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[古代科技] 古代排水系統:秦下水道成五角形 北宋分區排水

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南丘 發表於 2013-10-16 19:08 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  : 北京青年報
城市積水,勢必嚴重影響居民生活。最近,受颱風影響,浙江省杭州市、餘姚市暴雨『傾城』,各城區均出現了不同程度的內澇和積水……
  秦代下水道管成五角形
  在我國古代,城建規劃就十分重視防治積水。春秋時期的【考工記】:『竇,其崇三尺。』『竇』是古代下水道的名稱之一,另外還叫做溝、瀆、石渠、磚墁等。所用的材料和方法也有多種,有用陶管鋪設,有用石塊修造,或用磚塊砌成。
  從陝西出土的秦代下水道管,陶質,呈五角形,管長68厘米,通高46厘米,寬43厘米,管壁厚7厘米。將下水道製成五角形,比之於方形者更能承受路面的重力。表明那時的勞動人民已經懂得一些力學原理。從計算可知,上面呈菱形的水管與同樣大小的四方形水管比較,所承受的力近似5∶3。這種設計上的改進,大大提高了力學強度。
  唐代出現磚砌排水暗溝
  隋唐時代經濟發達,城市建設較前代更加進步。整個長安城不但街道寬敞,兩旁還栽種整齊的樹木,街道兩側普遍建有排水溝。
  從發掘到的朱雀街的排水溝來看,溝寬3.3米,深達2.3米。考古工作者又在東西兩市的巷道下面,發現有磚砌的排水暗溝,這些暗溝最後都通向大街兩側的明溝。從揚州發現的唐代排水溝來看,深埋在地面以下約4.5米,已暴露的部分東西長約35米,溝口寬約2米,底寬1.75米,深度為1.5米,基本上是在長江衝擊形成的沙土層上開挖的。水溝挖成後,兩側以杉木板作為駁岸,板外以楠木樁固定,木樁有圓樁、半圓樁、方樁3種,因材而異,木樁的一頭均砍成尖狀,以便打入地下。
  北宋採用分區排水
  北宋熙寧年間,劉彝出任江西贛州知州,規劃並修建了贛州城區的街道。同時根據街道布局和地形特點,採取分區排水的原則,建成了兩個排水幹道系統。因為兩條溝的走向形似篆體的『福』、『壽』二字,故名福壽溝。整個系統分為福溝和壽溝兩大部分,主溝總長達12.6公里,共有6個出水口,3個排入章江、3個排入貢江。劉彝根據贛州城地勢,採用明溝與暗渠相結合方式,與城區池塘相串通,然後通過城牆下面的12個水窗,將廢水分別排入章、貢兩江。這一排水系統形成了古代贛州城內『旁支橫絡』、『縱橫行曲,條貫井然』、主次分明、排蓄結合的排水網絡,對改善城區環境衛生、居住條件起了重要作用。這個系統同時組成了排水網絡中容量很大的蓄水庫,以調節暴雨流量,減少下水道溢流,平時還可利用污水養魚種菜。福壽溝至今還在贛州城市排水中發揮作用,惠澤後世。
  明清下水道被命名『衛生工程』
  明、清都城北京的設計,主要參照唐代長安的城市規劃。據清昭漣【哨亭雜錄】記載,明宮廷內下水道工程更為壯大,或用生銅鑄成,或用巨石砌成,管徑粗達數尺。這在當時世界範圍來說,也屬少有的衛生工程。新中國成立後在北京調查古代的下水道,發現五六百年前明代建築的下水道,大都是用磚石砌成。據工程技術人員估計,這些下水道即使再使用幾十年,也是沒有問題的。
  注重配套排水規劃
  除了下水道,我國古代還很注重配套的排水規劃。如,唐代長安、明清北京都強調城市的綠化,這些枝繁葉茂的大樹紮根深土,能夠及時分流雨後積水。揚州考古,還發現了水涵洞,位於唐羅城的西南,建築規模和形式類似於一座小城門,為圓券頂長條隧道形式,寬1.8米,高2.2米,殘長12米,比今天揚州的下水道要大。江西贛州的排水規劃,劉彝當初的設計理念,福壽溝僅是整個贛州排水防洪體系中的一環。修建於宋代的堅固城牆是最好的防洪堤壩,還有城內的數百口水塘。劉彝曾差人將福壽溝與城內的水塘連通起來,以發揮重要的調蓄作用。水塘增加了城市暴雨時的雨水調節容量,以此減少街道淹沒的面積和時間。
  古代防治積水,一方面眼光長遠,考慮到百年基業;一方面注意利用自然環境,因勢利導。最近幾年,各地不時出現大範圍長時間的積水,我們的城市規劃是不是可以從古代取取經?(文/林頤)

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