古人防水患自有高招
齊魯壹點(diǎn)2024-05-20 12:59
記者 張向陽 濟(jì)南報(bào)道
暴雨猛于虎，自古以來，防洪排水都是城市建設(shè)的重點(diǎn)。日前，北京大學(xué)考古人員發(fā)布研究表明，河南淮陽平糧臺(tái)古城遺址出土的距今4100—3900年前的陶排水系統(tǒng)，是中國(guó)較早的陶排水系統(tǒng)。說明在史前時(shí)代，中原大地就出現(xiàn)了當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的城市水域管理系統(tǒng)。歷史上有哪些防范城市洪澇災(zāi)害的高招？
史前完備的排水系統(tǒng)
河南平糧臺(tái)遺址一帶地勢(shì)平坦，曾受內(nèi)部水患困擾。早在上世紀(jì)，考古工作者就發(fā)現(xiàn)城內(nèi)縱、橫的排水溝，在南城門路面下發(fā)現(xiàn)一組由三根管道組成呈倒“品”字形的陶排水管道。此后，考古隊(duì)又發(fā)掘出四組龍山時(shí)期陶排水管道，其中兩組位于南城門附近。這些陶排水管道，表面裝飾籃紋、繩紋和方格紋，兩端有子母口，節(jié)節(jié)套合，它們或沿排房建筑的外緣平行分布，或縱穿城墻基礎(chǔ)，陶排水管與縱橫連通的溝渠，共同構(gòu)成目前中國(guó)年代較早、最為完備的城市排水系統(tǒng)。
為防水患，古代先民早就有排水的觀念，黃河中游的河南新鄭唐戶遺址發(fā)現(xiàn)了完整的繞房排水系統(tǒng)，是目前發(fā)現(xiàn)我國(guó)最早的排水系統(tǒng)，距今有8000多年。雖然簡(jiǎn)單，在當(dāng)時(shí)卻是較為先進(jìn)的建筑理念。
我國(guó)史前城市的起源可以上溯到距今6000年前后，史前城址內(nèi)的排水設(shè)施考古中多有發(fā)現(xiàn)。像6000年前湖南省常德市澧縣城頭山城址，是迄今我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最早城市遺跡，城的四周有環(huán)壕和護(hù)城河，城內(nèi)道路兩旁有用于排水的溝渠。
距今約5800—5300年的安徽凌家灘遺址和5000多年前的浙江良渚遺址，都建設(shè)有大型水利工程，除了具有防洪、排水等作用，還能起到積極防御功能。山東五蓮縣丹土城址距今4800多年，城中有蓄水池、排水池、出水口、壕溝等水利設(shè)施，建設(shè)時(shí)還充分考慮了城址與地形地勢(shì)、氣候等環(huán)境因素。
陶質(zhì)管道的發(fā)明是排水技術(shù)的一大進(jìn)步，它標(biāo)志著排水設(shè)施從原始就地散流排水階段進(jìn)入了較為先進(jìn)的規(guī)劃時(shí)代。
甘肅隴東的老虎咀遺址距今約有4900年歷史，這里出土的37節(jié)籃紋紅陶水管是目前發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)年代最早的排水設(shè)施，在該遺址中發(fā)現(xiàn)殘長(zhǎng)23米的陶水管道，為夾砂紅陶，外飾籃紋及附加堆紋。陶水管單節(jié)長(zhǎng)約60厘米左右，直徑11.8厘米—17.2厘米，兩頭接口一大一小，可以依次套接，令人驚奇的是，隴東地區(qū)多處同期遺址發(fā)現(xiàn)制作規(guī)整的陶水管。此外，慶陽大梁峁龍山文化早期遺址也發(fā)現(xiàn)一件疑似排水管的器物，外徑16.3厘米、殘長(zhǎng)5.3厘米，器形特征與老虎咀遺址出土的排水管類似。
山東鄒平丁公城址（距今4600—4000年），城墻外側(cè)有寬20余米、深3米的巨型城壕。城址發(fā)掘出陶排水管道的同時(shí)，還在外城北墻中部的北門附近發(fā)掘出一處木樁修筑的排水暗渠，從城墻底部穿墻而過，通到城外的城壕內(nèi)。暗渠斷面近方形，兩側(cè)豎立經(jīng)過粗加工的木柱作為支撐，頂部覆蓋密集的原木，底部用土和碎陶片鋪墊并加以夯打，這是目前國(guó)內(nèi)已知最早的木結(jié)構(gòu)排水涵洞。
山西襄汾的陶寺遺址距今約4300—3900年，陶寺宮城中有兩條排水渠，在陶寺宮城內(nèi)最大的核心建筑主殿夯土內(nèi)，還挖出一件類似地漏的陶水管，說明建筑基址內(nèi)可能有排水設(shè)施。
商代陶三通與今天一樣
夏商周時(shí)期的都市，統(tǒng)一的給排水系統(tǒng)逐漸形成。史前時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)的地面排水溝渠、地下排水管道以及穿城墻而過的排水涵洞，在各地的城邑遺址中都有所發(fā)現(xiàn)。
河南洛陽偃師二里頭遺址夏代都邑宮殿區(qū)，距今約3800—3500年，考古發(fā)現(xiàn)大量宮殿建筑基址已有排水道，包括明溝和暗道。當(dāng)年的考古隊(duì)領(lǐng)隊(duì)許宏曾寫到，在早期宮殿建筑之間的通道下，發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)逾百米的木結(jié)構(gòu)排水暗渠。晚期宮城中大型宮殿建筑的院內(nèi)，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(shè)施。這些先進(jìn)的排水系統(tǒng)僅限于宮殿區(qū)，仍為王室貴族所壟斷。陶水管有兩種接通，一種是兩頭一樣粗細(xì)，一頭外面留著接頭的槽道，另一頭內(nèi)壁留著接頭的槽道；另一種為一頭粗一頭細(xì)，能節(jié)節(jié)套合，兩種接通設(shè)計(jì)方便在不同情況下使用。
公元前16世紀(jì)左右，商湯滅夏后，在夏都附近新建了偃師商城，并建設(shè)了完備的水資源利用系統(tǒng)和水利設(shè)施。
考古發(fā)現(xiàn)這座城市內(nèi)外水系循環(huán)連通，保障著城市安全、排水防澇。在宮殿區(qū)既有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布的各種明溝暗渠，以及穿宮墻或城墻而過的石砌或木石結(jié)構(gòu)排水涵洞�？脊湃藛T在門道下發(fā)掘出排水暗道，水道寬2米，用石板圍砌，高1.5米至1.8米，上面橫鋪粗大木材。兩側(cè)壁采用木石混合結(jié)構(gòu)，壘砌的石塊間夾木柱以加固，全長(zhǎng)800余米。此外，商代工匠還掌握了用魚鱗狀石片鋪設(shè)渠道底部來減緩水流速度、用水平溝來校準(zhǔn)城墻建設(shè)等施工技術(shù)。距今3600多年的鄭州商城內(nèi)城東南區(qū)域發(fā)現(xiàn)3處商代早期溝渠，目前已揭露的溝渠總長(zhǎng)約540米，最寬處達(dá)12米左右，最深處達(dá)4米左右。在其中一處溝渠，考古人員發(fā)現(xiàn)了人工明溝與用于分流的石砌擋水設(shè)施等，表明在商代早期，鄭州商城的水網(wǎng)體系就存在著復(fù)雜的功能設(shè)計(jì)。
殷墟的宮殿宗廟區(qū)在洹河的內(nèi)轉(zhuǎn)角處，每逢雨季就有內(nèi)澇之苦。上世紀(jì)70年代，在安陽殷墟出土了商代王室用過的陶質(zhì)地下排水管道，共28節(jié)，在表面有細(xì)小的繩紋，可以起到防滑的作用。其中，還有一種比較少見的陶三通管，陶三通把多條水路匯聚成一處排放，解決了內(nèi)澇、污水問題，特別是三通連接處的承口和插口，與現(xiàn)在的排水管別無二致。
齊國(guó)故城排水口能御敵
西周至戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，城市溝渠排水系統(tǒng)已經(jīng)較為完善。周原、豐鎬周代大型建筑基址下也均出土過排水的陶水管道。
臨淄齊國(guó)故城代表了西周至春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期城市規(guī)劃的最高水平�？脊虐l(fā)現(xiàn)，城內(nèi)有三大排水系統(tǒng)，一條在西北部，全長(zhǎng)約700米，寬20米，深3米；一條位于大城東北部，長(zhǎng)約800米；還有一系統(tǒng)由南北向和東西向河道組成。最值得一提的是，東西向河道的排水道口建在墻基寬40米的城墻下，長(zhǎng)43米，寬7米-10.5米，深3米，用巨石砌壘而成。分為進(jìn)水道、過水道和出水道三部分。水口分上下三層，每層5個(gè)方形水孔，孔內(nèi)石塊交錯(cuò)排列，水經(jīng)孔內(nèi)間隙流出，人卻不能通過。這種既能排水又能御敵的建筑設(shè)計(jì)，在世界同期古城排水系統(tǒng)中很罕見。據(jù)考證，此排水道口是與大城西墻同時(shí)修建，距今約三千年。從臨淄作為齊國(guó)都城一直到唐代，使用了近兩千年。
國(guó)家博物館珍藏有一件出土于河北易縣春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期“燕下都”的虎頭形陶水管，它的前半部塑成張口虎頭形，后半部為圓管，全長(zhǎng)120厘米，其后套接數(shù)十節(jié)陶水管，用于宮殿區(qū)的排水。這件陶水管栩栩如生，將實(shí)用與藝術(shù)造型融為一體，是古代早期建筑裝飾的佳作，反映出當(dāng)時(shí)排水系統(tǒng)已較為成熟，實(shí)用美觀兼具。
戰(zhàn)國(guó)秦上林苑五號(hào)遺址的排水系統(tǒng)由三組平行陶管道組成，東西方向綿延78米，南北間約跨過10米。此外，北側(cè)還有一組直通南北向的排水管道。排水管道在上林苑遺址多有發(fā)現(xiàn)，說明當(dāng)時(shí)的地下排水設(shè)施已經(jīng)相當(dāng)成熟了。
秦都咸陽城的地下排水設(shè)施遍布城內(nèi)且形式多樣，有排水管道、排水溝、排水池、地漏、滲井、散水、壕溝等類型。不但有明渠暗溝將城內(nèi)的積水排入護(hù)城河，還有陶水管縱橫交叉，水通過陶漏斗流入排水池，再通過諸多排水管道流向城外。陶水管既有圓形直管，也有曲尺形彎管，還有少量五邊形陶土管，較之方形管道結(jié)構(gòu)，五邊形陶土管的結(jié)構(gòu)更能承受來自路面的壓力。
西漢長(zhǎng)安城的城市排水系統(tǒng)由城壕和排水明渠、暗渠組成，明渠自西向東橫貫全城，長(zhǎng)達(dá)9公里，城壕和明渠組成的排水干渠總長(zhǎng)達(dá)35公里。城內(nèi)的排水主要依靠街道兩側(cè)的路溝，路溝和水渠在經(jīng)過城墻時(shí)都構(gòu)筑了磚石砌壘的涵道，寬可達(dá)2米，上部為拱形的券頂。城中宮殿、官署等建筑的排水設(shè)施主要有滲水井和排水管道。另在郊外還修建有昆明池、鎬池等，用來調(diào)洪蓄水。漢長(zhǎng)安城遺址中的未央宮、長(zhǎng)樂宮等處，都發(fā)掘出大量排水管道，有些水道末端排水口處還設(shè)有滲井，以確保暴雨之后不積水。
下水道成亡命徒天堂
隋唐時(shí)期長(zhǎng)安城主要街道的兩邊，都挖有開闊的排水溝，城門下則建有排水涵洞。永安渠、清明渠和龍首渠等五條水渠除供應(yīng)城市用水外，也起到了分洪的作用。
今天，在西安城墻里的含光門博物館還能看到隋唐長(zhǎng)安城過水涵洞遺址，殘長(zhǎng)十余米，為磚券結(jié)構(gòu)。在唐長(zhǎng)安城發(fā)現(xiàn)的排水暗渠為磚石砌成，分段安裝了多道鐵質(zhì)鏤空閘門，既能攔截大小不一的垃圾，又能防止渠道淤塞保證暢通，第一道閘門是由鐵柵構(gòu)成閘門，用來攔阻較大的垃圾雜物，第二道閘門上布滿細(xì)小的菱形鏤孔，可以攔截較小的雜物。閘門拆卸自如，方便疏通。
河南開封是北宋時(shí)的都城，有著發(fā)達(dá)的水系，四條穿城而過的河道連通三重城壕以及城內(nèi)外的湖池。城內(nèi)有排水溝200余條，有明渠有涵洞，規(guī)模很大。陸游在《老學(xué)庵筆記》中描述了開封的下水道：“京師溝渠極深廣，亡命多匿其中，自名為‘無憂洞’，甚者盜匿婦人，又謂之‘鬼樊樓’。”意思是說汴梁的下水道非常復(fù)雜，又深又寬，里面藏了很多亡命之徒，被他們叫做無憂洞或者鬼樊樓，樊樓是當(dāng)時(shí)開封城最大的酒樓，可見開封下水道之發(fā)達(dá)。
江西贛州三面環(huán)水，發(fā)洪水時(shí)江水常倒灌到城內(nèi)，飽受水患之苦。大家熟知的贛州地下暗渠“福壽溝”，是北宋神宗年間贛州知州劉彝所主持建造。因?yàn)闇锨到y(tǒng)形似篆體的“福”“壽”二字，故稱“福壽溝”。福壽溝采用明溝和暗渠結(jié)合方式，根據(jù)城市地形地勢(shì)，將全城的水塘串聯(lián)起來，暴雨時(shí)調(diào)節(jié)流量。劉彝還獨(dú)創(chuàng)性的在福壽溝各出水口“造水窗十二，視水消長(zhǎng)而后閉之”，當(dāng)城外江水水位低于水窗時(shí)，城內(nèi)福壽溝內(nèi)的水會(huì)將水窗沖開排水。反之，當(dāng)江水高于水窗時(shí)，則借江水之力將水窗自外緊閉，以防倒灌。
眾所周知，元大都和明清北京城在排水系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)建設(shè)，是中國(guó)古代都城排水智慧的高度結(jié)晶。京城內(nèi)外興建有相對(duì)完備的排水系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)修建的600多條排水管道至今仍在發(fā)揮作用。
明洪武時(shí)，南京城精心設(shè)計(jì)了完善的排水系統(tǒng)。尤其是玄武湖泄水口的武廟閘，是城墻排水設(shè)施的典范。武廟閘口下方安裝了兩套雙合銅水閘，上合閘正中有一直徑9厘米繩孔的銅紐，以鐵索連接地面的絞關(guān)啟動(dòng)；在下合閘的下方，鋪有銅質(zhì)或鐵質(zhì)的涵管，內(nèi)徑0.95米，用以啟閘后通水；而隧道里一把隨水流不斷旋轉(zhuǎn)的絞刀，能切碎隨水而來的雜物，避免了水路堵塞。
歷史上安徽壽縣常被江水倒灌，現(xiàn)存涵洞由城墻下的涵道和地面部分的月壩兩部分組成。明萬歷元年(1573年），知州楊澗修多處涵洞，排城內(nèi)積水防江水倒灌，50米長(zhǎng)的涵洞一端連接內(nèi)河，另一端通城外。清乾隆二十年，知州劉煥重修涵洞，創(chuàng)建月壩。月壩與城墻等高，既能幫助排水，又能防止洪水倒灌。令人驚嘆的是，“月壩”內(nèi)有一個(gè)大木塞子，平時(shí)它位于下水道下方，并不阻礙下水道排水。在洪水來襲城外水位高于城內(nèi)時(shí)，木塞因浮力隨水位上升自行封閉排水孔，防止洪水倒灌。
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