处,“造水窗十二,视水消长而后闭之,水患顿息”。水窗即是排水口的阀门,每当江水水位低于水窗时,即借下水道的水力冲开水窗,进行排水。反之,当江水水位高于水窗时,则借江水力将水窗自外紧闭,以防倒灌。同时,为了保证水窗内沟道畅通和保持足够的冲力,刘彝采取了改变断面,加大坡度等方法。他让排水口附近的管道呈现多层断面,将坡度增加到普通管道的4倍。这样便确保水窗内能形成强大的水流,足以带走泥沙,排入江中。
福、寿两沟工程费时将近十年时间才完工,直到今日,还有900多米长的下水道仍然在使用。至今,赣州市民还在享受着这位宋代父母官的余荫。有专家表示:“赣州旧城,即使再增加三四倍雨水、污水流量,也不会发生内涝,古人的前瞻性真令人赞叹”。
元大都
元大都的选址避开了保存唐代街坊形式的金中都,全面谋划,平地起建,成为开放式街巷制城市规划的典范。就排水系统而言,其规划设计、排水设施的铺设和城市的整体规划与建设同步。其城市建设充分利用自然环境,因地制宜,最终成为中国古代城市建设史上的一座里程碑。
元大都城内的河湖水系分为两个系统:一是由高梁河、海子(积水潭)、通惠河构成的漕运系统;二是由金水河、太液池构成的宫苑用水系统。大都城的建设中,不仅充分利用自然河流开渠引水,而且修建了完善的排水系统,明渠与暗沟相结合。依北高南低的地势,大都城的南北主干道两侧,都有排水干渠。沟渠两旁还有东西向的暗沟,引胡同内的雨水排入干渠。
在大都城东、西城墙的北段和北城墙西段发现3处向城外泄水的涵洞。涵洞的底部和两壁以石板铺砌,接缝处勾抹白灰,并平打了很多铁锭。涵洞顶部用砖起券呈拱形,中部装置着一排铁栅栏。整个涵洞的做法,与《营造法式》所记“卷辇水窗”的工艺完全一致。