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[古代科技] 古代排水系统:秦下水道成五角形 北宋分区排水

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南丘 發表於 2013-10-16 19:08 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  : 北京青年报
城市积水,势必严重影响居民生活。最近,受台风影响,浙江省杭州市、余姚市暴雨“倾城”,各城区均出现了不同程度的内涝和积水……
  秦代下水道管成五角形
  在我国古代,城建规划就十分重视防治积水。春秋时期的《考工记》:“窦,其崇三尺。”“窦”是古代下水道的名称之一,另外还叫做沟、渎、石渠、砖墁等。所用的材料和方法也有多种,有用陶管铺设,有用石块修造,或用砖块砌成。
  从陕西出土的秦代下水道管,陶质,呈五角形,管长68厘米,通高46厘米,宽43厘米,管壁厚7厘米。将下水道制成五角形,比之于方形者更能承受路面的重力。表明那时的劳动人民已经懂得一些力学原理。从计算可知,上面呈菱形的水管与同样大小的四方形水管比较,所承受的力近似5∶3。这种设计上的改进,大大提高了力学强度。
  唐代出现砖砌排水暗沟
  隋唐时代经济发达,城市建设较前代更加进步。整个长安城不但街道宽敞,两旁还栽种整齐的树木,街道两侧普遍建有排水沟。
  从发掘到的朱雀街的排水沟来看,沟宽3.3米,深达2.3米。考古工作者又在东西两市的巷道下面,发现有砖砌的排水暗沟,这些暗沟最后都通向大街两侧的明沟。从扬州发现的唐代排水沟来看,深埋在地面以下约4.5米,已暴露的部分东西长约35米,沟口宽约2米,底宽1.75米,深度为1.5米,基本上是在长江冲击形成的沙土层上开挖的。水沟挖成后,两侧以杉木板作为驳岸,板外以楠木桩固定,木桩有圆桩、半圆桩、方桩3种,因材而异,木桩的一头均砍成尖状,以便打入地下。
  北宋采用分区排水
  北宋熙宁年间,刘彝出任江西赣州知州,规划并修建了赣州城区的街道。同时根据街道布局和地形特点,采取分区排水的原则,建成了两个排水干道系统。因为两条沟的走向形似篆体的“福”、“寿”二字,故名福寿沟。整个系统分为福沟和寿沟两大部分,主沟总长达12.6公里,共有6个出水口,3个排入章江、3个排入贡江。刘彝根据赣州城地势,采用明沟与暗渠相结合方式,与城区池塘相串通,然后通过城墙下面的12个水窗,将废水分别排入章、贡两江。这一排水系统形成了古代赣州城内“旁支横络”、“纵横行曲,条贯井然”、主次分明、排蓄结合的排水网络,对改善城区环境卫生、居住条件起了重要作用。这个系统同时组成了排水网络中容量很大的蓄水库,以调节暴雨流量,减少下水道溢流,平时还可利用污水养鱼种菜。福寿沟至今还在赣州城市排水中发挥作用,惠泽后世。
  明清下水道被命名“卫生工程”
  明、清都城北京的设计,主要参照唐代长安的城市规划。据清昭涟《哨亭杂录》记载,明宫廷内下水道工程更为壮大,或用生铜铸成,或用巨石砌成,管径粗达数尺。这在当时世界范围来说,也属少有的卫生工程。新中国成立后在北京调查古代的下水道,发现五六百年前明代建筑的下水道,大都是用砖石砌成。据工程技术人员估计,这些下水道即使再使用几十年,也是没有问题的。
  注重配套排水规划
  除了下水道,我国古代还很注重配套的排水规划。如,唐代长安、明清北京都强调城市的绿化,这些枝繁叶茂的大树扎根深土,能够及时分流雨后积水。扬州考古,还发现了水涵洞,位于唐罗城的西南,建筑规模和形式类似于一座小城门,为圆券顶长条隧道形式,宽1.8米,高2.2米,残长12米,比今天扬州的下水道要大。江西赣州的排水规划,刘彝当初的设计理念,福寿沟仅是整个赣州排水防洪体系中的一环。修建于宋代的坚固城墙是最好的防洪堤坝,还有城内的数百口水塘。刘彝曾差人将福寿沟与城内的水塘连通起来,以发挥重要的调蓄作用。水塘增加了城市暴雨时的雨水调节容量,以此减少街道淹没的面积和时间。
  古代防治积水,一方面眼光长远,考虑到百年基业;一方面注意利用自然环境,因势利导。最近几年,各地不时出现大范围长时间的积水,我们的城市规划是不是可以从古代取取经?(文/林颐)

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