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震惊,看力保赣州无涝的宋朝千年地下管网Pk青岛百年德国造

时间:2016-07-08 10:49

来源:中国水网

作者:易贯香

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编者按:宜兴、南京、武汉暴雨成灾,应急抢险救援行动牵动着国人的神经。 近期的暴雨及城市内涝,让雨果那句“下水道是‘城市的良心’”获得了人们的共鸣。在慨叹英、法、德“良心下水道”给力之余,咱们也来看看力保我国江西赣州无涝的一处宋代地下水利工程——福寿沟,它堪比众所周知的山东青岛“德国造”排水系统。

宋代福寿沟 力保江西赣州无涝的地下水利工程

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近年来,我国许多城市因暴雨发生内涝,而同遭暴雨袭击的赣州,却“没有一辆汽车泡水”。历经近千年,全长12.6公里的福寿沟依然护佑着一方的安宁。这处值得称道的地下水利工程叫福寿沟。

福寿沟始建于宋代。当年亲自设计并带领群众修建福寿沟的知州刘彝受到群众的拥戴,他的铜像如今坐落在赣州城北的宋城公园。

刘彝于北宋熙宁年间出任赣州知军,他根据城市规模、街道布局、地形特点,建成了福沟和寿沟,“寿沟受城北之水,东南之水则由福沟而出”,“纵横纡曲,条贯井然”,分别将水收集排放到贡江和章江。因为两沟走向形似古篆体“福寿”二字,故而得名。

福寿沟的设计确有许多独到之处。外部看:它与赣州老城内的三池(凤凰池、金鱼池、嘶马池)以及清水塘、荷包塘、花园塘等数十口池塘连通,俨然一个活的水系。遇暴雨,它可调节雨水流量,减轻下水道溢流;江水回灌时,这些池塘又成为天然的蓄水池。从内部结构看,在出水处“造水窗十二,视水消长而后闭之,水患倾息”。据水利专家解释,水窗是一项颇具科技含量的设计,原理很简单:当水位低于水窗时,即借下水道水力将水窗冲开排水;当水位高于水窗时,则借江水冲力将水窗自外紧闭,以防倒灌。据称,福寿沟建成近千年,赣州老城区未出现大内涝。

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福寿沟内壁图(资料图片)

福寿沟历史上也曾荒废过。清同治八年,采取民办公助的办法进行修复,共有6个出水口。1953年,赣州修下水道,修复了厚德路的原福寿沟,长767.6米。旧城区现有9个排水口,其中福寿沟水窗6个仍在使用。至今,总长约12.6千米的福寿沟仍是旧城区的主要排水干道。依靠福寿沟,赣州旧城区几乎每年都“雨而不涝”,这在全国众多古城中是罕见的。

福寿沟的可贵不仅在于实用,更在于其体现了古人的高妙思维。

首先,巧借外力,因势利导。福寿沟的一大特点,就是利用天然地形的高低之差,采用自然流向的办法,使城市的雨、污水排入江中和濠塘内,免去了今人使用抽水机的麻烦。第二大特点是它的12个水窗(即排水口)。水窗的闸门借水力自动启闭,十分巧妙。原闸门均为木闸门,门轴装在上游方向。当江水低于下水道水位时,借下水道水力冲开闸门;江水高于下水道水位时,借江中水力关闭闸门,以防江水倒灌。

其次,着眼全局,效益最大化。福寿沟与城内三大池塘、几十口小塘连为一体,有调蓄、养鱼、溉圃和污水处理利用的综合效益,形成了一条生态环保循环链。

再者,福寿沟能发挥作用,离不开一个基础:赣州城保留了古城墙和古城水系。

民间传说认为,赣州是座龟形“浮城”,不管江水怎样涨,赣州城都能跟着浮起来。现存的赣州古城,的确是由唐末五代时风水学家杨筠松选址建造的“上水龟城”,城形如龟,可以减小洪水对城墙的冲击力。

此外,建城时摒弃了当时流行的土城,改用砖石修砌城墙,并冶铁固基。道光时期府志记载:“州守孔宗翰因贡水直趋东北隅,城屡冲决,甃石当其啮,冶铁锢基,上峙八境台。”可知其法为:用石甃砌基址,再用熔化的铁水浇在石缝间,使之凝固后,成为坚固的整体。

赣州古城的整体规划,处处贯穿着古人防患未然、规避洪涝的巧妙心思。离开这样的整体布局,福寿沟的作用再大,恐怕也难以维系今天的局面。

筑造符合力学原理的“浮城”、用铁水浇筑砖石城墙,这在古城防洪史上是个创举。赣州人还有防患于未然的意识,历代以来不断加高加固城墙,戒备洪水。明朝初年,城墙只有二丈四尺高,到明末增至三丈三尺。

除了赣州,我国尚有寿州、文安、潮州、荆州、台州等十多座古城至今仍起防洪作用,其建筑思路对今人很有启发。

百年“德国造” 让青岛最早实现下水道“雨污分流”

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顺着青岛栈桥海岸线往东,可以找到一个呈拱形设计的暗渠,高度约2.5米,宽度约3米,—个成人可以轻松地走入其间。

每年汛期雨水频袭时,很多人会想到青岛,青岛拥有令其他城市羡慕的排水系统。100多年前,德国人在青岛建造的下水道采用“雨污分流”,在100多年后的今天,它依旧发挥着余热。

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德国曾经“租借”青岛99年,初来乍到的德国人经历了在青岛的第一个雨季。由于饮用了污染的水源,大量德国官兵生病死亡。德国殖民者提出,按百年标准对地下管网进行设计和施工。

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1903年,德国人开始铺设污水管道并修建排水泵站。图为污水下水管道广州路泵站

山东青岛市档案馆的工作人员曾在德国考察,发现了一批记录青岛城市建设的原始档案,其中一部名为《胶澳发展备忘录》(1910年改为《胶澳年鉴》),由当年胶澳总督府组织编写,自1898年10月起,每年一记,直到1914年,不间断记录了17年,完整记录了当时德国殖民者建设地下管网的意图、理念及施工进度。

那是在1898年的7月至8月,青岛雨季,雨量非常之大,原本相对平整的土地被湍急的水流冲得沟壑纵横,当地的建筑也遭到很大破坏。这使德国规划者意识到,如果将来不想与经常发生的水患作斗争,在城建时就必须特别注意雨水排泄问题。雨季,大量污水混合着雨水渗入水井,污染了饮用水源,导致肠炎和伤寒在水土不服的德国人中流行,大量德国官兵病死。出于公共卫生安全的考虑,德国人开始集中力量进行下水道的规划。按照1898年3月签订的《胶澳租借条约》,德国“租借”青岛99年。因此,德国殖民者在规划之初,就按照适用100年的高标准来进行设计和施工,如此长远的考虑,可称之为百年“大工程”。

从1898年10月起,德国殖民者在青岛征购土地,设立欧人居住区,在主要街道下铺设了3200米下水管道,均为雨水管道。1901年开始规划污水管道,1906年污水下水道基本建成,到1909年,欧人区的房屋几乎全部接通了污水下水道。

为了完善城市的排水系统,德国人在铺设排水管道的同时,还充分利用青岛三面环海、东高西低的丘陵地形,依自然坡度在前海一带建设明沟暗渠。主要设有龙口路、安徽路、中山路、贵州路等12条大的暗渠。1900年,在天津路、北京路、济南路等道路两侧修筑雨水明沟;1905年,为避免雨水冲刷道路,在大鲍岛东部部分街道上修筑了2600米明沟,沟底及两侧均用沟石予以加固,以便更好地导流雨水。通过地上明沟与地下暗渠建设相结合,城市排水系统逐步建立完善。

青岛的排污系统分为分流式和混合式两种。分流式下水道是指雨水和污水分别排入不同管道:粪便和生活污水从一个管道流出,经过处理后流入近海;雨水则从另一个管道流出,由于雨水管内杂质少,可直接抽水放流,欧人居住区和前海一带基本铺设的是这种分流式管道。当时德国人在青岛施行华洋分居而治,华人区和欧人区之间由一道分水岭自然隔开,因此,华人区的地表水不会流经欧人区,导致污染和疾病。建设之初,雨水下水道的尺寸是根据青岛雨季最大降水量而确定的,高达两米,在大雨滂沱时,具有鲜明的优越性——1911年9月,台风北上华北,带来大量降雨,上海、天津“街道成河、广场成海”,而青岛则安然无恙。

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污水处理要比雨水处理复杂得多,污水处理设施也是下水道系统设计的精华所在。在污水下水管道的规划中,总督府提出要在已建有密集房屋的欧人区、大鲍岛华人区和德国兵营,装设能冲刷粪便的下水道系统。污水处理采用当时最先进的技术,实行分区排泄。全市依地势分为四个集水区域,各区水道中的污水进入四个集水总道,顺着地势,往偏僻海域流去。为了确保青岛前海海水、海滩不受污染,德国人对排污口位置精心选择,最终在团岛最西端,紧靠胶州湾入口的海峡处选定了排污口,该地不仅水深,而且强烈的潮汐海流能迅速把沉淀物冲走。德国人又设立污水泵站,用电力发动机驱动污水加速流动,避免淤积。

青岛是中国最早实现下水道“雨污分流”的城市。同为租界的上海直到1923至1927年间才实现了雨污分流。1918年以前,香港也同样没有污水下水道,仍使用干式马桶系统,这时的青岛欧人商业区已经开始安装冲水厕所了。

德国人建设青岛下水管道考虑周全,严格按照标准设计建造。主干排水管道均用陶土烧制,长约1米,从上游到下游逐步加粗。两管接口处有螺旋,便于衔接,周围则是用沥青混合麻丝及沙土缠涂,比较坚固持久,能防止渗漏。管道截面呈上宽下窄的鹅蛋形,下面较窄部分被贴上光滑的瓷片,这种结构,除了能加快水流,保证排水通畅、减少淤积外,还起到防腐蚀作用。

青岛早期铺设的下水管道在不同区域有着不同标准,大体是依据人口密度及排污量大小确定埋设管道口径,如商业区、工业区、住宅区人口密度不同,排水量差别很大,铺设的污水、雨水管道的口径也大相径庭。普通道路的地下一般铺设200毫米、150毫米口径下水管道。在体育场这类特殊区域,排水管道口径则有所不同,体育场周围人口密度低,生活污水排放量小,污水排泄能力不需太大,因此通常铺设200毫米、150毫米、100毫米等口径的排污管道。但此处对雨水的排放能力则要求更高一些,铺设的雨水管道口径分为400毫米、300毫米等几种,这样才不会因下雨导致附近路面积水而影响比赛。

据统计,德租青岛17年,下水道建设总共投入600多万马克,铺设污水管道31808米,雨水管道36855.55米,混合式管道9282.6米,占老城区下水管道的45%左右,奠定了近代青岛城市排污系统的基础。

德国人修建的排水管道只占今天青岛市南区的一小部分,大量的排水系统主要还是新中国成立后修建的,延续的依然是雨污分流理念,能做到对95%以上的污水进行全收集和全处理,保证了青岛城市环境的可持续发展。

(本文根据人民网、“丹江口科普”等信息综合整理)


编辑:李丹

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