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        為何古代園林排水能力超越現(xiàn)代都市?

        2016-12-17 13:14:35王斌趙天
        奧秘 2016年10期

        王斌+趙天

        雨季來臨,國內(nèi)不少地方遭遇了強降雨天氣,首都北京也不例外。然而近日,一則“北京遭遇強降雨,六百年故宮地面無積水”的帖子引起人們的關(guān)注,其實不只故宮,甚至頤和園、天壇等皇家園林,都同樣有著十分驚人的排水和蓄水能力。

        面對強降雨,可以做到“雨過地皮濕,無一處積水”。在這些歷史悠久的園林里,古代集水技術(shù)一直沿用至今,雖歷經(jīng)上百年,仍發(fā)揮著很好的作用。它們究竟是怎么做到的呢?

        古代北京城的排水藝術(shù)

        明清北京城是在元大都城的基礎(chǔ)上改建、擴建而成的, 保留并疏浚了大都城的排水溝渠。明朝有記載的排水干渠有內(nèi)城的大明壕、東溝與西溝和通惠河故道, 以及外城的龍須溝、虎房橋明溝、正陽門東南三里河等。到了清朝, 又增辟了一些新的渠道,最主要的是內(nèi)城沿東西城墻內(nèi)側(cè)各開明溝一條、外城三里河以東從大石橋至廣渠門內(nèi)的明溝,以及崇文門東南橫亙東西的花市街明溝,這應(yīng)該是北京城罕有洪澇雨潦之災(zāi)的主要原因。

        明清時期,人們對城市排洪防災(zāi)的認(rèn)識,有了進(jìn)一步深化和發(fā)展。清代,朝廷對于城市排水系統(tǒng)的管護(hù)也十分重視,京城內(nèi)外排水溝渠有專人分段進(jìn)行管理。順治元年,定令街道廳管理京城內(nèi)外溝渠,以時疏浚。若旗民淤塞溝道,送刑部治罪。康熙五年,定修筑城壕例:護(hù)城河遇水沖壞處,內(nèi)城由工部委官修筑;外城由順天府及五城官修筑;城上掛漏處,由步軍統(tǒng)領(lǐng)衙門會同工部委官修補。

        當(dāng)時的皇宮內(nèi)幃——紫禁城,占地72公頃,宮殿建筑連檐接棟,地面大都為磚石鋪設(shè),設(shè)有完善的排水系統(tǒng),加之歷年的掏挖養(yǎng)護(hù),五百余年來幾乎不見暴雨積水記載,可見其排水效果之良好。

        宮城內(nèi)利用自然坡降設(shè)計營造了縱橫交錯、主次分明、明暗結(jié)合的龐大人工排水網(wǎng)絡(luò),包括干溝、支線、涵洞、溝眼等眾多排水設(shè)施。

        天安門前漢白玉石橋下的外金水河

        紫禁城內(nèi)總的排水走向是將東西方向的支線排水匯集到南北干溝內(nèi),再流入內(nèi)金水河,最后匯入護(hù)城河。各排水分區(qū)既要適應(yīng)總排水趨勢,又要根據(jù)具體情況酌情處理,以保障水流暢通無阻。為此,各院落地面多留有“泛水”,即預(yù)先確定的庭院水流落差坡度。院落正中南北走向的御路或通道,其斷面多呈“熊背”式樣,即庭院正中的南北向御路或通道斷面通常呈中間略高、兩邊稍低的形式,工匠以此構(gòu)造作為院落的分水線。降水時節(jié),雨水首先順地面坡度流入房基四周的石槽明溝,明溝若遇有臺階或建筑物,則從“溝眼”穿過,或直接通過“錢眼”狀的雨水石板匯入暗溝,而后依次通過支線、干線排入內(nèi)金水河。除了排水干渠以外,紫禁城內(nèi)外還布置有縱橫如蜘蛛網(wǎng)般的二級、三級排水溝。

        這便是“六百年故宮地面無積水”的根本原因。

        頤和園:古建四周暗藏涵洞

        頤和園作為中國歷史上的一座皇家園林,與故宮有著相似的排水系統(tǒng),一直沿用至今。即便遭遇特大暴雨,造成北京局地積水成了“汪洋”,但頤和園憑借這些“老物件”,雨過地皮濕,仍無一處積水。

        在頤和園的古院落和長廊間行走,如果不仔細(xì)觀察,很難發(fā)現(xiàn)排水設(shè)施在哪兒。其實,每一處古院落的四周和圍墻的外面,都存在不少用來收集積水的“溝眼石”。溝眼石是一種外觀呈圓形的石頭,下面壓著一個同樣為圓形的“雨箅子”,地勢與周圍相比低一些,連著涵洞,順著一條條“暗道”把雨水引到就近的小河或者池塘里。溝眼石與周圍的方磚顏色一致,正好又處于院子的角落里,所以非常不易被發(fā)現(xiàn)。

        仔細(xì)觀察還會發(fā)現(xiàn),整個古院落呈現(xiàn)出中間高、四周低的走勢,這樣的設(shè)計有助于把雨水引到排水口。

        雨水流入溝眼石后,并不直接被引到昆明湖里,中間還會有一個環(huán)節(jié)。在萬壽山前,有不少池塘或者小湖,雨水將順著一條條“暗道”先流到這里,清代工匠的卓越智慧便體現(xiàn)在這兒。雨水里面夾雜著泥土,如果直接注入昆明湖,會影響水質(zhì)。這些池塘或者小湖又叫“沉淀池”,水流匯集到這里,流速會變緩,夾雜的泥土在這里自然沉降。沉淀池與昆明湖底直接相連,水最終順著暗道注入昆明湖。整個過程非常隱蔽,在人們毫無察覺的情況下,積水就被引走了。

        同樣的排水設(shè)施在北海團城也能看到。團城位于北海公園南門西側(cè),高于地面4.6米。在周長約276米的城墻外,找不到一個泄水口,地面也沒有排水明溝。但無論雨下得多么大,在團城上只是雨過地皮濕,不會產(chǎn)生徑流。那么,這些水去哪里了呢?

        天壇的“方城磚”路面

        原來,秘密就在地面鋪設(shè)的青磚和地下用青磚建成的涵洞上。這些將近600年歷史的青磚,模樣十分特別,呈“上大下小”的倒梯形。表面上看,一塊塊青磚排列得嚴(yán)絲合縫,但下面卻空有一個個三角形縫隙,這些三角形縫隙形成了一個巨大的地下“網(wǎng)絡(luò)”,雨水能夠很快通過網(wǎng)絡(luò)滲入地下。

        但是,面對今年“7·20”這樣的強降雨,地面的青磚以及它的下層土壤都吸足了水分,那么多余的水怎么辦呢?原來,團城地面上,圍繞著中央古建筑承光殿和古樹周圍,有11個水眼,每一個水眼下部都有涵洞相連通。涵洞也是用青磚建成,高度在80厘米到150厘米之間,同樣具有很強的吸水性。這些雨水匯聚到涵洞里,在儲存之余,還可以沿著下、左、右三個方向繼續(xù)向更深的土壤滲透。因此,團城的水通過不同途徑全都回到了土壤中。降雨過后,當(dāng)天氣干旱時,儲存在涵洞里的雨水可以起到浸潤土壤的作用,有利于樹木成長。

        香山公園:在山林中首次應(yīng)用雨水收集技術(shù)

        雨水收集和利用技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用于大型廣場和居民區(qū),但在北京的山林公園的應(yīng)用并不多,香山公園尚屬首例。香山公園靜翠湖本是一個泄洪湖,去年,公園完成了湖底清淤工作,并進(jìn)行了加高處理,有的泄洪溝也被重新疏通,打造成了長約30米的疊水景觀帶。這樣一來,靜翠湖蓄水量從過去的700立方米增加至1000立方米。水將被循環(huán)到山上補充地下水,形成流動的水景觀,收集到的雨水還可用于周邊植物的澆灌養(yǎng)護(hù)。此外,香山公園還建有四處蓄水模塊儲存池,用來儲存雨水。

        雨水收集利用設(shè)備投入使用后,一旦遭遇強降雨天氣,全年收集到的雨水總體保有量相當(dāng)于公園內(nèi)面積最大的水體靜翠湖的10倍容量。

        天壇公園:恢復(fù)方城磚路面 便于雨水回歸土壤

        天壇公園除了祈年殿、圜丘等祭天建筑外,大部分被綠地植被所覆蓋,廣袤的林地和植被,讓寶貴的降水留了下來。

        近年來,天壇公園完成了園內(nèi)道路改造,園區(qū)內(nèi)所有的水泥路、柏油路通過“修舊如故”的做法,重新恢復(fù)為原有的“方城磚”路面。這些磚具有很好的透水效果,不僅恢復(fù)了天壇原有的風(fēng)貌,而且使路面具有了一定的滲水性,便于使雨水回歸土壤。同時,道路路面被設(shè)計得稍稍高出周邊的植被區(qū)域,雨水能夠很快流入兩邊的土壤,不僅減少了積水,方便了游人,還最大限度減少了降水的流失和蒸發(fā),讓雨水留下來充分滋養(yǎng)草坪和樹木。

        同時,天壇公園在多年的綠化建設(shè)過程中,著重保留、保護(hù)本土植物,樹木以柏樹居多,植被包括二月蘭、紫花地丁、苦荬菜等。這些植物能天然適應(yīng)北方氣候,到了夏季降水集中期,其根系如同龐大的海綿,能吸收并存儲大量降水。

        古人沒有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),卻依然能靠當(dāng)時有限的材料和觀測設(shè)備,設(shè)計出如此巧奪天工的排水設(shè)施,以至于超越了當(dāng)今的城市排水系統(tǒng),讓我們不得不佩服他們的智慧,也值得我們的城市建設(shè)部門好好學(xué)習(xí)。

        大浪淘沙 薦自《北京青年報》

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