故宮：“千龍吐水”不怕大暴雨

　　《中國經濟週刊》記者 孫冰︱北京報道

　　7月21日，北京遭遇了“61年不遇”的大暴雨，全城多處汪洋，多個路段、區域積水達數米，造成數十人喪生。

　　但是，讓這個“彼時高樓林立、車水馬龍，此刻汪洋一片、積水成河”的現代化大都市汗顏的是，面對大暴雨，已經修建了600年的北京故宮，排水系統工作良好，並未出現大面積積水。與故宮同樣始建於明朝的北海“團城”也安然無恙。

　　據史料記載，故宮歷史上曾經歷了千余次特大暴雨，但從未有過因雨水過多而積水栓塞的情況，這次也不例外。故宮的排水系統究竟有何神奇之處，可以數百年面對暴雨都始終如此淡定。

　　築城先地下後地上

　　今天的紫禁城始建於明永樂四年（1406年），明永樂十八年（1420年）落成。和中國古代的眾多古城一樣，紫禁城的建築理念也充分利用了原有條件和地理特點，先設計一套涵蓋地上、地下的完整佈局和總體規劃，然後先地下後地上地逐步施工。

　　排水系統是紫禁城地下規劃最重要的組成部分，實踐證明，在紫禁城初建時，就已經對排水系統考慮得十分週密。因為紫禁城自建成後，除了明代中期又加建了一個外城城墻之外，全城的總體佈局直至1949年北京解放為止都沒有重大改變。

　　整個紫禁城的排水系統經過了精心測量、規劃設計和施工，用於排水的幹道、支道，明溝、暗溝，涵洞、溝眼，縱橫交錯，主次分明，共同形成了四通八達的排水網絡。總的走向是將東西方向流的水，匯流到南北走向的幹溝，然後全部排入內金水河。

　　內金水河是紫禁城的內河，也是紫禁城排水的最終匯集之地。因為是從西郊玉泉山引水，西在五行中屬金，“金生麗水”，故名金水河。內金水河全長2100多米，由紫禁城的西北流入，從東南流出。這條穿流整個紫禁城的內河蜿蜒曲折、若隱若現，除了可以美化環境和供欣賞魚藻之用，更大的作用則是防火和排水。因為故宮基本都是木制建築，消防防火也是非常重要的工程。

　　千龍吐水 落地即消

　　600年前，並沒有先進的機械設備和精密的科學儀器，所以排水設計使用的是最簡單的原理和方法，那就是利用地面的坡度差。

　　從整體來講，紫禁城呈北高南低的特徵：北門神武門地平標高為46.05米，而南門午門地平標高44.28米，南北縱向地平標高相差近2米。

　　紫禁城最主要的建築是前三殿（太和殿、中和殿和保和殿）和後三宮（乾清宮、交泰殿和坤寧宮），各殿各宮都有一條南北向的禦路，而東西六宮等院落則各有南北向的甬道。禦路和甬道位於各院內東西正中，並要建造成中間略高、兩邊偏低的形式，這種中間凸起所形成的弧度被稱為“熊背”。

　　這樣，禦路和甬道就將每個院落分為東西兩個排水區域，中間向兩邊排水，後院向前院排水，水流直接或通過溝槽流到前院東西兩側，然後自地面的地漏(俗稱“錢眼”)流入下水溝道，最後全部排入內金水河，內金水河再與故宮周圍的護城河相通。

　　以三大殿為例，臺基中心高8.13米，臺邊高7.12米，排水效果極為明顯。臺基周圍石欄杆的每塊欄板底邊都有小洞，每根望柱下面都有雕琢精美的石龍頭，名為“螭首”。“螭首”口內都有貫通的圓孔，可以輔助排水。大雨滂沱時，三層臺基上的1142個龍頭就是1142個排水孔，不僅“千龍吐水”的景觀頗為壯麗，同時也能將臺面雨水迅速排盡。後三宮和其他宮院的排水情況，都與此大同小異。

　　而排水難度最大的當屬禦花園，因為其間殿宇、樓閣、假山、花木、魚池眾多，這些都給排水設計增加了很大難度。但古代的建築大師們還是非常有智慧，他們先以禦路、甬道中心將禦花園分為東西兩個排水區，然後再劃分出若干小排水區，每個小排水區的最低點設置一個暗溝的入水口，俗稱“溝漏”。各個暗溝相互連通，再與園外幹溝貫通，巧妙地將雨水排出。這樣，即使在下雨天，禦花園也不會泥濘不堪、積水遍地。

　　除了這些我們能直接看得到的地面排水設施，故宮還有很多縱橫交錯的地下水道，幹溝高度甚至超過一人高。

　　數百年從無積水之弊

　　自建成以來，故宮的排水系統一直備受歷朝歷代的重視，在數百年間，不斷掏挖、疏通，幾乎每年春季都會疏浚，必要時還會進行大修。當然，排水系統的維護和整修是要耗費大量的人力、物力和財力的。

　　據記載，清代紫禁城內最後一次大規模河道溝渠疏浚維修工程，開始於光緒十一年（1885年）四月，直至光緒十三年七月才完成。這項工程耗費白銀超過22萬兩，不僅掏挖了內金水河2100米長的河道的淤泥，修砌了兩岸河墻，修整河幫、溝蓋，修繕了15座橋梁，還將紫禁城內總長度約8000米的所有大小溝渠全部挑挖了一遍。

　　正是因為有了這樣科學的設計建造和完善的後續維護，才使得整個紫禁城90多個院落、共計72萬平方米麵積可以經受得住數千次大雨的考驗，從未發生過“雨患”。據史料記載，明朝萬曆年間京城曾出現過連續20天的大雨，長安街都出現了多處積水，但故宮卻依然安然無恙。

　　由此看來，7月21日這場讓北京損失慘重的大暴雨，對於故宮來説還真是算不得什麼。只不過，一場暴雨之中，修建於600年前的排水系統竟然凸現出其高效，怎能不讓今人汗顏。

　　贛州：宋代排水系統仍在造福今人

　　湯代佳

　　世界城市的標誌不僅僅是要擁有多少高樓大廈，更需要擁有的是堅固的城市排水系統。

　　説到先進的城市排水系統，很多人會想到法國巴黎針對下水道排水能力建立了完善的實時監控體系，會想到日本早就制定的《下水道法》，會想到德國人100年前在中國青島修建的、至今仍運轉良好的現代排水系統。但實際上，中國人早就創造了成功的古例。

　　中國城市中，江西省贛州市的城市排水系統建設名列前茅。但説來慚愧，這應該歸功於900多年前的一位宋朝官員劉彝。

　　贛州是一座依水而建的城市，自唐代建城以來，洪澇連年不斷。北宋熙寧年間(公元1068年—1077年)，以治水聞名於世的官員劉彝任虔州（即贛州）郡守。

　　劉彝上任後，經過反復思考和實地踏勘，比較科學地提出了根據城市地勢西南高、東北低的地形特點建設“福壽溝”，以州前大街（今文清路）為排水分界線，東南部以“福溝”、西北部以“壽溝”命名。

　　福、壽兩溝總長12.6公里，福溝排城東南之水，壽溝排城西北之水。福、壽兩溝採用明溝和暗渠相結合，並與城區的池塘相串通的方式。這樣既可避免溝水外溢，又可利用廢水養魚和種植水生植物。福、壽兩溝的水均通過城墻下面的水窗，分別排入章江和貢江。

　　劉彝最大的貢獻是發明了“水窗”。水窗即是排水口的閥門，能在汛期防止江水倒灌。劉彝讓排水口附近的管道呈現多層斷面，將坡度增加到普通管道的4倍，這樣就形成了足夠的水壓可以衝開水窗。當貢江水位高於水窗水位時，借江水之力將閘門關閉；當江水低於水窗時，借水窗內溝水之力將閘門衝開。

　　福、壽兩溝工程費時將近十年時間才完工，直到今日，還有900多米下水道仍然在使用。至今，贛州市民還在享受著這位宋代父母官的余蔭。全長12.6公里的福壽溝仍承載著贛州近10萬舊城區居民的排污功能。有專家表示：贛州舊城，即使再增加三四倍雨水、污水流量，也不會發生內澇，“古人的前瞻性真令人讚嘆”。

　　劉彝的銅像坐落在贛州的宋城公園，當地百姓敬佩地説，劉彝“不是光練嘴或紙上談兵，而是實幹派官員”。

　　面對古代的同仁，不知道今天的城市管理者是否會汗顏？是我們的財力不如古人雄厚？還是我們的科技不如古人先進？如果都不是，那為什麼我們現代城市的排水系統卻不如古人先進？

　　日本東京的“地下神殿”

　　《中國經濟週刊》特約撰稿人 陳言 | 日本東京、山口、茨城採訪

　　《中國經濟週刊》記者 朱梓燁 | 整理

　　對日本人來説，除了地震和海嘯，最讓他們頭疼的無疑就是伴隨颱風光臨的大雨。“我們不能左右自然，自然災害會如期而至，我們能做到的就是盡可能地減少災害給市民生活帶來的損失。”日本山口縣萩市議會議長坪井豐這樣告訴《中國經濟週刊》。20年來，在海嘯、大雨“侵襲”下，這座三面環海的小城從未發生嚴重城市內澇。

　　數字化“地下神殿”

　　7月，筆者走訪了日本茨城縣日立成套設備技術公司，這裡是日本巨型水泵製造中心。筆者在現場看到，這裡所生産的水泵達到數層樓高。

　　日立成套設備技術公司廠長幸田曉向《中國經濟週刊》介紹了日本大城市中的排水設施：在可能産生積水的地方，政府會在高速公路等國有土地的地下建造巨型存水、排水設施。每逢暴雨侵襲，這些直徑10米左右的巨大排水通道，會將城市中大量積水迅速排到主要河流中。“我們生産的水泵也主要用在了這些地方。”

　　上世紀50年代末，日本下水道系統落後。暴雨襲來，道路變河道，地鐵站變蓄水池。而在東京，此類情況最為嚴重。1992—2007年，日本投資2400億日元（約合200億元人民幣），在東京北郊琦玉縣境內建設名為“首都圈外郭放水路”的巨型分洪工程。

　　該工程位於地下50米處，是一條全長6.3公里、直徑10.6米的巨型隧道。隧道連接著東京市內長達15700公里的城市下水道。隧道通過5個高65米、直徑32米的豎井，連通附近的江戶川、倉松川、中川、古利川等河流，作為分洪入口。在隧道末端，是一個高25.4米、長177米、寬78米的大型蓄水池。在這裡，4台燃氣輪機驅動的大型水泵，將水以200立方米/秒的速度排入江戶川，再排入大海。

　　工程建成當年，該流域遭水浸的房屋由最嚴重年份的41544家減至245家，浸水面積由27840公頃減至65公頃。

　　這項工程被譽為世界最先進的排水系統，它全程使用計算機遙控，並在中央控制室進行全程監控。該工程同時還是一個旅遊景點，可以免費參觀。

　　因為該工程空間之巨大，其留給遊客的印象顯得莊嚴、神聖，因此，日本人常常把它叫做“地下神殿”。

　　19世紀便實施了《下水道法》

　　1900年，日本正式頒布《下水道法》，首次允許廁所污水從下水道排放。1923年，東京三河島(即現在的三河島水再生中心)成立了日本最早的下水道污水處理廠。1958年，日本頒布了戰後新《下水道法》。

　　1964年便成立的下水道協會，主要工作就是擬定下水道建設及污水排放的標準。這些標準包括統一管道粗細，甚至規定排入河道的水也必須事先凈化到可飲用水平。為了進一步保證下水道的暢通，東京下水道局對生活垃圾做了明確規定：不溶于水的廁所垃圾和廚房烹飪産生的油污都不許直接排入下水道，以免腐蝕排水管道。

　　前期，日本下水道多將生活污水和雨水共同處理。1934年，日本第一個分流式下水道在岐阜市誕生。2003年，修改後的相關法令開始鼓勵“分流式”下水道建設。

　　如今，日本多數地區已經採用這種“分流式”下水道建設模式，雨水可直接被排入大海，而污水則被送入全國1000多家污水處理廠，利用微生物處理，經沉澱、反應、消毒等凈化工序後，得以再利用或排入大海。99%，這是大阪目前的污水處理率。

　　污水處理後的污泥還會得到再利用：污泥燃燒剩下的灰可做建築材料甚至工藝品原料，污泥消化工藝産生的氣體産生的可燃甲烷可以發電。

　　排水，也要蓄水

　　事實上，城市過分依賴人工排水系統，忽視地上河道，“只排不蓄”的思路並非上策。

　　1963年開始，日本興建滯洪和儲蓄雨水的蓄洪池。但隨著城市化的進展，這些從前用來排洪泄洪的地方，現在已經成為居民居住點。

　　1977年，日本推出“綜合治水對策特定河川計劃”，該計劃推出“雨水蓄流”技術，讓小區自行消化雨水。日本政府規定，每平方公里的新開發區要修500立方米的地下雨水調節池，在汛期來臨時起到緩衝作用，減輕外排壓力。

　　上世紀80年代，日本研發“雨水滲透”技術，使得密封的蓄水池變成可滲透式的。這樣的蓄水池可以一邊蓄水，一邊回補地下水。

　　日本各大城市都建設在海邊，市內有大量的直通大海的舊河道，如今已經基本上都成了城市的排水道。河道沿岸，日本開闢了一些有蓄洪設施的“游水池”，使得大量的水在向下游流動的過程中被有效消減。

　　城市地下水得到回補，有利於生態平衡，能有效“消化”粉塵，滋養舒適的空氣，減少噪音。

　　而在城市低窪處，政府建立排水站，排水站使用大型水泵，及時排水，保證公路等設施的安全。

　　市長親自發佈及時信息

　　一遇到特大災害，日本政府的第一件事就是成立“災害對策本部”。對策本部第一項工作就是發佈災害信息。

　　市長儘量在政府大樓裏指揮，媒體會在現場報道。因為如果市長去了一個看似重要、而實際上並不重要的地方，反而會誤導救災重點。

　　“萩市比較常見的災害是暴雨，如果我在市內，我會立即趕到市政府；但如果我在市外開會，從市裏傳來了有可能發生較大災害的信息後，我會通過電話，直接向市民傳達消息，提醒大家避險、救災。”萩市市長野村興兒告訴《中國經濟週刊》。

　　市長可以通過一部特殊的手機，直接在市廣播中插入特定的緊急通知，及時號召市民進入到抗災等行動中去。

　　在日本，只要是遇到地震、颱風、大雨，人們想到的第一件事便是打開電視，或者收聽廣播。如果發生地震，電視上會馬上出現字幕提示，接著，屏幕上會出現標出各個地方地震強度的地圖。遇到大雨時，塌方、房屋浸水情況也會及時提示。“如果在採訪中遇上整個汽車被淹沒的事，我們肯定會發頭條。”日本一家電視臺的記者告訴《中國經濟週刊》。

　　能及時發佈災害信息，是日本減災的最有效手段。再加上住房的減震措施、城市的排水市政做得非常到位，使得日本這個地震、颱風不斷的國家，將自然災害給經濟、民眾生命財産造成的損失減至相當低的程度。

　　災害前有各種預防措施，災害到達時有應對方法，災後對社會設施有及時改善，讓日本整個社會在遭遇自然災害的時候，都能夠冷靜應對。

　　國外6大城市的排蓄水高招

　　《中國經濟週刊》記者 朱梓燁

　　倫敦：七大工業奇跡之一

　　19世紀，流經英國倫敦的泰晤士河是最大的下水道，而通過水源傳染的霍亂等流行病困擾倫敦。1859年，測量工程師約瑟夫巴瑟傑設計的倫敦地下排水系統改造工程正式動工。下水道在倫敦地下縱橫交錯，基本上把地下挖成蜂窩狀。工程全長達到2000公里，將全部污水都排往大海，倫敦上空的臭味終於消失了。2003年，英國BBC拍攝介紹自工業革命以來世界各地的七大工業奇跡的紀錄片，倫敦下水道名列其中。

　　巴黎：有門牌號有博物館

　　19世紀霍亂暴發時期，設計師奧斯曼為法國巴黎設計地下排水系統，將臟水排出巴黎。如今，修建在巴黎城市50米以下的下水道已長達2347公里。總數達2.6萬個下水道蓋、6000多個地下蓄水池均統一編號，由1300多名專業人員負責維護。如果你不小心把戒指掉進了下水道，完全可以把東西找回來，而且這項服務是免費的。位於塞納河畔的巴黎下水道博物館，每年客流量超過10萬人。巴黎還專門制定《城市防洪法》，內容涉及城市內澇預防、規劃以及政府責任等與城市防洪相關的各個方面。

　　慕尼黑：把雨水存起來

　　在德國慕尼黑2434公里的排水管網中，佈置著13個地下儲存水庫。這些水庫就好像是13個緩衝用的閥門，充當暴雨進入地下管道的中轉站。當暴雨不期而至，地下的儲水庫用706000立方米的容量，暫時存貯暴雨的雨水，然後將雨水慢慢地釋放入地下排水管道。在地上，慕尼黑不斷擴大灘塗、河兩岸的濕地和綠地，以減少河水對兩岸的壓力。德國城市裏，受壓不大的道路，普遍採用透水性地磚，不僅解決了積水，還可補充地下水，減少揚塵。新建建築均要求設計雨水利用裝置，否則政府將徵收佔建築物造價2%的雨水排放費。

　　吉隆坡：“聰明隧道”三級變

　　馬來西亞的吉隆坡修造了一個叫做“聰明隧道”的暴雨管理和道路隧道系統，該系統呈現三層結構：底下有一層是永久性地排水；第二層平常用於通車，到了5年為週期的大洪水的時候，第二層通道就變成排水通道；到了特大的極端性暴雨的時候，車道全部封閉，把直徑12米的整個隧道全部變成排洪道，基本上解決了城市中心區的排澇問題。

　　芝加哥：就地滯洪蓄水

　　以芝加哥為代表，美國鼓勵興建地下隧道蓄水系統，以解決城市防洪和雨水利用問題。其他很多城市還建立了屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統。美國早已有強制性防城市內澇的法律，城市新開發區域必須實行強制的“就地滯洪蓄水”，並制定了詳盡的城市內澇防範、治理措施以及問責手段。這些條例規定新開發區的暴雨洪水洪峰流量不能超過開發前的水平。

　　鹿特丹：地上“水廣場”

　　荷蘭鹿特丹開創了其獨有的“水廣場”防澇及雨水利用系統。水廣場順地勢而建，由形狀、大小和高度各不相同的水池組成，水池間有渠相連。平時是市民娛樂體閒的廣場。暴雨來臨，就變成一個防澇系統。由於雨水流向地勢更低窪的水廣場，街道上就不會有積水。雨水不僅可在水池間循環流動，還能被抽取儲存為淡水資源。