古人防水患自有高招
齊魯壹點2024-05-20 12:59
記者 張向陽 濟南報道
暴雨猛于虎，自古以來，防洪排水都是城市建設的重點。日前，北京大學考古人員發布研究表明，河南淮陽平糧臺古城遺址出土的距今4100—3900年前的陶排水系統，是中國較早的陶排水系統。說明在史前時代，中原大地就出現了當時世界上最先進的城市水域管理系統。歷史上有哪些防范城市洪澇災害的高招？
史前完備的排水系統
河南平糧臺遺址一帶地勢平坦，曾受內部水患困擾。早在上世紀，考古工作者就發現城內縱、橫的排水溝，在南城門路面下發現一組由三根管道組成呈倒“品”字形的陶排水管道。此后，考古隊又發掘出四組龍山時期陶排水管道，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，節節套合，它們或沿排房建筑的外緣平行分布，或縱穿城墻基礎，陶排水管與縱橫連通的溝渠，共同構成目前中國年代較早、最為完備的城市排水系統。
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現了完整的繞房排水系統，是目前發現我國最早的排水系統，距今有8000多年。雖然簡單，在當時卻是較為先進的建筑理念。
我國史前城市的起源可以上溯到距今6000年前后，史前城址內的排水設施考古中多有發現。像6000年前湖南省常德市澧縣城頭山城址，是迄今我國發現的最早城市遺跡，城的四周有環壕和護城河，城內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、壕溝等水利設施，建設時還充分考慮了城址與地形地勢、氣候等環境因素。
陶質管道的發明是排水技術的一大進步，它標志著排水設施從原始就地散流排水階段進入了較為先進的規劃時代。
甘肅隴東的老虎咀遺址距今約有4900年歷史，這里出土的37節籃紋紅陶水管是目前發現國內年代最早的排水設施，在該遺址中發現殘長23米的陶水管道，為夾砂紅陶，外飾籃紋及附加堆紋。陶水管單節長約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，隴東地區多處同期遺址發現制作規整的陶水管。此外，慶陽大梁峁龍山文化早期遺址也發現一件疑似排水管的器物，外徑16.3厘米、殘長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），城墻外側有寬20余米、深3米的巨型城壕。城址發掘出陶排水管道的同時，還在外城北墻中部的北門附近發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。暗渠斷面近方形，兩側豎立經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，這是目前國內已知最早的木結構排水涵洞。
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，在陶寺宮城內最大的核心建筑主殿夯土內，還挖出一件類似地漏的陶水管，說明建筑基址內可能有排水設施。
商代陶三通與今天一樣
夏商周時期的都市，統一的給排水系統逐漸形成。史前時期已經出現的地面排水溝渠、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現。
河南洛陽偃師二里頭遺址夏代都邑宮殿區，距今約3800—3500年，考古發現大量宮殿建筑基址已有排水道，包括明溝和暗道。當年的考古隊領隊許宏曾寫到，在早期宮殿建筑之間的通道下，發現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，又發現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。這些先進的排水系統僅限于宮殿區，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，一頭外面留著接頭的槽道，另一頭內壁留著接頭的槽道；另一種為一頭粗一頭細，能節節套合，兩種接通設計方便在不同情況下使用。
公元前16世紀左右，商湯滅夏后，在夏都附近新建了偃師商城，并建設了完備的水資源利用系統和水利設施。
考古發現這座城市內外水系循環連通，保障著城市安全、排水防澇。在宮殿區既有網狀結構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構排水涵洞。考古人員在門道下發掘出排水暗道，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。兩側壁采用木石混合結構，壘砌的石塊間夾木柱以加固，全長800余米。此外，商代工匠還掌握了用魚鱗狀石片鋪設渠道底部來減緩水流速度、用水平溝來校準城墻建設等施工技術。距今3600多年的鄭州商城內城東南區域發現3處商代早期溝渠，目前已揭露的溝渠總長約540米，最寬處達12米左右，最深處達4米左右。在其中一處溝渠，考古人員發現了人工明溝與用于分流的石砌擋水設施等，表明在商代早期，鄭州商城的水網體系就存在著復雜的功能設計。
殷墟的宮殿宗廟區在洹河的內轉角處，每逢雨季就有內澇之苦。上世紀70年代，在安陽殷墟出土了商代王室用過的陶質地下排水管道，共28節，在表面有細小的繩紋，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，解決了內澇、污水問題，特別是三通連接處的承口和插口，與現在的排水管別無二致。
齊國故城排水口能御敵
西周至戰國時期，城市溝渠排水系統已經較為完善。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。
臨淄齊國故城代表了西周至春秋戰國時期城市規劃的最高水平。考古發現，城內有三大排水系統，一條在西北部，全長約700米，寬20米，深3米；一條位于大城東北部，長約800米；還有一系統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43米，寬7米-10.5米，深3米，用巨石砌壘而成。分為進水道、過水道和出水道三部分。水口分上下三層，每層5個方形水孔，孔內石塊交錯排列，水經孔內間隙流出，人卻不能通過。這種既能排水又能御敵的建筑設計，在世界同期古城排水系統中很罕見。據考證，此排水道口是與大城西墻同時修建，距今約三千年。從臨淄作為齊國都城一直到唐代，使用了近兩千年。
國家博物館珍藏有一件出土于河北易縣春秋戰國時期“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120厘米，其后套接數十節陶水管，用于宮殿區的排水。這件陶水管栩栩如生，將實用與藝術造型融為一體，是古代早期建筑裝飾的佳作，反映出當時排水系統已較為成熟，實用美觀兼具。
戰國秦上林苑五號遺址的排水系統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現，說明當時的地下排水設施已經相當成熟了。
秦都咸陽城的地下排水設施遍布城內且形式多樣，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的積水排入護城河，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，較之方形管道結構，五邊形陶土管的結構更能承受來自路面的壓力。
西漢長安城的城市排水系統由城壕和排水明渠、暗渠組成，明渠自西向東橫貫全城，長達9公里，城壕和明渠組成的排水干渠總長達35公里。城內的排水主要依靠街道兩側的路溝，路溝和水渠在經過城墻時都構筑了磚石砌壘的涵道，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。另在郊外還修建有昆明池、鎬池等，用來調洪蓄水。漢長安城遺址中的未央宮、長樂宮等處，都發掘出大量排水管道，有些水道末端排水口處還設有滲井，以確保暴雨之后不積水。
下水道成亡命徒天堂
隋唐時期長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安城過水涵洞遺址，殘長十余米，為磚券結構。在唐長安城發現的排水暗渠為磚石砌成，分段安裝了多道鐵質鏤空閘門，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成閘門，用來攔阻較大的垃圾雜物，第二道閘門上布滿細小的菱形鏤孔，可以攔截較小的雜物。閘門拆卸自如，方便疏通。
河南開封是北宋時的都城，有著發達的水系，四條穿城而過的河道連通三重城壕以及城內外的湖池。城內有排水溝200余條，有明渠有涵洞，規模很大。陸游在《老學庵筆記》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，樊樓是當時開封城最大的酒樓，可見開封下水道之發達。
江西贛州三面環水，發洪水時江水常倒灌到城內，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。因為溝渠系統形似篆體的“福”“壽”二字，故稱“福壽溝”。福壽溝采用明溝和暗渠結合方式，根據城市地形地勢，將全城的水塘串聯起來，暴雨時調節流量。劉彝還獨創性的在福壽溝各出水口“造水窗十二，視水消長而后閉之”，當城外江水水位低于水窗時，城內福壽溝內的水會將水窗沖開排水。反之，當江水高于水窗時，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上的設計建設，是中國古代都城排水智慧的高度結晶。京城內外興建有相對完備的排水系統，當時修建的600多條排水管道至今仍在發揮作用。
明洪武時，南京城精心設計了完善的排水系統。尤其是玄武湖泄水口的武廟閘，是城墻排水設施的典范。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啟動；在下合閘的下方，鋪有銅質或鐵質的涵管，內徑0.95米，用以啟閘后通水；而隧道里一把隨水流不斷旋轉的絞刀，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，排城內積水防江水倒灌，50米長的涵洞一端連接內河，另一端通城外。清乾隆二十年，知州劉煥重修涵洞，創建月壩。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”內有一個大木塞子，平時它位于下水道下方，并不阻礙下水道排水。在洪水來襲城外水位高于城內時，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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