近期,号称600年不曾积水的故宫,在现代科学治理后反而被淹的新闻引发了热烈讨论,甚至问题延伸到了古代排水系统和现代排水系统的对比上。故宫被淹到底是谁的错?
故宫地势
应该说,故宫的排水系统从材料、布局再到设计上都是十分考究的,这才有了“600年不积水”的名声,堪称中国古代排水系统的典范。即使到了现代,它的排水功能依然强大,这都得益于古人的智慧。
排水是一个系统性工程,故宫的前身是元大都,早在元大都修建的时候,当时著名的大臣刘秉忠就提出了一个纲领性的建造方案。他说:“山有形势,水有源泉。山是根本,水是血脉。取地理之形势,生王脉络,方成大业”,所以都城皇宫在修建的时候一定要因势利导。
于是,元大都取势北高南低,并将玉泉山的水引入京城和皇宫,开凿了一条河道。由于这条河引自西方,在五行中西方属“金”,所以取名为金水河。同时将什刹海,积水潭的水引到今南、北河沿,绕宫殿东侧,一直引到了通州的通惠河。
另一方面,刘秉忠带领弟子进行水文调查。通过山向走势和地壳结构分析,找到了玉泉山地下水向东流经的方向,以此为脉络,找到了下游的“龙泉”,决定在此营建“大明殿”,这才建成了元大都。
大修故宫
刘秉忠和他的徒弟郭守敬在北京经过几十年的勘探,将周围的水利、地形、地质和气候几乎摸透了,因此对于北京全境的水利和运河等工程建设提出了许多改进方案。
也正因为这两位牛人打下的理论和实践基础,所以当朱棣开始在元大都的基础上大建故宫的时候,修建的排水系统才能做到几乎没有积水的时候。
1420年,朱棣命令工匠将重达300吨的巨石从100公里外运到紫禁城。工匠们在寒冬季节,将水井中的水全部都取出来,泼在修好的路面上,等路面结冰后,再将石头放在冻好的冰路上,仅用了1个月就将这些巨石运到了城内。
这些巨石可以说是故宫不积水的一个重要原因。朱棣之所以要运来这些巨石,主要是想提高宫殿的地基,将皇宫建造成一个集军事瞭望、抵御外敌、彰显皇威等功能为一体的建筑。而这一步恰好也增大了故宫的坡度,让排水变得更加顺畅。
工匠们将巨石切割雕刻成云龙石阶和石墩子,石阶组成一个高出地面许多的高台,然后又在高台上修建石墩,将柱子放入石墩中,进一步提高宫殿的地势。
故宫排水网
地势提高以后,还需要排水网排水,元大都时挖掘的金水河与排水管网显然是不够用的。于是工匠们又逐级修建了排水网。
第一级排水网位于宫殿外的广场上,也就是石栏边上遍布着1142个螭首,负责对故宫地表径流进行排水。
以前三殿为例,太和殿、中和殿和保和殿坐落在三层台基之上,在台基四周栏杆底部,有排放雨水的孔洞,每根望柱下还有一个雕琢精美的石龙头,其口内为凿通的圆孔,也是排水的孔道。
当下雨的时候,上千个螭首同时吐水,形成了“大雨白如练,小雨如冰柱”的奇观,被人们称为“千龙吐水”。排出的雨水根据石阶的梯级逐层下落,形成了台面无积水的现象。
积水向下排出后需要找到一个出口,这第二级排水系统就是故宫内纵横交错的沟渠和精心的暗沟设计了。院落的周边设有明沟,院落的雨水汇入明沟,再由明沟排入暗沟。地下暗沟纵横交错、四通八达,雨水排入暗沟以后,再由支沟汇集到干沟,经干沟排入内金水河。
最后一级就是利用附近的河湖水网,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。由此,最终形成了极为完善的排水系统。
现在故宫为什么积水了?
尽管故宫的排水系统设计得十分巧妙,但是在遇到大暴雨的时候,也难免会有积水的情况发生。在历史文献就曾记载,故宫出现屋面漏雨、墙垣倒塌的现象,还有院落积水这样的记载。
比如光绪十一年的阴历四月,从东华门到西华门这一带积水数尺。古代一尺大约为20-30厘米不等,数尺是完全要淹没膝盖的程度了,可见当时的积水有多严重。
故宫积水并不意外,毕竟是人修建的建筑就难免会有缺陷。故宫的缺陷在于,排水沟渠内部都是夯实的泥土,虽然它们像一块巨大的吸水海绵,可以将雨水吸收汇入地下河,提高排水效率。但是在暴雨冲刷下也难免会导致泥沙淤积,并最终堵塞部分排水孔和沟渠。
过去,为了避免这种堵塞的情况,明清两代的宫人都会在每年三月的时候,打开暗沟进行清淤。到了现代,故宫每年都会在春夏秋三季各进行一次清淤,清淤的次数并不少,但却还是发生了积水问题。据管理人员的说法是,从堵塞点发现了塑料袋、毛巾、塑料瓶和衣物等,堵塞了排水孔。
现代排水系统真的很差吗?
当然对这个说法,很多人其实并不满意,认为“故宫600年不积水”就是真实存在的,现代的排水措施就是不上古代。这也情有可原,因为这些年发生的城市内涝太多了,以至于我们很难相信现代城市排水系统。
这样看来,现代城市的排水系统似乎确实存在很大问题,可能有人会觉得拿故宫这种国家级重点建设项目和普通的城市建设相比有点不公平。毕竟故宫是集全国之力,耗费了无数人力物力修建的,而现代城市的排水系统必须考虑到成本问题。
这里举一个例子或许更有说服力,它就是赣州的福寿沟。赣州老城区是一个典型的冲积平原,三面环水,又正处在季风气候区,容易出现暴雨导致洪涝灾害频发。
但是,近些年却有新闻报道,在赣州暴雨期间,雨量最大时降水近百毫米,城外洪水涛涛,城内的生活却与往常一样井然有序。
这是因为在1000年前的老城区地下挖了一套排水系统,名为福寿沟,它与城中的水池打通,下暴雨时就能将城中的水都排到城外的章江和贡江中。如若章江贡江水涨地足够高,就关闭立在江边的城墙的阀门,将水挡在城墙外。
类似的古城排水系统还有很多,它们的设计隐含着古人防洪排涝的远见与巧思。对于今天的城市排水防涝也具有一定的启示和借鉴意义。
总体来看,古人的排水观念,无外乎因地制宜,统筹规划,要从一个城市排水的全局出发。但是对于现代中国,要做到这一点很难,因为我们的城市扩张实在是太快了,导致很多城市扩张时无法从全局规划,排水系统割裂。尤其是材料老化、道路施工等问题加剧了排水系统维护的压力。
古代没有地下供水管网,没有地铁隧道,也有没有天然气管道等等,所以要考虑的因素要少一些,我们在赞叹古人智慧的同时,也应该看到现代城市规划的难点和复杂性都要远超古代。