如今又到雨季了,特别是南方城市这几天遇到连降暴雨,到处都被淹得可以游泳了,在城里看海也不再是难事……
于是就看到了下面各种的场景:
诚然,城市的大规模开发破坏了原有自然水系,不少湖塘甚至河道被填埋掉,使得城市吸纳排放雨水的功能减弱,地下排水系统又跟不上,这就导致了大雨中城市产生内涝。
然而,每到这个季节,就会在网上看到各种吹嘘所谓的“德国下水道系统”的文章,比如这些:
的确,德国城市地下管网的发达程度与排污能力也处于世界领先地位。德国城市中现代化的排水设施还能起到平衡城市生态系统的功能。
首都柏林市拥有总长度达到9600多公里长的下水道,其中有的已有150年历史。柏林老城区的管道采用污水和雨水混合排放的形式,3米高4米宽的管道,连轿车都能通行,新城区就将污水和雨水分别处理了。下水道的排放有专门的检测中心进行管理和调度。
但是,每当眠眠看到各种吹嘘德国下水道系统的文章时,都会觉得很不服气,要说排水系统,我们的老祖宗早就会了,而且做得也完全不差。
中国古时候,也有人口聚集的大城市,历史上却很少有城市遇到暴雨而被淹的记录,当时的城市建设有什么高招呢?眠眠这就带你们去几个古城看看。
01 江西赣州
最为人们称道的大概要数江西赣州了。
在这个古城中,将近1000年前北宋时代修建的排水系统如今仍然在起着作用。当发生降水近百毫米,周边的南昌、广州等大城市惨遭水淹的时候,赣州市区却没有明显的内涝,没有汽车泡水。所以赣州被冠以“东方威尼斯”的雅号,是“不会淹没的城市”。
在宋朝之前,地处章水和贡水两江交汇处的赣州城也是常年饱受水患之苦。
直到北宋熙宁年间一个名叫刘彝的人来到这里当知州。他通过实地考察,规划并修建了赣州古城中的街道。同时根据街道的布局和城区西南高、东北低的地势情况,采取分区排水的原则,以州前大街(文清路)为分界线,修建了两个排水主干道系统,“纵横纡曲,条贯井然”。因为两条排水沟的走向形状与篆体字“福”、“寿”二字相似,所以被称作“福寿沟”。
福寿沟的构造非常科学合理。古代是没有抽水机一类机电设备的,不可能将低处的水排向高处,也不能加快坡度较小的下水道的排水速度。
它完全利用城市地形的高度差,采用自然流向的方式,使得城中的雨水和污水自然地排入江中。其精巧的坡度和断面设计,还能保证排水沟内的水流有足够的冲力,可以带走泥沙。
当雨季来临,江水上涨,水位超过江边出水口的时候,就会出现江水倒灌的情况。聪明的刘知州想出了在出水口处增加阀门的方法解决了这个难题,“造水窗十二,视水消长而后闭之,水患顿息”。
水窗关闭时,江水不能倒灌,就保护了城内的安全。水位正常时,赣州城内的水通过水窗,排入章水和贡水。
如何操纵水窗的开启和关闭呢?当时采用了一个巧妙的办法:将排水口附近的管道修得呈现多层断面,坡度提高后,就有足够的水压能够冲开水窗向外排水。当江水淹没水窗时,江水压力自然将闸门关闭;当江水水位低于水窗水位时,城内之水利用冲力将水窗闸门冲开。
如今,全长达到12.6公里的福寿沟依然承担着赣州老城区近10万居民的生活排污功能。有人测算过,以目前古城区域人口的雨水和污水流量,即使增加几倍也能应付而不会产生内涝,可见当初工程的建设有着充分的前瞻性。这一点是当今一些缺乏良好建设规划而又急功近利的城市管理者需要好好学习的。
福寿沟只是赣州城防洪排水体系的一个方面,坚固的赣州城墙还起着最好的防洪堤坝的作用。福寿沟在建造上采用明沟和暗渠结合的方式,明沟在地面,暗渠在地下。明沟与赣州城内原有的凤凰池、嘶马池等数十口池塘相连,形成水系。
当暴雨来临时,这些池塘便增加了蓄水调节的容量,减少街道被淹的面积和时间。
不过现在的赣州也禁不住房地产经济大潮的诱惑,填塘建房,护城河也被填平不见踪影。市区也会出现积水淹没车顶的情景,不过那都是出现在后建的新区。
赣州知州刘彝因为治水有方,后来被朝廷调到京城当了“都水丞”,作为专管全国水利的官员。如今在古城赣州城北的宋城公园内,立着刘彝的铜像,还有清代光绪年间测绘的“福寿二沟图”,人们始终记得这位造福为民的古代地方官。
02 古都北京
北京古城的排水工程也是很完备的。作为古都,北京城里殿宇林立,却很少被水淹。
主持元大都排水工程的是水利专家郭守敬。在元大都建设时,开挖明渠暗沟,构建了交汇贯通的地下沟渠。考古发现元大都城墙夯土下,残存有坚固的石砌排水涵洞,底部与两壁都用石板铺砌。顶部用砖起券。
在中部,还装置着一排断面呈菱形的铁栅,它的作用类似于现在下水道的雨箅子,用来拦截杂物。在涵洞内外两侧,还有石板铺砌成的出、入水口。
在西四牌楼附近地下,发现一条石条砌筑的宽1米,深1.65米,长达1000多米的明渠,在通过阜内大街路口时顶部覆盖石条。由此推测,元大都城内沿着主要的南北大街,修筑有排水干渠,并且和跟它垂直分布的暗沟相通,形成管网状的排水系统。
明代北京城排水系统在元代的基础上有所发展,城内有大明壕、东沟和西沟,外城有龙须沟、三里河等水道,形成纵横交错的管网。城内的河道密度大约达到每平方公里1.07公里,全城水系总容量达到近2万立方米。并且根据地形因势利导,自北向南顺地势流淌,这样不致形成积水。体现出古代北京城市建设的设计和施工的高超水平。
前些年“北京大暴雨”发生的时候,北京故宫和它后面的北海团城却没有发生积水的现象。除了因为本身地势高,内部完善的排水系统以及内城护城河、后海等河渠发挥了很大作用。
故宫占地70多公顷,宫殿建筑鳞次节比,地面大多铺设砖石,排水系统很完善。加上历年的掏挖维护,五百余年来几乎不见暴雨积水的记载,可见排水效果非常好。
宫城内利用自然坡降设计了纵横交错、明暗结合的庞大排水网络,包括干沟、支线、涵洞、券洞等排水设施。总的排水途径是将东西方向的支线排水汇集到南北向的干沟内,再流入内金水河,最后汇入护城河。
为了保证水流畅通无阻,各个院落地面预先留有落差坡度。院落正中南北走向的道路或甬道通常采取中间略高、两边稍低所谓“熊背”的形式。下雨时,雨水首先顺着地面坡度流入房基四周的石槽明沟中。
明沟通过台阶或房屋时,从下面的券洞穿过。院落的地面还有常见的那种钱眼状的漏水石板可以让雨水直接流进暗沟。而后再依次通过支线到干线排入内金水河。紫禁城周边的大街小巷也都建造了纵横密布的排水沟。
北海南门外有一座已经有800多年历史的团城,那其实是一座皇家城堡。团城高于地面4米多,周长只有276米。它的排水系统却是非常的神奇:团城的城墙外找不到一个泄水口,不像通常古建筑外均有泄水的石槽。
城内地面也没有排水明沟,即使在主要建筑承光殿屋顶汇流的落水处,地面也看不到任何排水设施,仍然是平铺青砖。可是无论雨下得多么大,在团城上只是将地面打湿而不会产生水流。
团城的地面为什么能够迅速排水?一次园林工人想给古树施肥,揭开树周的地砖发现了这个秘密。首先是团城上的青砖造型很特别:上大下小呈倒梯形。砖跟砖之间的缝隙没有灰浆,纵横方向都留有一些通道,排水性能很强。
同时,砖下面衬砌的材料吸水性极好,类似海绵,用水管放水试验,马上就漏下去了,说明团城的地面从铺装方式到衬砌材料都是又透水又通气的。
下雨天,雨水通过青砖和缝隙流入地下,就像有许多微型的水库。要是遇到大雨或者连续降雨时,多余的雨水便会借着北高南低的走势流入到石质的水眼中。团城上有十多个这样的水眼分布在古树周围,并且每个水眼的下部都有一个竖井。
竖井之间还有相连的涵洞,涵洞用青砖建成,高度在80厘米至150厘米之间。雨水流到涵洞以后储存起来,形成一条地下“暗河”。当遇到久旱无雨时,土壤便很好地吸收这些雨水,滋润树木。大暴雨时,多余的水会顺着弧形走向围绕团城的涵洞流走。
那些水眼除了有渗水和排水功能外,还可以降低树根附近的水位,使土壤中的水分适宜树木生长。同时涵洞与水眼组成了一个巨大的地下通风系统,为团城内的植物提供了良好的透气条件。
这就是为什么团城上那些长在大砖缝隙中的古松柏,历经几百年沧桑依然生机勃勃,葱郁苍翠的原因。
这套建于明永乐年间,距今已近600年的古代集雨排水工程,目前仍在发挥作用,十分了不起。
全国其它地区也发现了很多古代的排水设施。例如河南淮阳平粮台新石器时代的陶水管、偃师商城的排水管设施、春秋齐国临淄城的排水设施、唐代扬州城的水涵洞等,都展示出中国古代城市建设者的智慧。
03 海绵城市
近年来,国内引入了城市雨洪管理的新概念,开展建设“海绵城市”的试点。海绵城市又称“低影响开发雨水系统构建”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放出来加以利用。让城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害方面具有良好的弹性,不仅可以解决城市洪涝灾害问题,还有利于环境保护和水源的利用。
其实无论是赣州古城还是古都北京,在它们的排水体系中,也都含有这种科学合理的“海绵城市”理念。
海绵城市不是仅仅靠排水的模式。眼下的城市建设模式,到处都是硬化的路面,以“快速排除”和末端集中控制为规划设计理念,主要依靠管渠、泵站等设施来排水。实际效果往往是逢大雨必涝,成为大中城市的顽疾。
要消除这种现象绝非仅靠管道扩容这么简单,雨水落到硬化地面只能从管道里集中快排,遇到强降雨就感觉修建再大的管道也不够用,而且许多严重缺水的城市还让宝贵的雨水白白流失了。
海绵城市新理念注重对天然河道、湖泊、湿地等的保护和利用,可以大大减少建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。海绵城市需要有既包括河、湖等水系,也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施作为缓冲。
雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用,将大部分降雨就地消纳和利用,剩余部分水流通过管网和泵站外排。这样不仅能有效提高城市排水系统的功能,缓减城市内涝的压力,也让城市回归自然,更为宜居。
反观所谓的德国下水道呢?这样的报道也揭穿了它的真相:
德国人之所以花这么大力气搞下水道,就是为了德国聚居区住的考究舒服,所以整个排水系统,都围绕德国居民区修。以民国名流康有为的记录,青岛的德人聚居区,简直是风光流连忘返。而华人居住区,怎一个脏差了得,常年污水横流,且瘟疫传染病横行,走在街上臭气熏天,根本没法住人。
所以,以后别再提什么“青岛德国下水道”神话了,遇到发大水,多想想我们自己老祖宗的机智和聪明吧。