传统水文化元素与“海绵城市”建设

时间：2015-05-14 来源：《求是》

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城镇化打破了人水之间的传统格局，在一定程度上阻断了雨水循环的天然通道。雨水的流失徒增了市政管网的压力，甚至造成城市涝灾，同时也加剧了地下水位的沉降，进而降低了城市生态系统服务功能。我国古代城市罕有水患，其因在于多采取尊重自然、顺应自然的生态化设计。继承和弘扬传统水文化所体现的朴素生态文明理念，对于“海绵城市”建设极具应用价值，是建设“美丽中国”、提高城市生态服务功能、传承城市文脉的重要举措。

    党和国家将“大众创业、万众创新”作为推动中国经济持续发展的“双引擎”的一个重要举措。这一战略安排势必对我国经济发展和生态文明建设发挥积极的推动作用。确保这一战略得以顺利实施既要依靠科学技术进步和制度变革的支撑，也需要从我国传统文化宝库中汲取智慧和养分。

    一个国家是否善于继承本民族的文化遗产，决定着其内在的发展动力和潜力。人类文明进步的层累效应表明，无论是技术创新还是制度创新，都既不能因循守旧，也不能因一味求新而抛弃优秀的历史遗产，包括文化遗产、技术遗产和制度遗产。

    在推进社会主义生态文明建设的过程中，认真汲取我国历史文化和民族文化中的生态文明元素，不仅会带来直观的、可资借鉴的启迪，而且其中所包含的大量生态技术更可为当前的生态文明建设直接应用。总之，传承并创新传统生态文化有助于生态文明建设从被动升华为能动的“自由王国”。正所谓“没有生态文化的土壤，就不会结出生态文明的硕果”。

    一、古代节水技术的因势利导

    我国历史文化和民族文化中的水生态文明元素堪称俯拾皆是。特别是在雨水收集方面，古代先民创造了众多的节水技术。本文仅以御咸蓄淡、雨水循环、自然排水、庭院集水、暗渠集水、坑塘集水为例，阐释我国传统城市中蕴含的开源节流等技术成就，以期对我国方兴未艾的水生态文明和“海绵城市”建设带来启迪和借鉴。

    御咸蓄淡。我国大陆海岸线长达18000多公里，早在唐宋时期，滨海而居的古代先民为了卫护农田和村庄免受海潮侵袭，创建了世界罕见的海堤工程，以抵御海水回灌导致农田盐碱化，同时蓄贮淡水，以利农业灌溉。江浙滨海平原修筑御咸蓄淡工程始于唐代，至五代时期已全线建成。闽粤沿海地区也相继在河口海湾修筑漫长而形态各异的御咸蓄淡工程，其中以浙江宁波它山堰最为著名。

    唐代修建的浙江鄞县它山堰，通过渠首和州城三处水尺控制水位，具有御咸蓄淡、农业灌溉和排水泄洪等综合功能。枢纽工程主要包括拦河坝、进水口、沉沙池。渠系工程有渠道（今南塘河）、侧向溢流堰（碶）、拒潮闸（城东石桥闸、城内平桥闸）和蓄水湖（日湖和月湖）。它山堰的修建，有效促进了宁绍平原乃至古代长江三角洲地区的经济开发和社会进步。

    雨水循环。古代先民将城市及建筑布局与自然地势巧妙结合，借助地势排水，不乏精妙绝伦之作。例如，始建于明正德六年（1511年）的河南商丘睢阳古城，坐落于四周环水的高地之上。当年的城市设计建造者将城内地面修整为龟背状，整体略向南倾斜。这样的地表形态使得古城无需任何排水设施，雨水便可沿着城内纵横交错的街道直接流向南城墙的两个水门，由此集中排向城外的护城河，从而既可规避暴雨时城内产生内涝1，又可借助降雨一年四季为护城河补给水源，实现了排水与蓄水的“双赢”。商丘古城的雨水循环系统受到中国工程院前院长徐匡迪等专家学者的高度重视和一致赞道。

    自然排水。北京紫禁城的布局凸显了我国古代自然排水设计之精妙。故宫北高南低（神武门地面与午门地面高差约2米），其广场和庭院的地面大都由砖石铺就，太和殿前的巨大广场没有任何排水管道，地面雨水可全部顺势流至南墙之前的金水河内2。

    我国古代村落也不乏依地势而建的自然排水系统。始建于明万历年间的湖南岳阳张谷英村，至今仍一直“晴不曝日，雨不湿鞋”。村中地势东西北三面高，南面偏低，各家堂屋由外向内地势逐步升高。村中的张谷英大屋平面呈“丰”字形，即南北向的中轴线建好后，后续的其他建筑皆依中轴线向东西两侧扩建，以此保证南面一直处于村落的最低位置，从而使雨水径流可自然流向此处。

    除了借助地势排水，利用地质条件引导雨水下渗的设计亦属常见。山东泰安旧城地势平缓，城内地表多为砂砾层或粉砂质黏土，透水性能良好，雨水沿地面及道路流淌过程中可自然下渗，而无需沟渠导排积水。与之邻近的泰安岱庙，其地表除了甬道用石板铺砌并略高于周围地面之外，其余地表均为土质3，甬道上的雨水可及时就近流入周边地表而自然下渗。在江南地区，类似的工程设计更是屡见不鲜。如杭州等诸多古城中的老宅都是通过设在天井中的渗坑排放雨水。由于当地土壤为亚砂土，渗水性能好，故不存在天井积水之虞。

    地处长江中游的江西赣州历史上洪涝频发，老城区东侧的贡江和西侧的漳江最高水位可高出城市沿河地区6米左右，从而导致大暴雨时城内积水往往难以排入河道。北宋年间福、寿两条地下排水沟渠相继建成，从此解决了城市内涝的难题。其关键技术是在沟渠末端设置“拍门”，类似于今天的单向阀，当水位低于拍门时，雨水通过沟渠排入江中；当江水水位超过拍门底部时，江水的侧压力迫使拍门关闭，从而可以有效防止江水倒灌4。

    庭院集水。庭院集水是我国传统建筑中最为普遍的集水方式。我国关中地区自古乃形胜之地，系周秦汉唐的国都之所在。但这里 “十年九旱”的偏干旱气候使得这里的人们倍加珍惜天然降水，因此当地素有“房子半边盖”的传统，目的在于将雨水汇集、储存于院落的水窖中。

    我国南方流行“天井”式院落，其平面结构是：院落的三面或四面为房屋，院子中央辟为天井，屋顶皆向内倾斜，雨水可顺屋顶流入地表天井。每逢降雨，主人待雨水将屋顶冲刷干净之后，便将天井之水导入蓄水缸中，以供人畜饮用。当地人认为，天落水比井水更为纯净5。除饮用之外，雨水还可作为消防和道路清洁用水。

    暗渠集水。地处西北内陆的吐鲁番盆地，年降水量仅16毫米，而蒸发量则高达3000毫米 。面对极度干旱的环境，古代先民因地制宜地建造了“坎儿井”这一地下引水工程。其结构和功能是：依靠坎儿井引出丰水时节流入山谷、潜入戈壁的高山雪水和雨水，发展自流灌溉农业。坎儿井由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）组成，核心结构是地下暗渠。暗渠输水不受季节和风沙影响，蒸发量小且流量稳定，不存在地上明渠的渗漏之弊，可常年保证当地居民饮水和农业灌溉。

    地处东南沿海的浙江宁波前童古镇和临安河桥古镇则采用在路面之下修筑水库的方式，将街面和街道两侧居民庭院中多余的雨水汇集于此，以供消防用水之需。有趣的是，该镇清代所设消防队特意建在地下水库的路边，以便及时取水。浙江宁波与新疆吐鲁番相距数千公里，但两者的暗渠工程却异曲同工，令人叹为观止。

    坑塘集水。对于雨量充沛的南方地区，地面星罗棋布的坑塘堰坝具有稳定的蓄水功能。赣州福寿沟一端通过拍门与江水相连，另一端则连接城内大大小小的坑塘。逢降雨时，排不出去的雨水先在沟渠内汇聚，蓄满之后，雨水便汇入城内水塘。坑塘不但可以防洪排涝，也起着调节城市小气候、缓解热岛效应的作用，同时居民还利用水塘养鱼，种植莲藕，可谓一举多得。如今赣州市古老的李王塘已被改辟为八境台公园，成为省级重点风景名胜区，这更为坑塘增加了社会效益。

    化汛为源。我国古代建筑中“化汛为源”的例证枚不胜举，北京团城堪称典范。坐落于北海和中南海之间的“世界最小城堡”—团城是一个孤立而封闭的人工建筑，总面积5760平方米。由于城内地面高出周围地表5米左右，城内草木难以从地下得到水分补给，而北京地区天然降水量又难以满足城内草木生长。鉴此，当年的设计者在城内建造了工艺简单却成效非凡的雨水涵养工程。

    团城雨水收集系统的关键技术之一是地表铺设的青砖上大下小，呈倒梯形，砖与砖之间的缝隙没有灰浆，即使缝隙被尘土积满后，仍然具备渗水功能。渗水系统的另一关键技术是环绕城内地表之下的涵洞。团城中散布多处水眼，每个水眼之下皆有一个竖井，竖井之间以涵洞相连。涵洞高约80-150厘米，系青砖构成。大量的多余雨水储存于涵洞，形成一条地下“暗河”。暴雨时雨水通过青砖及涵洞渗入地下，多余之水则顺着涵洞围绕团城逆时针旋转后流出。团城排水系统可谓浑然天成，通过下渗和储存，化汛为源，有效解决了城内草木的水源供给。

    二、总结

    实践证明，城市建设如果仅仅依赖现代的工程技术手段，对自然擅加改造，不但耗资巨大，而且阻断了城市水体自然循环的通路，加剧了城市内涝，也降低了城市生态系统服务功能。2015年12月中央城市工作会议指出，要强化尊重自然、传承历史、绿色低碳等理念。城市建设要以自然为美，把好山好水好风光融入城市。目前，国家和不少地方政府都在规划“海绵城市”建设，水体的循环好比城市生态系统的筋络血脉，只有将其打通，才能使其富有鲜活的生命力。让雨水自然回归生态系统是“海绵城市”之要义，也是生态文明所倡导的顺应自然理念的实际响应。

    鉴古识今，当代城市应着重结合既有地形地貌，因地制宜地构建“海绵城市”，藉此将大量的雨水由负担转变为资源。具体而言，可通过路面径流、建筑屋顶、广场绿地、居住小区、工业园区、机关学校等汇集雨水，用于生产生活和景观用水；通过渗井、透水路面、渗透沟池等将雨水转化为生态涵养水源，补给地下水；通过储水设施和雨水专用管道实现雨水回用。总之，借助我国古代精妙的雨水收集技术建设“海绵城市”，对于改善城市生态，促进人水和谐，丰富文化景观，均具有无可估量的意义。

    （作者：宋豫秦，北京大学环境科学与工程学院教授。陈昱昊，北京大学环境科学与工程学院硕士研究生。）