从古代排水系统领略“中国智慧”“中国匠心”

点击"无为文艺"免费订阅

近日,故宫(紫禁城)在600岁生日之际,迎来600年大展。在对紫禁城600年历史的回望中,观众将感悟贯穿紫禁城时间与空间的历史文化,感受宫殿技术与艺术完美结合的审美境界,思考中华优秀传统文化的无穷魅力。

故宫作为中国古代宫廷建筑之精华,除了建筑精美绝伦,细节设计、防火设计、防震工艺等都体现了古人的匠心匠艺和高超智慧。其中完善的排水系统,不但体现出古代建筑大师的绝妙技艺,而且成为这一宏大建筑群经数百年风雨而安然无恙的一个重要因素。故宫博物院原院长单霁翔曾表示:“紫禁城古代排水设施是故宫世界文化遗产的重要组成部分,应该和故宫古建筑一样得到精心呵护。”古人在排水系统上的巧妙构思与工匠精神造就了许多“城市血脉”,一些排水系统甚至跨越数百年,仍惠泽后世。

来,和小艺一起看看古代工匠精神下排水系统的中国智慧、中国匠心。

六百年无积水

故宫排水“黑科

北京三面环山,境内河流众多,古时,每到夏季,一遇暴雨加上河道阻塞,便深受水灾困扰。然而紫禁城却少有大面积积水的记载。

这栋建于明朝永乐年间已经有600年历史的“老房子”,到底有什么神奇之处,可以做到600年间,历经暴雨却无积水之患?

雨后的故宫

故宫超过90%的排水系统都是采用原有的古代雨水系统。故宫的排水,综合了各种排水法,既有地上径流“千龙出水”,又有地下暗沟“纵横交错”。这些或大或小、或明或暗、纵横一气的排水设施,能够使宫内90多个院落、72万平方米面积的雨水通畅排出。

太和殿排水龙头

故宫“千龙出水”与南京明城墙“龙吐水”不同的是,排水口处多了龙头作为装饰。“千龙出水”位于太和殿广场。太和殿、中和殿、保和殿前后排列,坐落在8米多高的工字型三层台基上。在台基四周栏杆底部,有排水孔洞,每根望柱下还有一个雕琢精美的石龙头,也是主要排水口,三层共有龙头1142个。这些龙头也称螭首或角兽,是用于须弥座转角处和望柱外缘之下的排水构建,多镌刻成龙首形,既能排水,又具有很好的装饰作用。每逢下雨,雨水逐层下落,使台面无积水,雨水从螭首龙头孔中流出,在大雨时如白练,小雨时如冰柱,而暴雨时,则会呈现“千龙出水”景象,蔚为壮观。

故宫的排水有明暗两套系统。明排水是通过各种排水口、吐水嘴将水排到周边河中;暗排是通过地下排水道将水排到内外金水河。内金水河自西北向东南流经大半个故宫,在故宫东南角流出,汇入护城河,护城河又与北京城水系相连,消化吸纳故宫的雨水。紫禁城西北高东南低,城中排水系统,充分利用了这一地形特点。正是这庞大而精妙的设计,让紫禁城历经了六百年的风雨而安然无恙。正如单霁翔所说,“故宫排水系统沉淀着世代传承的工匠精神,在天时地利人和的综合作用下,造就了今天强大的排水防灾功能。”

“小”城大用

八百年历史的集雨系统

中国最小的城堡在哪里?那就是已有八百多年历史的北海团城。

“团城”是一个非常奇特的“城”。正如其名“团城”,其城近似圆形,城高约5米,周长仅276米,面积约4500平方米,还不如一个足球场大。它的神奇之处在于,270多米长的城墙没有一个泄水口,地面上没有排水明沟,无论下多大的雨,这个城池上只是雨过地皮湿,很快渗得一干二净。正当人们惊讶于团城的排水智慧时,2001年专家在为团城里的古树“白袍将军”诊治过程中,偶然发现了距今已有几百年历史的“联手”排水系统。

“白袍将军”古树

团城地势北高南低,倒梯形砖多位于团城的南半区,而在倒梯形砖的下方,则是大大的涵管且有渗水的空隙。暴雨时雨水通过青砖及涵洞渗入地下,多余的水顺着涵洞围绕团城逆时针旋转后流走,中小雨时土壤水饱和后,水分回渗到涵洞中,充分留住和利用了有限的雨水资源。

团城渗排系统示意图

团城的渗排系统在很大程度上储存了天然降水,在旱季和雨季之间调节余缺,多余的雨水到了涵洞以后储存起来,形成一条地下“暗河”。水眼除了有渗水及排水功能外,还可降低树根附近的水位,使土壤中的水分适宜树木生长。同时涵洞与水眼组成了一个巨大的地下通风系统,数百年来为古树营造了适宜的生长环境。

“水龙奇观”

会“吐水”的南京明城墙

南京曾遇到暴雨,很多人看到城墙墙体里往外喷水,怀疑是城墙被凿空了。实际上并不是,这正是当时设计的排水明沟。每年暴雨,雨水渗入历史悠久的明城墙墙体内,经由其排水系统喷吐而出,形成了独特的“龙吐水”景观。

“龙吐水”景观

“龙吐水”景观至今已有几百年历史,被称为“龙脖子“的太平门段明城墙毁于战争,清末同治年间得到重修。由于太平门段明城墙是包山墙,山上大量的雨水流淌下来,必须通过城墙排水系统及水流冲刷形成的排水缝隙向外“放水”,否则积水长期得不到排放,土石方吸水饱和后,容易引起山体“肚子发胀”,造成塌方,从而破坏明城墙。因此,墙体内专门设计和建造了一套巧妙的防排水系统,包括城垣自身防排水和对城区的防排水两部分。

南京明城墙

当年建设者特意留了两个排水槽和一排排水缝隙,在城墙内部设置了毛竹做的排水管,使雨水可以喷吐而出,形成独特的“龙吐水”景观。

太平门段明城墙

淹不没的

浮城

民间传说,赣州是座龟形“浮城”,是唐末五代时风水学家杨筠松选址建造的“上水龟城”,不管江水怎么涨,赣州城都能跟着浮起来,所以,古城三面环水,却“千年不涝”。事实上,主要功劳来自于宋代排水系统——福寿沟。

赣州城区

北宋熙宁年间,虔州(江西赣州)来了一位“善治水”的知州刘彝,主持规划建设了赣州城区的街道,并根据街道布局,地形特点,采取分区排水的原则,修建两个排水干道系统。这两条排水干道就是福寿沟。根据史料记载,福寿沟长度为12.6公里,占地207平方公里。因为排水沟内两大排水区的沟道走向很像篆体的“福”字和“寿”字,故被称为“福寿沟”。

赣州古城区福寿沟图

当时的赣州城内有数百口可供蓄水的水塘,福寿沟的修建,正好将它们全部连通起来,使之成为活水系。随着雨水流量调节各部分的水容量,减轻下水道溢流,利用天然地形的高低之差,采用自然流向的办法,使城市的雨水、污水排入江中和水塘内。同时,刘彝最为神奇的设计当属“水窗”,它可以“视水消长而启闭”。在江水低于排口水位时,可以借排口出水的水力冲开闸门,使排水顺利排入江中;在江水高于排口水位时,能借江水的水力关闭闸门,防止倒灌。

福寿沟水窗示意图 福寿沟沟塘连通示意图

中国历来就有“精益求精”“差之毫厘,谬以千里”等说法。《诗经》云:“如切如磋”“如琢如磨”。这是对工匠精神的最好阐释。古人的工匠精神在建设排水系统方面得到了充分发挥,建成了“城市良心”,而这些古代工程之所以能够历经百年而“永葆青春”,一方面得益于传统建筑营造的匠心与智慧,另一方面也有赖于今人对其精心保护与传承延续。维护城市血脉,守护城市良心,既是传承也是使命。