城市防洪排水,自古都是一大重点,古人是如何解决城市排水的_排水_城市_排水系统

前言:

2021年7月20日早8点,河南中北部地区迎来了一场史无前例的特大暴雨。开封、周口、焦作等地区的降水量达到了250~350毫米,郑州城区的降水量甚至一举突破了600毫米,达到历史极值!

根据2022年1月20日,国务院调查组给出的数据显示,这场大暴雨造成的直接经济损失高达1200.6亿元,因为暴雨而死亡(失踪)的人口也达到了398人。

出现如此惨重的伤亡,“天灾”原因我们无法避免,但“人祸”原因却很值得反思。比如说位于郑州城区的地铁5号线,因倒灌进水,十几个人因此而失去了生命。

诸如此类事情,不光是在郑州,全国范围内都有发生,这也不得不让我们重新思考城市排水系统与城市快速发展之间的关系。

想要解决这些问题,就需要向历史学习经验,以找寻应对的方法。

一、绪论

上世纪80年代,是中国城镇化发展的一个重要分水岭。进入80年代之后,几乎所有的城市都开启了迅速扩张模式。

相信很多上了年纪的人都有这样一种体会,80年代之前,下了暴雨之后,我们担心的是道路桥梁有没有被冲塌,我们还能不能从桥面上通过。

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但是80年代之后,面对暴雨时越来越多的人开始思考:我该走哪条路才不至于让车泡在水里趴窝?

每当到了这个时候,人们就开始怀疑:一个城市的排水系统真的如此之差吗?这么一点雨怎么就全城积水了?

其实早在4600多年前,咱们国家就已经出现了当时世界上最先进的城市水域管理系统。

在1980年,考古专家们在河南发现了平粮台遗迹,该遗迹是中国现存最早的,规划严整的高等级史前城址。

在发掘过程中,考古专家们发现了三组陶制排水管道,这些管道均呈“品字形”排列,管道两端还有着非常明显的高差,这样的设计自然是用来向外排水。

在平粮台遗址之前,中国还有着“大禹治水”的传说,相传三皇五帝时期,黄河数次泛滥,鲧、禹父子二人奉命治水。

父亲鲧治理水患的理念是堵,也就是修建大坝、大堤,以此来堵住黄河之水,但鲧最终还是以失败告终。随后大禹改变了父亲的治水方法,将堵改成了疏。

正所谓“水在于疏,而不在于堵。”

这句话也成为了中国历史上最早的排水理念。治理黄河也好,城市排水也好,都以这条理念为第一执行准则。

在中国城市发展的早期,统治者在选择城址的时候大都会挑选靠近河流的区域,这么做的好处是显而易见的,不但可以灌溉农田,保证城市用水,还可以发展漕运,完善城市交通。

正是因此,像黄河长江这样的大江大河附近,才涌现出了一系列的大型城市,比如说长安、洛阳、南京、开封、杭州等等。

靠近河流修建城市的好处有很多,但坏处也是显而易见的。一旦河水泛滥,这些城市必会首当其冲。如果城内排水出现问题的话,仅需一夜之间,这些城市便会变成一片汪洋沼泽。

在这样的压力之下,古人们充分发挥自己的智慧,将城市的排水系统进行着一次又一次的改良升级。

二、古代排水系统的发展史

城市排水系统的用处大致有以下几点,防洪、灌溉、供水、排水,除此之外还有废水处理以及河道治理。

夏商周时期的中国,还是一个典型的农业国家,农村排水系统的主要作用只是防洪与灌溉,城市排水系统则会考虑积水和废水处理。

公元前15~10世纪,商朝的城市发展进入黄金期,城市排水系统得到了相应提升,根据对河南偃师城遗址的考古发掘,专家们发现这座城市下面,存在着一条从城门直达王宫的地下排水沟。

沟槽的长度为800米,宽1.3米,深1.4米,这条沟槽可以将皇宫里的水全部排到城外护城河里。除了主管道之外,城内还存在着大量的分支管道用来排除雨水和废水。

春秋战国时期,统治者们开始重视护城河的用处。

在今天的山东淄博,有一个叫做临淄的地方,这里是当时齐国的国都。在春秋战国时期,临淄是一个占地15平方公里,拥有30万人口的超级城市。

为了供排水,统治者修建了三条水沟网,将河里的水引入城内,然后再通过排水管网收集城里的雨水以及废水,随后将这些水再排放到护城河,护城河自然是有高低落差的,最终这些废水都会流向河流的低洼处。

除此之外,专家们还在城墙西侧发现了一个长43米、宽7米的排水站,排水站分为上下三层,每层有5个排水口。

排水站的存在,可以让城内的雨水污水穿墙而出,进入城外的护城河。临淄城内的排水站也是目前发现的最古老、最大的排水站。

公元前221年,秦始皇建立秦朝,随后在陕西咸阳建立都城,虽然在历史的战火中,这座都城早已经灰飞烟灭,但咸阳的地下排水系统却保留下来。

在秦始皇的皇宫里,建有4个大型的池子以及众多的陶制管道,这些设施构成了皇宫排水系统。池子的用处也非常巧妙,通过沟槽可以将雨水以及废水集中到4个大池子里,然后再利用管道将池子中的水排到河流之中。

除了积水、蓄水之外,还可以用来预防火灾,池子的上方还有排水口,当池内的积水过多时,会自动的将水排到河流里面。

刘邦建立汉朝后,便将都城选在了西安(长安),这原本只是一个不起眼的小城,但是定都之后,在极短时间内便迅速发展成为一座世界级大城市,占地面积更是达到了35平方公里。

在长安城的下方,拥有一套完美且复合型的排水系统。该排水系统由长26公里的绕城河道、9公里的穿城河道、众多的池塘以及无数的地下排水管道组成。这样的排水系统具备着供水、排水、蓄水以及船运等众多功能。

长安城的排水系统已经登峰造极了,然而北宋的开封城里的排水系统却显得更复杂也更科学。

开封的下水道网络几乎覆盖了整个城区,尤其是通往皇宫的4条大道两侧,全都是排水沟。在水道、池塘、水渠、城内河、护城河的互相作用下,开封城实现了四季水量的自由调度。

什么意思呢?

开封城有三条护城河,仅仅是这三条护城河的蓄水量就达到了1765万立方米。除此之外还有4条穿城河,穿城河可以蓄水1852万立方米。

如此巨大的蓄水量,所能起到的作用自然是非常强悍的,不但可以有效的防洪,还可以做到旱季蓄水,雨季排水。

自此,以开封城为代表的中国古代城市排水系统,已经达到了完善并且成熟的水准。

三、排水与城市发展之间的关系

中国古代城市大都喜欢依水而建,所以排水就成为了城市能否长远存在的重要因素。

为了保证城市不在洪水的冲击下灰飞烟灭,统治者不得不投入大量的资金以及人力,用于排水工程的建设,所以排水工程的成功与否,决定了城市能否长久的存在下去。

举个例子,就好比说昆明,原本只是一个小城镇,供水环境也非常不理想,只有北部山地上流下来的盘龙江穿城而过。

盘龙江的脾气不比黄河小多少,经常给昆明带来灭顶之灾。尤其是到了夏天,随着滇池水位的不断提升,无论是昆明还是周边区域,都无一例外的被波及,所以在昆明的发展史,治水排水成为了重中之重。

为了压制住盘龙江的脾气,昆明人修建了松花大坝。为了治理滇池,昆明又进行了海口河清淤,这项工作其实是比较漫长的,从元朝就已经开始了。

历经多年的清淤之后,海口河变成了一条宽20米,长1万米的顺畅河道,河流疏浚效率提升显著。

在之后的几百年时间里,滇池水位不断下降,面积也从12世纪的510平方公里变成了350平方公里,160平方公里的湖面彻底消失,取而代之的则是土壤肥沃的田地。

不但昆明城的经济发展得到提升,城市面积更是增加了上百平方公里,昆明也从一个小城镇变成了大城市。

结语:

无论是古代城市,还是今时今日的大都市,城市的建设与发展必须与排水系统的设计和建设同步。

在设计城市供排水系统时,也要从战略角度出发,将河流、蓄水池、护城河、排水管网等一系列的供排水设施进行配套,组建多种形式的排水结构,以此来解决各种各样的供排水问题以及洪涝灾害。

最近30年,中国进入了迅速的城市化发展进程之中,几乎所有的城市都在飞速扩张。如果在这个过程中,没有考虑到城市的泄洪排水功能,不去注重废水的处理排放,就会导致城市无法形成一个有效的供水、蓄水、排水有机结合的循环系统。

这样的城市供排水系统,不要说面对洪水了,随随便便一场大雨,可能就会“水漫金山”。

参考资料:

吴庆洲. 中国古代城市防洪研究

陈晓敏. 漫谈中国古代城市排水设施

1984 年春偃师尸乡沟商城宫殿遗址发掘简报

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