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我国古代雨水利用系统对 海绵城市建设的启示
王艳芝
北京林业大学人文学院
摘要：中国古代蕴含着极为丰富的城市生态系统建设思想，这一思想的基础为“天人合一”，在这一思想的指导下，中国古人践行了许多人与自然和谐相处的方法，从城市的选址、蓄水、排洪、抗旱等多方位的践行实线非常符合现代的“海绵城市”消纳、减速与适应策略。新疆的八卦城、北京的紫禁城、北京北海团城就是这些践行实践的杰出代表。学习并传承中国古人的城市生态系统建设思想，会为海绵城市建设提供更加生态化的思路。
关键词：海绵城市、古代城市生态系统、人与自然和谐相处
我们应该有怎样的城市生态系统？我们应该怎样更好的与自然和谐共处？现代文明的工业化、机械化以及伴随而来的城市化在给我们带来物质便利的同时，也形成了以钢筋混凝土结构为主导的分割化的城市结构，以沥青板油马路为基础的城市交通系统，以地下管道为基础的地下排水系统。但是，这种现代化的城市生态系统在面临大自然的考验时，却时常表现出其生态系统的脆弱性。在厄尔尼诺影响下，我国近年来各大城市都出现了大范围、高强度、持续久的强降雨。于是我们能看到各大城市“雨中看海”的壮观景象。西安看海、沈阳看海、就连首都北京也会面临看海的局面。这不由得让我们开始反思，我们应该有怎样更合理的城市生态系统，我们怎样可以和自然更加和谐的相处。有学者睿智提出了海绵城市的理念，海绵城市是建立在反思工业化城市建设模式基础上的新概念，反对片面强调用单一目标的工程技术来解决诸如雨涝、干旱、地下水下降、水体污染、生物栖息地消失、城市绿地缺乏等问题，而是强调用人水共生的理念，用系统的方法和整合的生态技术，来解决城市中突出的各种与水相关的问题。在具体规划设计和工程上，“海绵”的哲学集中体现在以下三个策略：消纳、减速与适应。[1]有学者把目光投向了国外城市生态系统的先进经验，如张毅川采用文献分析法，对Web of Science、Elsevier、Springer、Taylor 等世界知名数据库和出版社数据进行分析，认为，国外的雨水资源利用在雨水采集系统、技术应用、风险评价、社会学研究、低影响开发与最佳管理实践等领域取得了丰富的成果。[2] 在这里，我想把目光投向中国古代城市生态系统，看看中国显着们是怎样思考并践行的。并且反思中国古代传统文化系统中的思想对今天海绵城市建设有何启示。
中国古代人民也饱受洪水、暴雨侵扰，据《元史》记载，至元二十八年（1291）七月己未，“雨坏都城，发兵二万人筑之”，57年后的至正八年五月，“京师大霖雨，京城崩圯”。据《明英宗实录》记载：景泰五年（1454）七月，京师霖雨，九门城垣塌决者甚多。万历三十五年（1607）闰六月，顺天府大雨如注，昼夜不止，经二旬。雨潦浸贯城，长安街水深五尺，洼者深至丈余，各衙门皆成巨浸。在与自然灾害做斗争的过程中，古代中国人的很多智慧值得学习。(一）依势而建
纵观中国传统聚落的演变，我们不难看出，出于便捷性和安全性的原因，均质单一的平原地区和丘陵地区都不是理想的聚居场所。聚落分布往往显示出“边缘效应”的特征，而背山面水的临水高地往往是理想的城市选址地点，这不仅遵循了“水用足”和“沟防省”的实用主义规划理念，同时，也与“左青龙，右白虎，前朱雀，后玄武”的理想环境模式相吻合，即背倚连绵山脉为屏；前临平原，两侧水流曲折回环，水质清晰，流汇于面前；左右护山环抱，山上林木葱郁。在新疆特里斯，有一座神奇的城市叫八卦城，这座城的中心花园呈现为太极的“阴阳”图形，并且向外辐射八条主街，每条主街长1200米，每隔360米左右设一条连接八条主街的环路，由中心向外依次共设四条环路。一环八条街，二环十六条街，三环三十二条街，四环六十四条街。并且，街道按八卦方位形成六十四卦。其一心居中、轴轴递进、环环相扣、路路相通的放射性格局, 与周边的山势水势巧妙结合, 符合古典的勘舆理论, 呈放射状圆形, 街道布局如神奇迷宫, 路路相通、街街相连, 是现今世界上唯一一座保存良好、卦丈完整、规模最大的八卦城。特克斯县城的选址, 能充分体现我国传统的选址和规划布局经典理论。[3]它按照勘察风水的整体系统原则、依山傍水原则、观形察势原则、地质检查原则、水质分析原则、适中居中原则、顺乘生气原则等, 特克斯县地势西北高东南低，坡度为千分之六。特克斯人借天工之利，修建明渠，既可引水美化城市，又可用于排水防止内涝。依次在特克斯河流域进行觅龙、察砂、观水、点穴, 使特克斯坐北朝南, 背靠乌孙山(龙山、玄武),前迎特克斯河(水龙), 特克斯河南岸的“ 阿特恰比斯’,(哈萨克语意为赛马场)是一个高高的平台, 土地肥沃、水草茂盛、地域开阔, 与群山相连形成一字形的书案山。
紫禁城建造之初，对排水系统进行了精准测量、精密设计和精细施工。京城北依燕山、东临渤海，地形北高南低，因此水向东南流。紫禁城的地面顺应北京地区地理环境，整体走势亦呈北高南低、中间高两边低，而且略有坡度。其中紫禁城北门神武门地平标高46.05米，南门午门地平标高44.28米，南北地平高差约2米，这一坡降为自然排水创造了有利条件，使积水能缓慢排泄。
赣州是一座依水而建的城市，根据城市地势西南高、东北低的地形特点建设“ 福寿沟”，赣州最大的贡献是发明水窗、能在汛賺止江水倒灌。[4]排水口附近的管道呈现多层断面，将坡度增加到普通管道的4 倍，水水将坡度增加到普通管道的4 倍，这样就形成了足够的水压借江水之力将闸门关闭。
（二）透水铺装
与现代化工业文明大量使用沥青铺设板油路面不同，古代城市建设过程中非常注意使用透水材料，并进行透水铺装。沥青铺设板油路面渗水性能差，遇到大雨暴雨不能短时间内吸纳，只能借助于排水管道系统，很容易形成大雨满城的状况。这也是为什么我们总在城市中看海的一个重要原因。
大面积铺设透水地面是如今世界上大多数发达国家的城市采用的防洪措施，在我国历史上,较早时期就出现了透水铺地的做法。传统的园林、庙宇、宅院、街道的铺装大都具有透水性。比如故宫、天坛、颐和园等古园林的多处地面都具有透水性。故宫的室外场地多用与土壤相通的砖石铺设而成，这些砖石之间的缝隙大。一旦下雨，砖石之间的隙缝便可将雨水直接吸收入地。在典型的园林路面铺装结构中,面层一般利用坚固耐磨的砖石材料以承受荷载和外界自然条件的影响,其基层一般用碎石、灰土或各种矿物废渣筑成,并保证具有一定的强度,面层通常用图案进行各部分之间的拼接铺装,既达到了美观的目的又能使地面具有透水性。[4] 几十年来，紫禁城内大量地面铺装改为水泥地面和沥青路面，不利于排水和渗水。故宫博物院从2015年开始逐步将院内的水泥地面和沥青路面改为砖石材料的传统建筑材料，不但使景观环境得到改善，更使排水和渗水功能得到加强。透水铺装材料本身的多孔隙特性，为其过滤净化雨水、存蓄滞留雨水、消纳周边雨水提供了良好的条件。
（三）雨水宣泄
以故宫前三殿太和殿、中和殿和保和殿为例，前三殿建在8.13米高的三层台基上，台基四周栏杆的底部，有排放雨水的孔洞；每根望柱下还有一个雕琢精美的石龙头，名曰“螭首”，其口内为凿通的圆孔，也是辅助排水的孔道。每逢雨天，雨水从1142个排水孔喷出，呈现“千龙喷水”景观，逐层下落，流到院内，使得台面无积水。台基四周设有石槽排水沟。
（（四）雨水渗透利用
北海公园内的明代团城高出地面十多米,在其上面却生长着郁郁葱葱的百年老树。原因就在于整个团城的建筑中大量运用青砖铺设着一条条留有缝隙的透水网络,青砖的下部用谷壳和贝壳渣拌着土壤作为垫层,从而使整个网络具有很强的透气和吸水性。下雨时,雨水可以全部通过砖面和砖缝渗入土壤中,为团城上的树木生长提供了充足的水源。[5] 团城并没有北京古建筑中常见的排水明沟，也没有像正阳门箭楼、鼓楼、万里长城及北海白塔等处城墙一样，设置泄水石槽（吐水嘴），而是在地面上采用干铺倒梯形青砖和深埋渗排涵洞的做法，起到良好节水、存水效果。团城每块地砖的四周立面，都不是垂直的而是倾斜的，砖呈倒梯形，砖与砖之间也并无灰浆粘合，为古树创造了良好的根部透气和接受降雨的条件。砖铺装后形成了一道道高10厘米、底宽2厘米左右、断面成三角形的空的通道，而且纵横交叉。通道的上端透过砖与砖之间的狭窄缝隙与地面相通，雨水和空气很容易进到通道中来。砖的下面有一层很厚的灰土与砖黏结，既能承载和稳定上面的砖块又能很好地使土壤透水透气。灰土下是黑色的肥沃土，内含兽骨、螺壳等物，为古树供应养料。专家测定，这些砖烧制年代最早为公元1411年（明永乐年间），最晚为公元1821年（清道光年间）。实验证实，这种设计确能起到“城外雨水四溢，城上全盘吸收”的效果。
（六）对当代海绵城市建设的启示
水为生命之源，及时有效利用大自然馈赠的雨水，在洪涝灾害的时候防患未然，在干旱的时候及时反馈利用，这些机制、原理不仅对中国古代先民具有重要生存意义，对现代民众的生存生态化、可持续化也具有重要的战略价值。也非常符合“海绵城市”的现代生态城市理念。
海绵城市的消纳、减速与适应，强调“源头消纳滞蓄、过程减速消能、末端弹性适应”的基本模式；这个模式与常规的水利工程和雨洪管理策略的集中快排、严防死守等工程策略完全相反。消纳、减速与适应构成的生态防洪和雨洪管理工程模式，将当代生态防洪理念与中国本土智慧相结合，系统解决洪涝问题。中国古代雨水利用、城市防洪排涝、都充分展示了古代中国人“天人合一”、“道法自然”、“与自然和谐相处”的哲学智慧，让自然水系与城市水系有机融合，这些哲学智慧和雨水利用技术必将对未来中国的海绵城市建设提供更为广阔的智力支持。
参考文献：
1.俞孔坚.海绵城市的三大关键策略：消纳、减速与适应[J].南方建筑，2015（3）：4-7.2.张毅川，王江萍.国外雨水资源利用研究对我国“海绵城市”研究的启示[J].资源与环境,2015(10):1220-1225.3.李颖超.特里斯八卦城,新疆人文地理[J].2015（1）：1-8 4.relica.中国一千年前的海绵城市[J].房地产导刊，2015（9）：56.5.魏泽崧，汪霞.我国古代雨水利用对当代海绵城市建设的启示[J].华中建筑，2016(5):132-136.
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