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从考古发现看“城市良心”

来源:《北京日报》  发布时间:2020-08-10

蚣蝮 图片源自pixabay

  雨果说过,下水道是一座城市的良心。进入夏汛,每一次暴雨和洪涝都成为检验“城市良心”的试金石。排水设施是伴随着人类定居生活出现的,是城市的重要基础设施。在古代,北京地区是如何排水的呢?

  房山琉璃河西周古城,是北京迄今最早的城址。东城墙的北部发现了一处卵石砌成的排水沟,距今已有3000多年的历史。沟底西高东低,线性平顺,卵石起到挡水堰的作用。经过这样的精心设计和施工,可以有效地将城内的积水排向城外不影响人们生活的地方。

  通州的潞城发现了汉代的排水渠,只是简单的土渠,没有铺设卵石,将城内的水直引到地势较低的城南的护城河中。

  丰台区右安门外,原金中都景风门西侧的城垣下发现一座金代中都城的水涵洞遗址。水涵洞又称水关,水从这里流到城外的护城河。

  水关遗址主要由城墙下过水涵洞底部的地面石、洞内两厢残石壁、进出水口两侧的“摆手”及水关之上的城墙夯土组成。它平面呈“][”形,南北向,南距现在的凉水河(当时金中都的南护城河)50米。它全长43.4米,过水涵洞长21.35米,两厢石壁宽7.7米,出水口和入水口分别宽12.8米、11.4米,进出水口及泊岸两侧设有擗石桩。

  水关是木石结构的建筑——最下层密植木桩,木桩之间用碎石、碎砖瓦及砂土填充夯实;之上放置排列整齐的衬石枋,上面再铺设地面石。衬石枋与枋下的木桩使用榫卯结构相连接,衬石枋之间用木银锭榫相连接,衬石枋与石板以铁钉相连,石板之间用铁银锭榫相连。上下相叠的石板则在中间凿孔,再用木桩像穿糖葫芦一样把石板穿起来。这叫“铁(木)穿心”。木桩、衬石枋、石板紧密相连,整体坚固。

  这一巨大工程使用了约1800根1到2米的木桩、530立方米的成材石料、2500个铁银锭榫,其底部建筑结构是现存中国古代都城水关遗址中体量最大的,可想而知,工程所用人工的数量也十分可观。施工工艺与北宋《营造法式》中记载的“卷辇水窗”工程规定是一致的,是研究古代排水设施的重要实例。

  元大都是在一片平原上新建的都城,正式动工前就充分考虑了城市排水问题,在城墙的顶部和底部都有排水设计。

  元大都土城的顶部发现有大板瓦,这些瓦片既可以迅速排去城墙顶部的雨水,也可以防止大雨侵蚀城墙。元大都的东、西城垣北段和北垣西段都发现了水涵洞,当夏季城内积水过多时,可以将水排到城外的护城河。例如北垣的一处,在夯筑土城前预先构筑。涵洞的地基打满地钉(木桩),其上再横铺衬石枋。涵洞底部和两壁都用石板铺砌,顶部用砖起券;中部装置着一排铁栅棍,它的作用类似于现在下水道的雨箅子,拦截杂物。

  除了城墙设计有排水处,城内还采用了排水沟。1970年,人们在挖防空洞时在西四十字路口北侧(现新华书店位置)地下发现了排水渠。它是用青石条砌筑的明渠,宽1米、深1.65米,在通过平则门大街(今阜内大街)路口时顶部覆盖石条,便于车辆和行人通过。

  有意思的是,“责任工程师”还在这条排水渠的石壁上留下了自己的名字。“致和元年五月日,石匠刘三”的刻字告诉了后人这条排水渠的修建年代。

  到了明清时期,排水系统又比前代有所进步,大体上有屋顶排水、涵洞排水、沟渠排水、地下排水四种。

  屋顶排水在古建筑中比较常见。各类硬山顶、悬山顶、歇山顶、庑殿顶、重檐庑殿顶、攒尖顶(圆形、四角、六角)等皆是,其共同的特点为屋脊高、坡度陡,利用陡坡使水急下,再利用惯性冲出檐外。这种屋顶风格沿用至今。

  涵洞排水多用于城墙。宛平城建于明崇祯十三年,南城墙上的水洞,底下铺石头,用银锭榫把石头固定,中间还有三棱的铁柱,防止人畜进入。

  长城的修建也考虑到了泄洪的需要,沿线建有大大小小的水门,有的作为关城的局部建筑,走激流;有的在城墙底处筑一小拱洞,通细流。密云的明代长城有一座五虎水门。水门其实有东西两门,两个门洞相距6米,各高5米、宽3米,门洞下部和地基皆为花岗岩条石砌筑。为确保水门安全,水门洞内设有石头闸门,闸门采用自上而下的绳索升降,夏季较大洪水来临时,随时可以升起闸门泄洪。

  建于明代的门头沟沿河城,扶山带水,是一处军事要塞,历史上这里多次发生水灾,所以也在南北城修建了水门。

  沟渠排水最典型的当属紫禁城,其强大的排水能力来自干线、支线、明沟、暗沟、流水沟眼等各种或明或暗的导水沟渠的综合配合。这套古代智慧型排水系统经过六百年的使用,至今仍在服役。

  外金水河和内金水河起到了重要的排洪作用,从筒子河到景山也都有明、暗排水设施。故宫太和殿的三层丹陛、月台的龙头排水也非常通畅,大雨时就会出现大家熟知的“九龙吐水”。

  紫禁城大小庭院都是中间高四周低、北高南低,北面的神武门比南面的午门地平标高高出近2米。下雨时,雨水流入四周房基下的明沟石水槽,地面和明沟的水通过入水口流入地下,通过纵横交织的支线和干线流入内金水河,再至东华门南隅的水闸流出,与外金水河汇合。

  通州明代古城和圆明园清代舍卫城的城门之下,也都发现了砖砌壁的沟渠,后者还用石板盖顶。

  这些古代排水设施的发现,体现了古人尊重自然的理念和充分利用自然资源的智慧,人与自然和谐共生,是从古至今值得人类思考的永恒话题。

  (来源:《北京日报》2020年08月06日第11版;作者:郭京宁)

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