2023年7月22日上午,北京一场大雨后,故宫再现“九龙吐水”场景。 视觉中国供图
(资料图片仅供参考)
被称为“七下八上”(7月下旬到8月上旬)的这段时间,是我国北方的主汛期,降雨导致强降水多发,几乎每年都有城市变身“水城”、出现“看海模式”的新闻报道。
近日,故宫再现“千龙吐水”,最大雨强却无积水的报道冲上热搜,引起了人们对我国古代排水方式的关注。据报道,7月22日上午,北京主汛期的最大雨强出现在故宫博物院内,虽然暴雨如注,但整个故宫地面却几乎不存积水,无数殿宇的飞檐流水如瀑,三大殿台基上的1142只排水“螭首”喷珠吐玉,出现了“千龙吐水”的壮观景象,令许多专程冒雨赶来欣赏的游客啧啧称奇。
精密设计巧解水患
故宫为中国明、清两代的皇宫,始建于明永乐四年(1406年)。数据统计,在故宫建成后的600余年间,北京经历了一千多次的暴雨,其中较大的水灾就发生过200多次。如《明英宗实录》记载:“万历三十五年闰六月,顺天府大雨如注,昼夜不止,经二旬。雨潦浸贯城,长安街水深五尺,洼者深至丈余,各衙门皆成巨浸。”而故宫在这一次次的暴雨水灾中,从未被“水漫金山”,它是如何做到“风雨不动安如山”的呢?
故宫是我国古代科学排水的一个典范。故宫在建造之初,就对排水系统进行了精密设计和精细施工。首先,故宫的地面整体走势呈北高南低,其中北部的神武门地面比南部的午门地面高约两米,整体形成约2‰的排水坡度。以中轴线建筑为核心的宫殿建筑群又使整体地势中间略高、两边稍低,呈“熊背”式样,这一坡降为自然排水创造了有利条件。
故宫主体建筑“三大殿”建在三层高大的石基上,基座台面一致向外侧稍倾,便于雨水下注,台基的上千个“螭首”作为出水口,将积水“吐”至地面,即所谓“千龙吐水”。
故宫的明沟暗渠四通八达,长度超过15公里,并有涵洞、流水沟眼等,纵横交错,主次分明,全部通向总干渠内金水河。内金水河又与故宫城墙外侧的外金水河、护城河、中南海等水系相通,使雨水顺着从高到低的地势,流到明沟暗沟,再流入总干渠内金水河,然后排到紫禁城城外的河道中,巧妙解决了水患问题。
古代排水系统的中国智慧
我国古人在排水系统上有许多巧妙构思,一些排水的理念、方法和排水系统甚至跨越千百年,仍惠泽后世。
我国古代排水的理念是“以排为主,以防为辅”。例如我们熟知的“大禹治水”,大禹的父亲鲧治理水患的理念是堵,也就是修建大坝、大堤堵水,但最终以失败告终。大禹改变了父亲的治水方法,将堵改成了疏,取得了成功。“水在于疏,而不在于堵”,就成了中国历史上最早的排水理念。
早在远古时期,我国古人“筑城以卫君,造郭以居民”,出现了城市,并初步形成修建明沟暗渠的城市排水措施。迄今所知中国最早的、最为完备的城市排水系统,出现在距今约4600年的新石器时代晚期,是一组出土于河南淮阳平粮台龙山时代城址的陶质地下排水管道,这些管道节节套扣,管道两端还有着非常明显的高差,与排水沟有序相连,其排水设施之完备令人惊叹。
在我国封建时期,城市排水主要有地面沟渠、地下管道和城墙下涵洞等设施。古代有关下水道的名称有沟、窦、续、石渠、埔墁等多种,所用的材料和方法也有多种,如用陶管铺设,用石块修造,用砖头砌就。据春秋时期的《考工记》记载:“窦,其崇三尺”,表明当时的下水道已有3尺高度。
长安是西汉及隋唐的都城,城市排水系统由排水明渠、暗渠和城壕组成。长安城大部分街道两侧都修有水沟、渗水井,与城内的大型排水渠相连,城门下建有排水涵洞,城墙外建有壕沟,还在郊外开挖大型池苑调洪蓄水。城内积水通过沟渠流入城壕,再汇入池苑和自然河流,形成完整的给排水网络。长安城宫苑的排水设施尤为讲究,在排水渠段安装了多道闸门,由铁条构成的直棂窗,可将雨水经过时裹挟的杂物拦截下来,以防止淤塞,这可以说是初级的水处理装置了。
从明渠暗沟、排蓄结合、分流、过滤等理念和方法中,寻找古人智慧排水的印迹,可以为我们今天完善城市排水系统提供借鉴。
(作者为中国科普作家协会会员、北京作家协会会员)