北京在元代時(shí)城內(nèi)已設(shè)有排水系統(tǒng)

北京在元代時(shí)城內(nèi)已設(shè)有排水系統(tǒng)，明代以降街道溝渠分布全城。但到1949年，北京市排水管道（溝渠）雖然長221公里，但只有22公里通暢。下圖為北平市內(nèi)外城污水溝渠初期建設(shè)系統(tǒng)圖和1912年朝陽門內(nèi)大街路旁的排水溝。

（北平市內(nèi)外城污水溝渠初期建設(shè)系統(tǒng)圖）

（1912年朝陽門內(nèi)大街路旁的排水溝）

當(dāng)年故宮排水系統(tǒng)是誰設(shè)計(jì)的

故宮排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，大多數(shù)人公認(rèn)的是蒯（kuǎi）祥。
他是中國明代建筑匠師。生于明惠宗朱允炆建文元年，卒于明憲宗朱見深成化十二年。今江蘇吳縣人 。蒯祥的父親蒯富，有高超的技藝，被明王朝選入京師，當(dāng)了總管建筑皇宮的“木工首”。蒯祥自幼隨父學(xué)藝，蒯富告老還鄉(xiāng)后，兒子已在木工技藝和營造設(shè)計(jì)上成名，并繼承父業(yè)，出任“木工首”，后任工部侍郎。曾參加或主持多項(xiàng)重大的皇室工程，景泰七年(1456）任工部左侍郎。負(fù)責(zé)建造 的主要工程有北京皇宮（1417）、皇宮前三殿。
紫禁城的“總設(shè)計(jì)師”是明初著名匠師蒯祥。蒯祥是蘇州香山漁帆村人，生于1398年，卒于1481年。北京紫禁城是蒯祥帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)“香山幫匠人”以及全國各地能工巧匠們集體營造的。蒯祥充當(dāng)了“魯班”的角色，是總設(shè)計(jì)師。
對(duì)于蒯祥的建筑造詣，當(dāng)時(shí)就有極高評(píng)價(jià)，同行嘆其技藝如鬼斧神工，而在京城“違其教者，輒不稱旨”，皇帝也“每每以蒯魯班稱之”。 明史及有關(guān)建筑專著評(píng)介，認(rèn)為蒯祥在建筑學(xué)上的創(chuàng)造達(dá)到爐火純青的程度。他精通尺度計(jì)算，每項(xiàng)工程施工前都作了精確的計(jì)算，竣工之后，位置、距離、大小尺寸、與設(shè)計(jì)圖分毫不差，其幾何原理掌握得相當(dāng)好，榫鉚技巧在建筑藝術(shù)上有獨(dú)到之處。
營建北京宮殿是一個(gè)浩大的工程，而且是在全國征召能工巧匠，技藝高超者不獨(dú)蒯祥一人，在營建的過程中曾先后涌現(xiàn)出許多的著名工匠。例如工于設(shè)計(jì)的蔡信，瓦工出身的楊青（官至工部侍郎），還有與蒯祥同時(shí)代的著名雕刻石匠陸祥等很多人。

故宮建成至今已近600年，在這近600年的時(shí)間中，有過千余次特大暴雨，卻見不到有過因積水而栓塞的記載，這估計(jì)能讓現(xiàn)代中國的城市建筑設(shè)計(jì)師無地自容。北京城北高南低，故宮的設(shè)計(jì)暗合了這個(gè)特點(diǎn)，故宮的北門神武門地平標(biāo)高46.05 米，南門午門地平標(biāo)高44.28 米，差約2米。這約2米的高度使得故宮的積水由北向南流。其主要建筑前三殿、后三宮，東西六宮等等院落都有南北向的雨道，順其地勢，雨水能夠直接從中間向兩邊排水。
故宮的房屋以及水井臺(tái)都建在高出的臺(tái)基上，臺(tái)基不僅使得宮殿更為雄偉，也使得地面的水沒有進(jìn)入房屋和污染飲用水的可能性。特別是三大殿的臺(tái)基，足足有8米多高！面積超過2萬平米的臺(tái)基也會(huì)積蓄大量的雨水，設(shè)計(jì)師便把臺(tái)基設(shè)計(jì)成中間高，四周低的樣子，臺(tái)基的水自然也能快速排出。臺(tái)基四 周欄桿的底部，都還設(shè)有用來排水的洞，每根望柱下還有一個(gè)精雕細(xì)琢的“螭首”，也是用來輔助雨天排 水的孔道。每逢雨天，雨水從 1142個(gè)排水孔噴出，呈現(xiàn)“千龍噴水”景觀，逐層下落，流到院內(nèi)。
故宮的設(shè)計(jì)師在城內(nèi)設(shè)計(jì)并挖掘了一條內(nèi)金水河，故宮西北角樓偏東的南河幫上，有一石砌券洞，這便是內(nèi)金水河流入宮內(nèi)的進(jìn)水口，進(jìn)水口設(shè)有控水閘，可以控制水位高低，遇汛則可以關(guān)閉。故宮的地上地下都布滿了或明或暗、縱橫交織的排水系統(tǒng)，使得這擁有數(shù)以百計(jì)的院落在雨季時(shí)雨水能夠通暢排出。
故宮各個(gè)庭院內(nèi)的明溝和暗溝的水， 縱橫交錯(cuò)的溝道的支線和干線通過北高南低的地勢瀉入內(nèi)金水河流出。故宮城墻外環(huán)繞著一條護(hù)城河，河水與故宮里的金水河相通。金水河的水，借故宮的地勢流入護(hù)城河。

大面積鋪設(shè)透水地面是如今世界上大多數(shù)發(fā)達(dá)國家的城市采用的防洪措施，中國的工匠在600年前就將這一措施用在了故宮的設(shè)計(jì)上。故宮的室外場地多用與土壤相通的磚石鋪設(shè)而成，這些磚石之間的縫隙大。一旦下雨，磚石之間的隙縫便可將雨水直接吸收入地。
明、清兩朝還規(guī)定，每縫春季，都得有專人對(duì)宮內(nèi)的溝渠進(jìn)行疏通。 如乾隆六十年（1795年）掏修溝渠用“舊樣磚二百三十五個(gè)，清白灰四千五百六十斤，石匠二百三十工半，瓦匠七十一工拆夫八名，清理夫四名，刨夫五百七十九名半，平墊夫四十七名，運(yùn)夫一千七百五十六名，總共夫二千伍佰二十六名半”
由于朝廷重視，維護(hù)及時(shí)，因此溝渠始終保持暢通。到了光緒年間，紫禁城的許多溝渠坍塌淤塞，清政府不得不動(dòng)用大量人力財(cái)力進(jìn)行疏通。清代紫禁城的最后一次維修溝渠便是這一次，這場維修攻城進(jìn)行了3年，于光緒十一年（1885 年）四月，直到光緒十三年七月才完成。據(jù)記載，這次的維修工程耗費(fèi)白銀超過 22 萬兩。這次的維修不僅掏挖了金水河 2100 米長的河道的淤泥，還將紫禁城內(nèi)總長度約
8000米的所有大小溝渠全部挑挖了一遍。
正是這完善的排水系統(tǒng)和完善的后續(xù)維護(hù) , 才使得這擁有 90 多個(gè)院落、共計(jì) 72 萬平方米面積的紫禁城600年從未發(fā)生過“雨患” 。

古代的排水管道都是長什么樣的？

古代排水管道和今天的在形制上基本沒有區(qū)別，都是圓柱形的管道。區(qū)別在于古代的排水系統(tǒng)并不以陶制的圓柱形排水管為主，而是磚石砌成的巨型排水涵洞為主。

古代的大城市當(dāng)中，排水也是一個(gè)重要的問題。早早就被城市和國家的建設(shè)者所重視。所以很多城市建設(shè)依山傍水不只是為了尋求環(huán)境的優(yōu)美，更是為了取水和排水方面的便利。戰(zhàn)國時(shí)人在《管子》書中就曾經(jīng)提及：“凡立國都，非于大山之下，必于廣川之上；高毋近旱，而水用足；下毋近水，而溝防省。”

而彼時(shí)的城市排水主要有明渠暗溝兩個(gè)方面，明渠指的就是地上的溝渠，主要以護(hù)城河為主，還包括眾多貫穿于城市中的網(wǎng)狀的人工渠道，比如長安城內(nèi)的龍首渠等。暗溝就是埋藏在地下的排水管道。

漢代的長安城遺址中已經(jīng)可以發(fā)現(xiàn)中國人早期修筑的城市排水系統(tǒng)，其特點(diǎn)是主要利用已有的地理形勢，對(duì)雨水進(jìn)行疏導(dǎo)。并且將明渠和人工開鑿的暗溝聯(lián)系起來組成一個(gè)有機(jī)整體。而人工開鑿的暗溝就是我們今天的地下排水系統(tǒng)。落在大街上的雨水由道路流向明渠，不進(jìn)入地下排水系統(tǒng)。明渠排水系統(tǒng)在漢唐時(shí)代就以及趨于完善。而當(dāng)雨量過大明渠排水不暢時(shí)，就要通過暗溝來分散明渠的排水壓力。暗溝這一系統(tǒng)到宋代時(shí)候開始完善，明清時(shí)期的北京城地下排水系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到完善。

雖然古代已有完備的排水系統(tǒng)，但是比起今天的現(xiàn)代化的排水系統(tǒng)還是由很多不足之處。史書上對(duì)古代都城往往有被大雨淹沒的記載。

故宮六百年來從未積水，它的排水系統(tǒng)有多逆天？

擁有六百年歷史的故宮，始終保持著一個(gè)記錄，就是一次也沒有被大雨淹過。而故宮之所以能做到這一點(diǎn)，主要與它強(qiáng)大的排水系統(tǒng)有關(guān)，具體分析如下：

一.故宮的特殊地勢，是其排水系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。故宮于明永樂十八年建成，占地面積達(dá)72萬平方米，如此龐大的建筑規(guī)模令人嘆為觀止。而正是因?yàn)檫^于宏偉，在建造之初，關(guān)于故宮各方面的安全防護(hù)，都要被提前考慮在內(nèi)，包括水災(zāi)火災(zāi)的預(yù)防。

首先是故宮的選址和地勢比較有講究，建筑故宮的工匠們，利用北京城西北高東南低的特點(diǎn)，巧妙的將故宮整體南北水平面的高度，相差了兩米之多。并且故宮的建筑物通常都是中間高四周低，底部具有高達(dá)八米的三層臺(tái)基。這樣做的好處就是，下雨時(shí)水就會(huì)往低處流走，流向紫禁城的護(hù)城河內(nèi)，不會(huì)造成大面積的積水。

此外，據(jù)說在打造故宮地基時(shí)，工匠們就將基土牢牢夯實(shí)，為的就是能夠較大程度的吸收由地面滲透下來的雨水。能在建造的時(shí)候，就提前想到后期可能發(fā)生的安全隱患，并采取相應(yīng)的解決方法，由此可見古代工匠們的用心良苦和偉大智慧。

二.金水河、地磚和龍吐水等設(shè)計(jì)，共同構(gòu)成了故宮強(qiáng)大的排水系統(tǒng)。除了地勢排水外，故宮的其它多處建筑和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，都體現(xiàn)了故宮排水系統(tǒng)的玄妙和強(qiáng)大。其一是排水主力軍金水河，金水河環(huán)繞故宮內(nèi)外，約有兩千多米長，不僅美好了故宮的環(huán)境，在下雨時(shí)也發(fā)揮著重要作用。下雨時(shí)地面的水，基本上都會(huì)流入護(hù)城河中。且金水河外部的水，在流向故宮內(nèi)部河流的地方有一個(gè)控水閘，當(dāng)有洪水發(fā)生時(shí)，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以免對(duì)宮內(nèi)造成傷害。

其二是故宮地面地磚的材料和形狀，在故宮地面上鋪設(shè)的地磚，是一種透水性好，遇水后反而會(huì)變得更強(qiáng)硬的青磚，有較強(qiáng)的抗雨水腐蝕性。青磚的形狀采用的上寬下窄的梯形，具有能夠快速排水的優(yōu)點(diǎn)。其三是龍吐水設(shè)計(jì)，和大大小小的排水管道。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，故宮共設(shè)置了一千多個(gè)龍吐水，雨水在被它們排出后，再通過地勢特點(diǎn)流入護(hù)城河中。還有眾多用陶土或石塊做成的排水管道，有三孔、五孔和十五孔等類型，分別放置和掩埋在故宮不同的區(qū)域中。也就是地上和地下，明里暗里的不同建筑設(shè)計(jì)，共同支撐著故宮的排水系統(tǒng)。

三.關(guān)于排水設(shè)施的問責(zé)機(jī)制，也是故宮不積水的重要原因。另一方面，除了硬件設(shè)施的配備和加強(qiáng)外，古代特別的問責(zé)機(jī)制，也助力了故宮排水系統(tǒng)的強(qiáng)大。據(jù)有關(guān)史料記載，故宮的許多建筑物上都有建造者的名字，甚至是地面上的每一塊青磚。目的是在某處建筑出現(xiàn)質(zhì)量或者其它問題時(shí)，能夠找到建造者問責(zé)，并給予相應(yīng)的懲罰。在這種壓力下，想必每個(gè)工匠都會(huì)很用心，不敢太馬虎。總之，故宮的排水系統(tǒng)，是古代勞動(dòng)人民匠心和智慧的體現(xiàn)。

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