中国古都排水系统的千年流变

近日北京及华北地区暴雨冲上热搜，每年这个时候，多地纷纷进入“看海”模式，键入城市名称，搜索结果里大概率会包含 #XX暴雨# 的词条。雨果曾在《悲惨世界》中写到：“阴渠（下水道），就是城市的良心，一切都在那儿集中，对质。城市排水管理问题是社会关注的焦点之一，考验着政府的社会管理水平。人们同时惊奇的发现，北京故宫、北海团城、江西赣州等古建筑和古城在暴雨面前的承受力很强。本期视点我们将目光焦距中国古代城市的排水系统，借鉴中国古人在城市配套设施建设方面的智慧。

近日北京及华北地区暴雨冲上热搜，每年这个时候，多地纷纷进入“看海”模式，键入城市名称，搜索结果里大概率会包含 #XX暴雨# 的词条。

雨果曾在《悲惨世界》中写到：“阴渠（下水道），就是城市的良心，一切都在那儿集中，对质。

城市排水管理问题是社会关注的焦点之一，考验着政府的社会管理水平。人们同时惊奇的发现，北京故宫、北海团城、江西赣州等古建筑和古城在暴雨面前的承受力很强。本期视点我们将目光焦距中国古代城市的排水系统，借鉴中国古人在城市配套设施建设方面的智慧。

城市内涝

由于古代经济以农业种植业为支柱，世界上大多数古代文明也就缘水而起——如起源于尼罗河流域的埃及文明，起源于幼发拉底河、底格里斯河流域的两河文明，发源于印度河与恒河流域的印度河文明，发祥于黄河、长江流域的中华文明等等。相应地，除部分有着浓烈军事性质的要塞和城堡外，大部分城市都沿河选址，以水为邻、依水而建。但凡事都有两面性，近水的城市虽有利于生产建设和经济发展，但水灾的隐患威胁同样增大，有关水患洪灾肆虐，水淹城市的事例经常见于史书记载。古人有很多与城市水患斗争的例子，甚至也有为躲避水患而迁都的。如公元前1526年，商代第十三位君王祖乙就为了躲避黄河水患，将国都由耿（今山西省河津市）迁都于邢（今河北邢台）。

出现“祖乙”的甲骨。祖乙在位时期，将都城从相（今河南省内黄县）迁到耿，后来由于耿发生水患，于是再次迁都于邢，最后再次由于水患，而迁都于庇

但为躲避水灾而迁都的毕竟只是极端个例，大部分时候古人更多将精力放在城市规划设计和给排水系统建设上。成书于战国晚期的《管子》对都城选址原则有着科学建议，“凡立国都，非于大山之下，必于广川之上；高毋近旱，而水用足；下毋近水，而沟防省；因天材，就地利，故城郭不必中规矩，道路不必中准绳。”《管子》还论述了建设城市沟渠排水设施的原则：“地高则沟之，下则堤之”，“内为落渠之泻，因大川而注焉”。就是说说，古城城市在选址时已充分考虑了城市供水、灌溉、排水、防洪、防御、航运和防火等各方面需求。与现代城市管理者动辄向水面要土地，填河修路、填湖建房不同，古代城市管理者更多侧重于充分利用天然河流、湖泊和洼地，同时规划并开挖许多人工沟渠、湖池，共同组成发达的水系。如汉长安城内河道密度达到1公里/平方公里，明清北京城则达到了1.07公里/平方公里。2012年“7.21北京大暴雨”发生的时候，北京故宫和其身后的北海团城之所以无积水发生，除其内部的干线、支线，有明沟、暗沟、涵洞、流水沟眼等完善排水系统外，其自身因高选址，以及内城护城河、西苑太液池、后海、外金水河、筒子河等河渠的作用更不可小觑。

明北京城

河南淮阳平粮台龙山时代城址出土陶排水管道

迄今所知中国最早的排水系统，是一组距今4000多年前、埋于地下的陶质排水管道。它们出土于河南淮阳平粮台龙山时代城址。在中国古代，夯土城墙的功能之一，就是防洪。值得注意的是，这处中原国家形成期的城址，是同时代的城址中布局最为方正规矩的一座。而此后，（长）方形几乎成为中国历史上城市建设规划的一个根本思想和原则。它的南北两门大体居中，已颇有中轴线的味道。南门门道两侧还有门卫房。城内的建筑也颇为讲究，规格较高。有学者推测这应是一处贵族专用的“门禁社区”，因而应属雏形的城市或都邑。城址南门中间的路土下铺设有三组陶排水管，剖面呈倒“品”字形，水管节节相套，两端有高差，便于向城外排水。这应该是迄今所知中国最早的有规划的公共排水设施。

河南省偃师二里头遗址宫城出土陶排水管。在宫城内的2号宫殿庭院内发现有两处地下排水设施，一处位于庭院东北部，由11节陶水管连接而成，安装在预先挖好的沟槽内，另一处位于庭院的东南部，是一条用石板砌成的地下排水沟。

河南偃师二里头，是迄今所知中国最早的王朝都城遗址。这是一处经缜密规划、布局严整的大型都邑，其存在时间约距今3800～3500年。在早期宫殿建筑之间的通道下，发现了长逾百米的木结构排水暗渠。晚期宫城中大型宫殿建筑的院内，又发现了石板砌成的地下排水沟和陶排水管组成的地下排水设施，二者的铺设都是为了向院外排水。由于这类先进的排水系统仅发现于宫殿区，可知它并未走进大众生活，仍为当时的权力阶层所垄断。

偃师商城的给排水渠

稍晚的河南偃师商城，一般认为是商王朝的重要都邑。这里发现了规模更大、更为考究的排水设施。这一设施由宫城内的池苑，经东城墙上的一座城门通向城外的城壕。排水暗道铺设于门道路土下，水道宽2米，原水腔高度约1.5～1.8米，系用石板三面围砌，上面横铺粗大木料。两侧壁采用木石混合结构，垒砌的石块间夹木柱以加固。整个排水道全长约800余米，高差明显。在与这一排水道相对的西城门下，又有由西城壕引水入城并通向宫城内池苑的引水渠，组成发达而完备的给排水循环系统。

在商王朝的都城郑州商城、安阳殷墟，西周王朝的都城陕西丰镐遗址、周原遗址，以及北京房山琉璃河燕国都城遗址等地，都发现有排水管道、沟渠等排水设施。

春秋战国时期，列国分立、兼并战争频繁的政治军事形势和社会经济的长足进步，都促进了城市的进一步发展。与城市经济的发展相对应，夏商西周三代以宫殿区为重、偏于松散的城市居住形态开始瓦解，较严格的民居规划与管理体制开始出现。“筑城以卫君，造郭以守民”，居民区从分散状态逐渐集中于郭城之内，郭城内有更明确的功能分区。与此同时，统一的、惠及全城的给排水系统逐渐形成。山东临淄齐国故城、曲阜鲁国故城、河北易县燕下都、邯郸赵国故城、湖北江陵楚都纪南城等都发现有较完备的排水设施。

齐国故城排水道口

史载战国时期“临淄之中七万户……临淄之途，车毂击，人肩摩，连衽成帷，举袂成幕，挥汗成雨，家敦而富，志高而扬”。据推算其人口已超过30万人，富庶繁荣程度在诸侯国都城中名列前茅。其城市规划建设，也代表了当时的先进水平。齐都临淄城建于淄河和系水两条河流之间，由大、小两城组成。其南、北墙外有城壕，东、西两面则以两条河流为天然城壕。城内有全城性的排水系统，宫殿区所在的小城和居民点、手工业作坊集中的大城都发现有排水道。小城内宫殿区的排水设施尤其讲究，建筑的周围发现有卵石铺成的斜坡散水，地下排水管道由断面呈三角形或圆形的陶质水管组成，可使院内积水流出院外，汇入城市排水系统。临淄全城已发现三大排水系统。其中连通小城、纵贯大城西部的排水明渠长逾千米甚至数千米，宽达20米。由于城西北部是全城最低洼处，因而在北墙西部和西墙北部设置了两个排水道口，这里是大型排水渠的终点。　　

最精妙壮观的排水设施，是建于大城西墙北部城墙下的石砌涵洞。涵洞东西长43米，南北宽7～10.5米，深3米左右，用天然巨型青石砌垒而成。分为进水道、过水道和出水道三部分。位于西墙内外侧的进、出水道呈外窄内宽的喇叭口形，上面分三层砌筑15个方形水孔。中间的过水道穿过城墙，与进、出水道口相接。过水道和出水道内部石块交错排列，每个小孔不直通，水可通过石隙流过，人却不能通过，因而具有排水御敌的双重功效。

秦汉时期，历代王朝都城的建设都增强了规划性，以广大的京畿地区为背景，都城总体规划取开放之势，利用所处自然环境，建设周密完善的城市水系，从而综合解决城市给排水和交通等问题。

汉长安城直城门北门道外发现的地下排水涵洞

西汉长安城的城市排水系统由城壕和排水明渠、暗渠组成。除了宽大的城壕外，在郊外开挖的昆明池等池苑，具有调洪蓄水的作用。以其为中心，通过人工渠道串联长安附近的天然河流，形成完整的给排水网络。其中明渠自西向东横贯全城，长达9公里。由城壕和明渠组成的排水干渠总长达35公里。长安城内的排水主要依靠街道两侧的路沟。这些路沟与城内的大型排水渠相连，或直接流入城壕，再汇入附近的河流。这些路沟和水渠在经过城墙时都构筑了涵道。一般以砖石砌筑，宽可达2米，上部为拱形的券顶。城中宫殿、官署等建筑的排水设施主要有渗水井和排水管道。陶质管道剖面多呈五角形，也有呈圆形者，在排水量较大的地方还设置双排管道。

中国古代城镇典型布局及道路排水系统平面简化示意

图源《我国古代城镇道路大排水系统分析及对现代的启示》

隋唐长安城在建城前经周密调查和精心设计，其后不断修建扩充，成为当时首屈一指的国际化大都市。对于这样一座总面积达83平方公里、人口逾百万的特大城市而言，排水系统对于整个城市的正常运转具有重要的意义。此时的中国古代城市已发展到了封闭式的里坊制阶段。隋唐长安城南北11条、东西14条大街，将全城划分为110个坊。排水系统就遍布于由“街”、“坊”组成的棋盘格状的都市中。建筑周围常见砖铺散水、渗水井和排水管道。与汉长安城一样，隋唐长安城大部分街道的两侧都修有水沟，有土筑和砖砌两种，均为明沟。明沟外侧设人行道。大路路面中间高、两边低，便于及时排除雨水。城门下则建有排水涵洞。永安渠、清明渠和龙首渠在流经城内的里坊和池苑后，注入渭河和浐河，除供应城市用水外，也起到了分洪的作用。

作为全国性的政治中心，隋唐长安城给排水系统的设计布局优先考虑了城内贵族人群的需求，宫室禁地中的排水设施也最为讲究。如大明宫太液池岸发现的排水渠道内设置有横向砖壁，雨水在经过时可将较大的杂物拦截下来。西内苑发现的排水暗渠为砖石结构，为防止渠道淤塞，分段安装了多道铁质闸门，第一道闸门先由铁条构成直棂窗，拦阻较大的垃圾杂物，第二道闸门布满细小的菱形镂孔，可以滤出较小的杂物。闸门拆卸自如，方便疏通。这可以说是初级的水处理装置了。

北宋都城汴梁（现河南开封）有着发达的水系，四条穿城而过的河道连通三重城壕以及城内外的湖池。市内的排水系统，是在干道两侧用石条砌筑宽约1米的明渠，废水通过城墙下构筑的涵洞流向城壕。据记载，城内有排水沟二百余条，开封府安排专人巡逻，严禁居民倒垃圾入沟，以防堵塞。　　

中国古代都城规划，发展到北宋时期，已从封闭式的里坊制转变为开放式的街巷制。但北宋汴梁是在唐代汴州的基础上发展起来的。从城市规划的角度而言，属于新旧合一的城市。随着都城人口的膨胀和商业的繁荣，以往封闭的管理体制给城市生活带来的不便日益彰显，各种“侵街”之举层出不穷。与唐朝都城长安宽阔的街道相比，北宋汴梁的街道狭促了许多。按规定，主要街道大约宽三十米，道路两旁还有排水沟和绿化树木。街道两边林立的店铺，因招徕顾客和商业经营的需求，常常侵占道路、排水沟和绿化带。这类社会转型期特有的状况，给城市规划管理提出了新的课题，而这一新的问题在新旧合一的城市中很难得到圆满的解决。

元大都水系

历史把机遇留给了元大都的设计和建设者。元大都的选址避开了仍保存唐代街坊形式的金中都，平地起建，全面谋划，成为开放式街巷制城市规划的典范。就排水系统而言，其规划设计与排水设施的铺设与城市的整体规划与建设同步。其城市建设充分利用自然环境，因地制宜，最终成为中国古代城市建设史上的一座里程碑。　　

元大都城内的河湖水系分为两个系统，一是由高梁河、海子（积水潭）、通惠河构成的漕运系统；一是由金水河、太液池构成的宫苑用水系统。大都城的建设中，不仅充分利用自然河流开渠引水，而且修建了完善的排水系统，明渠与暗沟相结合。依北高南低的地势，大都城的南北主干道两侧，都有排水干渠，沟渠两旁还有东西向的暗沟，引胡同内的雨水排入干渠。在今西四附近的地下，曾发现石条砌筑的明渠，渠宽1米，深1.65米。在通过平则门内大街（今阜成门内大街）时，顶部覆以石条。

元大都北城垣水关遗址

在大都城东、西城墙的北段和北城墙西段发现3处向城外泄水的涵洞。涵洞的底部和两壁以石板铺砌，接缝处勾抹白灰，并平打了很多铁锭。涵洞顶部用砖起券呈拱形，中部装置着一排铁栅栏。整个涵洞的做法，与《营造法式》所记“卷辇水窗”的工艺完全一致。　

在元大都的基础上改扩建而成的明清北京城，放弃城北部分城区，后又展拓南城，加建外郭，最终形成“凸”字形格局。城市中心也由元代的城北积水潭一带逐渐转向城南。除南移和扩展宫城、皇城外，此时还开挖南海，扩大了原太液池的水面。但总体上看，其坊巷布局、市坊结合的城市格局，基本上继承元代旧制，没有太大的变革。在排水系统上，它保留和疏浚了元大都的排水沟渠。后继的清王朝仍以北京为京师，城市布局一仍其旧，除个别局部调整，在西郊兴建皇家苑囿外，总体上并无多少变化。此时增设了一些新的排水渠道，最主要的是内城沿东西城墙内侧各开明沟一条、外城三里河以东从大石桥至广渠门内的明沟，以及崇文门东南横贯东西的花市街明沟。作为明清王朝的政治中心，北京城的排水设施当然也不例外地具有区域和等级之别。内城尤其是东部城区，多是官仓和达官贵人的宅邸，这里修建有完善的下水道，通往排水主干渠。一般居民区的排水设施则相对较差。　　

据估算，明清北京城内的河道密度为每平方公里1.07公里，全城水系总容量超过1935万立方米，每平方米蓄水容量为0.32立方米，分别是唐长安城的2.4倍、3.3倍和4.5倍。一般认为，这应是北京城罕有洪涝灾害的主要原因。　　

可以说，元大都和明清北京城在排水系统上的设计建设，是积淀千年的中国古代都城排水智慧的高度结晶。

排水涵洞

汉长安城直城门地下排水涵洞

汉长安城的城市排水系统由城壕和排水明渠、暗渠组成，明渠自西向东横贯全城，长达9公里，城壕和明渠组成的排水干渠总长达35公里。城内的排水主要依靠街道两侧的路沟，路沟和水渠在经过城墙时都构筑了涵道。一般以砖石砌筑，宽可达2米，上部为拱形的券顶。城中宫殿、官署等建筑的排水设施主要有渗水井和排水管道。另在郊外还修建有昆明池、镐池等，用来调洪蓄水。

隋唐长安城过水涵洞

隋唐长安城过水涵洞遗址现位于西安城墙里的含光门博物馆，为含光门的过水涵洞。涵洞，建于隋代，为砖券结构，残长十余米。在当时，唐长安城中具备了完善的排水系统，遍布于“街”、“坊”，建筑周围常见砖铺散水、渗水井和排水管道。街道的两侧修有土筑和砖砌的两种水沟，均为明沟。大路路面中间高、两边低，便于及时排除雨水。永安渠、清明渠和龙首渠等在流经城内的里坊和池苑后，注入渭河和浐河，除供应城市用水外，也起到了分洪的作用。

下水道铁闸门

唐长安城西内苑下水道铁闸门

在唐长安城西内苑发现的排水暗渠为砖石结构，为防止渠道淤塞，分段安装了多道铁质闸门，第一道闸门先由铁条构成直棂窗，拦阻较大的垃圾杂物，第二道闸门布满细小的菱形镂孔，可以滤出较小的杂物。闸门拆卸自如，方便疏通，这可以说是初级的水处理装置了。

排水管道

战国秦上林苑五号遗址陶制排水管道

战国秦上林苑五号建筑遗址中发现的排水管道，通身陶制，一端直径小一端直径较大，大小口径相互嵌套连接而成。水管道单节长57— 58厘米，粗端直径32厘米、细端直径23厘米，厚度不到1厘米。水管下层铺两条，上层铺一条，横剖面呈“品”字型，内里还有简单的纹饰。这样的排水管道在战国上林苑遗址多处都有发现，说明当时的地下排水设施已经相当成熟了。

秦咸阳一号宫殿遗址排水管道

咸阳宫建筑遗址的积水和蓄水角落处设有排水池，池内设陶漏斗，其下是直角弯头，再下是圆形水管道鱼贯套接，套接处宽约13厘米左右。在落水口以下第二、三、四节水管道安装成弓形，其最高点高于漏斗排水口平面，这种套接方式采用了虹吸原理，既加快了水流速度，又可防止沉淀的停滞。

排水地漏

西安秦汉栎阳城遗址中发现了浴室排水的大型地漏，并与管道、渗井等排水设施相连。

从明渠到暗沟、从排水到排污，古人排蓄结合、分流、过滤等理念和方法为今天解决城市内涝问题提供了借鉴经验，并运用到了城市排水系统建设当中。在雨污合流制的城市排水系统、海绵城市理念遵循的“渗、滞、蓄、净、用、排”原则、保护河流等天然“蓄水容器”都能寻找到古人智慧排水的印迹，也让我们今天的排水、排污系统更加完善。

故宫前三殿三层台基的四周有1142个龙头排水孔图源网络