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【给排水探讨时间】多雨城市不涝之谜 揭秘古代城市排水艺术

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五星助理工程师

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发表于 2015-11-16 16:13:42 |显示全部楼层
探讨时间到!本期话题:多雨城市不涝之谜 揭秘古代城市排水艺术,一起跟随小编去探讨下国代城市如何排水的奥秘吧!
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进入话题······

     其实,古人早已深刻意识到,“水失其性,百川逆溢,坏乡邑,溺人民,而为灾也”,所以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:“地高则沟之,下则堤之”,“内为落渠之泻,因大川而注焉”。就是说,古城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,而其旧沟渠,令当界乘闲整顿疏决。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。


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    长安城在建城前经周密调查和精心设计,其后不断修建扩充,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,排水系统对于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。排水系统就遍布于由“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,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,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。


    北宋都城汴梁(今河南开封)。北宋都城汴京即今开封,在城市排水史上占有重要的一页。汴京城水系十分发达,整个城市排水系统规划设计和建造体现了很高的科技水平,城市排水设施的管理措施也很完备。北宋汴京城包括3重城壕、4条穿城河道、各街巷的沟渠以及城内外湖池;外城城壕称护龙河,宽80米,深4.8米,估算过水断面约372平方米,长约30公里,里城及宫城的城壕分别长12公里和5.4公里,3重城壕总蓄水容量达1765.6万立方米;4条穿城河道为汴、蔡、五丈和金水4河。根据文献记载估算,4条河道总长约30公里,蓄水总容量约为86.63万立方米。宋汴京城面积约50公里,由此可知河道密度约为1.55公里/平方公里,总蓄水容量约1852.23万立方米。此外,城市大街小巷有明渠暗沟等排水设施,还有凝祥、金明、琼林、玉津4个池沼,据记载池面十分广阔。市内的排水系统,是在干道两侧用石条砌筑宽约1米的明渠,废水通过城墙下构筑的涵洞流向城壕。据记载,城内有排水沟二百余条,开封府安排专人巡逻,严禁居民倒垃圾入沟,以防堵塞。


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     元大都的选址避开了仍保存唐代街坊形式的金中都,平地起建,全面谋划,成为开放式街巷制城市规划的典范。就排水系统而言,其规划设计与排水设施的铺设与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;一是由金水河、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。在今西四附近的地下,曾发现石条砌筑的明渠,渠宽1米,深1.65米。在通过平则门内大街(今阜成门内大街)时,顶部覆以石条。


    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。


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    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。


    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,即借下水道水力将水窗冲开排水。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具备足够的冲力,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”。

思考:

现代种种高标准规划、高科技手段和高科技施工机械,何以频频败在各方面远不如现代的古代排水系统手下?关键还在于现代人的“面子”观念:越来越光鲜的城市建筑、越来越宽敞的城市新区等“面子工程”不断开建的背后,人们看不见城市“里子工程”的规划设计、建设监管等。“临渊羡鱼,不如退而结网”,在赞叹古代排水系统完善的同时,希望政府部门能筑堤千里,防患未然。






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一星助理工程师

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发表于 2015-11-17 10:45:56 |显示全部楼层
赞叹!壮哉中华!
是不是古代文明已开始渐渐衰落了呢?
赞叹的同时感叹:很多时候发生的不是天灾,而是人祸。

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教授

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百尺竿头

发表于 2015-11-17 10:55:22 |显示全部楼层
讲得很好,学习了,感谢分享!!

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侠士

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发表于 2015-11-17 11:18:26 |显示全部楼层
感谢分享!!

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一星助理工程师

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发表于 2015-11-17 12:18:21 |显示全部楼层
匠人营国,当今的匠人在哪?

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技术员

发表于 2015-11-17 16:14:17 |显示全部楼层
很不错的匠人设计思路

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五星助理工程师

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发表于 2015-11-17 16:51:05 |显示全部楼层
谢谢楼主分享好资料

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一星助理工程师

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发表于 2015-11-18 09:18:05 |显示全部楼层
讲得很好,学习了,谢谢楼主分享好资料

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三星高级工程师

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发表于 2015-11-19 00:18:51 |显示全部楼层
古代先进的排水工艺值得现在学习。

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四星助理工程师

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发表于 2015-11-19 10:56:59 |显示全部楼层
现如今急功近利的思想越来越严重,导致人祸频频发生。希望此文能够警醒大家。

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