故宫为何不积水(组图)

大殿前广场积水不过脚背。

雨水沿着建筑屋顶琉璃瓦落到地面,顺着明沟流到地下暗沟。

“千龙出水”——大殿台基上的积水由螭首流出,入明沟排走。
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编者按
7月19日凌晨至20日夜间,北京遭遇长达55个小时的降雨天气过程,是2016年入汛以来最强降雨,全市平均降雨212.6毫米,城区平均降雨274.0毫米,均超过了2012年“7·21”特大暴雨过程,为多年所罕见。雨后,媒体争相传播一组故宫雨景照片,展示了难得一见的“千龙出水”场景,特别是大暴雨时故宫博物院内地面未出现明显积水,更显示出故宫完善的排水系统的强大排水能力。
持续大雨,往往使各地的现代化城市排水网络遭受重创,“城中看海”的情形频频出现。可是,近600岁的故宫却为何能不内涝?故宫的排水系统何以有如此强大的功能?本刊请故宫博物院院长单霁翔为您解密。
近日,近600岁的紫禁城,因京城连日大雨成为关注焦点。人们都好奇,为何故宫不会出现大面积积水的。其实,这一方面要感谢古人建筑营造的智慧与匠心,另一方面也得益于今人保护遗产的执着与悉心。
古人的智慧与匠心
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。其地面顺应北京地区地理环境,整体走势呈北高南低、中间高两边低,而且有坡度,为自然排水创造了有利条件。紫禁城内的排水沟渠全部通向内金水河。内金水河又与紫禁城城墙外侧52米宽的护城河相连,之后同周边的外金水河、中南海等水系相通,这些水系同时兼有排水功能。相对整个北京城区排水体系来说,紫禁城排水系统是第一级的,这是昔日皇家地位的体现。
此外,紫禁城整个排水系统经过统筹规划,还设计营造了主次分明、明暗结合的庞大人工排水网络,沟通各个宫殿院落的排水系统有干沟、支沟,有明沟、暗沟,有涵洞、流水沟眼等众多排水设施。紫禁城排水系统分为三类,分别是建筑排水、地表径流、地下暗沟。雨水降落时,一部分雨水落到建筑上,沿着建筑屋顶琉璃瓦落到地面,之后雨水会顺着明沟流到地下暗沟沟口,还有一部分雨水直接形成地表径流,顺地面坡度流入院落和房基四周的石槽明沟;明沟若遇有台阶或建筑物,则从“沟眼”穿过,汇入暗沟。地下暗沟纵横交错、四通八达,雨水排入暗沟以后,再由支沟汇集到干沟,经干沟排入内金水河。历年固定时间淘挖养护,几百年来排水效果良好,无论雨量多大,并无积水之弊。
故宫前三殿的排水功能格外引人注目。太和殿、中和殿和保和殿均坐落在一个8米多高的工字型台基上,台基面积25000平方米,分为三层。在台基四周栏杆底部,有排水的孔洞,每根望柱下还有一个雕琢精美的石龙头,其口内为凿通的圆孔,也是主要的排水口。三层共有龙头1142个。雨水逐层下落,使得台面无积水。值得一提的是,台基底部的石龙头也称螭首或角兽,是用于须弥座转角处和望柱外缘之下的排水构建,多镌刻成龙首形,具有很好的装饰作用。雨水从螭首龙头孔中流出,小雨时如冰柱,大雨时如白练,暴雨时则会呈现“千龙出水”景象,蔚为壮观。三台雨水逐层向下流,院内地面留有泛水坡度,北高南低,绕四周散水都有石槽明沟,在台阶下有石券涵洞接通干沟,使流水顺利通过,最后排入内金水河。
今人的执着与悉心
故宫人为紫禁城的智慧营造而感到骄傲,更认识到保护文化遗产的责任重大。我们开展了一系列研究、保护工作,使紫禁城的排水功能永葆青春。
近年来,故宫博物院启动了故宫排水系统专项课题研究,除了众所周知的排水渠道外,还计划对故宫区域内不同类型的地面铺装的渗、滞和透水能力进行研究,最终评估其绿色排水设施的排水能力(海绵能力),这样有助于全面和科学地认识故宫整体排水能力,同时也可以对海绵城市的相关研究提供数据支持。
紫禁城古代排水设施是故宫世界文化遗产的重要组成部分,应该和故宫古建筑一样得到精心呵护。故宫内的明、暗雨水沟由石质和砖质两种材质砌筑而成。相对来说,石制雨水沟更加结实耐用,所以一些保存较好的盖板沟和暗沟都是采用全石制建造。同时,也有大量的砖砌雨水沟,甚至还有砖石混砌雨水沟。这些都是历朝历代改建维修的见证。因为古代青砖质地较好,现存很多砖砌雨水暗沟依旧可以正常使用。
故宫的排水系统十分庞大,仅保留至今的古代雨水沟的长度就超过15公里,其中暗沟的长度将近13公里。因此,故宫博物院将排水系统分成几个区域,按区域制定集中清理计划。2014年对东六宫区域排水系统进行修缮,包括对管道维护保养、更换残损构件等,确保这一区域排水管线的畅通。在此次大雨中,东六宫区域未发现积水现象。从今年6月开始,重点对御花园区域进行古代排水暗沟的疏通,恢复了御花园西侧雨水沟的排水能力。下一步将更换御花园东侧管线。按照2016年的既定计划,还将对西六宫等其他区域的雨水管沟进行专项排查和清理。
排水系统的正常运转要有合理的设计,更需要全身心投入的日常维护。比如有的雨水沟塞满淤泥或杂物,导致排水能力下降,就需要及时清除栏板下、螭首中、排水孔内的堵塞物。由于古代的栏板和螭首都已年代悠久,在清理过程中产生震动可能导致螭首的断裂,因此不能用坚硬的工具进行疏通,只能用竹签一点一点地清理,这项工作需要足够的耐心和细致,并持续开展。
为保证故宫排水设施的完好和通畅,多年来故宫博物院坚持排水设施的专项巡查。巡查的对象包括古建筑、河道、排水沟渠、地面等。每当大雨、暴雨来临时,故宫博物院会组织工作人员进行全院巡查,避免出现积水情况。
古代排水系统与现代排水系统相结合,主要在于内金水河水位的调节。每当雨季开始之前,故宫博物院都要做好充分的准备,一是制定防洪预案,专职人员到位,预备疏通工具到位,以便随时到岗排除堵点,随时保证开闸放水。二是与北京市水务局河湖管理处建立紧密的联系,保证通信畅通,在雨季随时监查内金水河水位,通过开闸放水的方式,适时调节内金水河水位,共同保证排水系统的正常运转。
在暴雨过程中,负责单位和人员坚持现场管理,掌握现场的实时情况。一是全员上岗,按片分工,通过安全防范中控室,现场监视各区域的排水情况。二是及时清理上游漂浮至雨水口的杂物,保证排水畅通。三是出现局部积水时,及时判断堵点并进行疏通。同时,加强广播宣传,及时告知观众服从故宫博物院管理人员指挥,做好自我保护,有序撤离。
总之,故宫排水系统沉淀着世代传承的“工匠精神”,在“天时地利人和”的综合作用下,才造就了今天强大的排水防灾功能。
(单霁翔,作者为故宫博物院院长)本文图片均为李韵摄于7月20日
作者:单霁翔 作者为故宫博物院院长
来源:
光明日报 搜狐网
原标题:故宫为何不积水?南北落差近两米
紫禁城整体走势呈北高南低、中间高两边低,且略有坡度。北门神武门地平标高46.05米,南门午门地平标高44.28米,竖向地平高差约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。城内排水沟渠全部通向内金水河之后又与护城河相连。
超强暴雨故宫缘何无明显积水:雨污分离强化排水

原标题:五大奥秘成就故宫最牛排水系统
故宫博物院院长详解超强暴雨后为何无明显积水
记者 王歧丰 李木易
7·20大雨过后,媒体争相传播一组故宫雨景照片,展示了难得的“千龙出水”场景。面对超强暴雨,近600岁的紫禁城几乎没有明显积水。昨晚,故宫博物院院长单霁翔向媒体披露紫禁城“最牛”排水系统的奥妙。地上径流“千龙出水”,地下暗沟纵横交错,故宫完善的排水系统和强大的排水能力,体现了前人建筑营造的智慧与匠心。
奥秘1 顺应地势略有坡度
据单霁翔介绍,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。
另外,紫禁城内的排水沟渠全部通向内金水河。内金水河又与紫禁城城墙外侧52米宽的护城河相连,之后同周边的外金水河、中南海等水系相通,消纳紫禁城的雨水。
奥秘2 明沟暗沟四通八达
单霁翔说,紫禁城内总的雨水走向,是东西方向的雨水汇流入南北干沟内,然后流入内金水河。整个排水系统经过统筹规划,设计营造了主次分明、明暗结合的庞大人工排水网络,疏通各个宫殿院落的排水系统有干沟、支沟,有明沟、暗沟,有涵洞、流水沟眼等众多排水设施。
单霁翔介绍,紫禁城排水系统分为三类,分别是建筑排水、地表径流、地下暗沟。雨水降落时,一部分雨水落到建筑上,沿着建筑屋顶琉璃瓦落到地面,之后雨水会顺着明沟流到地下暗沟沟口,还有一部分雨水直接形成地表径流,顺地面坡度流入院落和房基四周的石槽明沟,明沟若遇有台阶或建筑物,则从“沟眼”穿过,汇入暗沟。地下暗沟纵横交错、四通八达,雨水排入暗沟以后,再由支沟汇集到干沟,经干沟排入内金水河。历年固定时间淘挖养护,几百年来排水效果良好,无论雨量多大,并无积水之弊。
奥秘3“千龙出水”绝无积存
网上流传的“千龙出水”照片,让人感叹故宫雨景的壮美。单霁翔说,这一组照片便出自故宫前三殿。
太和殿、中和殿和保和殿前后排列,坐落在一个8米多高的工字型台基上,台基面积25000平方米,分为三层。在台基四周栏杆底部,有排水的孔洞,每根望柱下还有一个雕琢精美的石龙头,其口内为凿通的圆孔,就是主要的排水口。三层共有龙头1142个。这些龙头也称螭首或角兽,是用于须弥座转角处和望柱外缘之下的排水构建,多镌刻成龙首形,既能排水,又具有很好的装饰作用。
单霁翔说,暴雨来临时,雨水逐层下落,使得台面无积水。雨水从螭首龙头孔中流出,在大雨时如白练,小雨时如冰柱,而暴雨时,则会呈现“千龙出水”景象,蔚为壮观。三台雨水逐层向下流,院内地面留有泛水坡度,北高南低,绕四周散水都有石槽明沟,在台阶下有石券涵洞接通干沟,使流水顺利通过,最后排入内金水河。
奥秘4 全石沟渠结实耐用
单霁翔表示,紫禁城古代排水设施是故宫世界文化遗产的重要组成部分,应该和故宫古建筑一样得到精心呵护。为时18年的故宫古建筑整体保护修缮工程将古代排水系统保护纳入其中,正在稳步推进实施。
故宫的排水系统十分庞大,仅保留至今的古代雨水沟的长度就超过15公里,其中暗沟的长度将近13公里。故宫博物院将排水系统分成几个区域,按区域制定集中清理计划,逐区开展,在4至5年间完成一次全院的排水系统的集中清理工作。
另外,故宫排水系统仍然功能强大的一个重要原因,就是故宫内的明、暗雨水沟很多都是全石制造的,结实耐用。当然也有一些砖石混合或者砖制而成,在历次检修排查中,发现破损构件都及时进行了更换,确保大雨中排水通畅。
奥秘5 雨污分离提升功能
单霁翔透露,随着故宫社会功能的增加和强化,在保护和保留原有雨水系统的同时,需要继续建设完善污水排放系统,实现雨污分流排水系统建设。目前故宫博物院内部排水系统已经形成雨污分离的两套排水系统,污水系统是同市政管网相连的单独管线,排水系统仅用于排除雨水。
单霁翔同时表示,古代排水系统与现代排水系统相结合的同时,人员管理也要到位。在暴雨过程中,全员上岗。一是制定防洪预案,专职人员到位,预备疏通工具到位,以随时到岗排除堵点。二是与北京市水务局河湖管理处建立紧密的联系,保证通讯畅通,在雨季随时监察内金水河水位,通过开闸放水,适时调节内金水河水量水位。
单霁翔认为,故宫排水系统能够经受住暴雨考验,既是因为古代排水系统沉淀着世代传承的“工匠精神”,同时也是在“天时地利人和”的综合作用下,造就了今天强大的排水防灾功能。 来源:新浪网
600年故宫为啥不积水?一图秒懂!
武汉、北京等地最近相继变成汪洋一片,而一些古代排水系统的卓越表现再次引发了人们的关注,故宫地面几乎无积水的话题也引爆网络。
虽然用这么几个老地方的表现就完全贬低现代排水设计是不公平的(尤其是故宫那可是皇帝居住的地方),但不得不承认,老祖宗的智慧有时候真的是让我们叹服,在中国古代城市防洪的方略中,水系的规划、设计也一直是非常受重视的。
那么,故宫到底如何做到暴雨倾盆而独善其身的呢?网上已经有了不少解读,而新京报特意制作了一张图解,简单明了地揭示了这个问题。
简单地说, 在紫禁城的排水系统中,一座蓄水量巨大的护城河至关重要,而城内上百座院落的水如何排入护城河,则借助了纵横交错的明沟暗渠。
故宫暴雨中未积水 600年排水系统经受考验(图)

太和门前内金水河涵洞

排水沟槽及“钱眼”

东筒子排水滴子

三大殿台基排水龙头
■ 故宫(微博)排水系统经受600年考验
■ 专家称依据地形而建、明暗两套排水、纵横沟渠等特点加快排水
▲ 故宫排水系统简介:故宫三大殿三重台基上有1142个龙头排水孔,瞬间将台面上的雨水排尽,并形成千龙吐水的壮丽景观。这些被排出的水,通过北高南低的地势泻入内金水河流出。故宫的排水,正是综合了各种排水法,既有地下水道,又有地面明沟,这些或大或小、或明或暗、纵横一气的排水设施,能够使宫内90多个院落、72万平方米面积的雨水通畅排出。
早报讯据《法制晚报》报道,7月21日的北京大雨,故宫没有出现积水。这座600年的系统建筑为何能够在61年不遇的大暴雨中不现积水?它的排水系统中又有哪些特点?
据沈阳一位古城建筑专家介绍,紫禁城的排水有明暗两套系统。明排水是通过铺地做出泛水,通过各种排水口、吐水嘴排到周边河中,暗排是通过地下排水道将水排到河里,而这条河就是内外金水河。据其介绍,承德避暑山庄也是这样建设的排水系统。归纳起来,一句话,整个系统,通过明暗等手段,到达一个目的:汇总往外排。
排水系统经历600年
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”。
而后,水灾不绝。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。
上述史料显示,在明朝英宗时期,虽九门城垣塌决,但是紫禁城显然比元大都岿然淡定,没有出现“雨坏”局面。而万历年间的20天连续大雨,长安街出现积水,但故宫没有大面积积水情况发生。
永乐十八年(1420)落成的紫禁城的排水系统经受了考验,原因到底何在?
城外三道防线预防洪水
据专家介绍,从地势上看,北京北依燕山,东临渤海,西北高东南低,所以水向东南流。从紫禁城来看,北门神武门地平标高46.05米,南门午门地平标高44.28米,差约2米。其排水设施充分利用了这一地形特点而建。
专家称,这套排水系统的总特点,是将东西方向的雨水汇流入南北干沟内,然后流入内金水河。
疏通各个宫殿院落的排水系统有干线、支线,有明沟、暗沟、涵洞、流水沟眼等,经过精心测量、规划设计和施工,每年固定时间淘挖养护。值得一提的是,在城外安排了完整的排水系统,减轻了城内的负担。
紫禁城外至少有三道防线:一是明内城护城河及大明濠、太平湖;二是西苑太液池和后海;三是外金水河和紫禁城的筒子河(护城河)。这些河渠一方面可用于城市供水,另一方面汛情之下亦可用于排水,先在外围保证不至于大量雨水和山洪流入紫禁城。
排水主干道内金水河
内金水河是紫禁城的内河。在紫禁城西北角楼偏东的南河帮上,有一石砌券洞,便是内金水河流入宫内的进水口,设有控水闸,可以控制水位高低,遇汛则可以关闭。
按照专家的说法,内金水河所引为西郊玉泉山水,因西在五行中属金,“金生丽水”,故名金水河,“由神武门西地沟引护城河水流入宫内,沿西一带经武英殿前,至太和门前金水桥下,复流经文渊阁前至三座门,从銮驾库东南出紫禁城。”
内金水河全长2000多米,河帮、河底通用白石铺砌。河道曲折蜿蜒,或隐或现,传流整座紫禁城。不止用于美化环境、欣赏鱼藻,在兴建施工时,它是建筑用水的来源,而平时也是作为城内井水之外,消防用水的来源。
紫禁城内大小90多个院落,通过本院的排水沟道,利用北高南低的地势就近排入地下暗沟,最后都汇流于内金水河,再至东华门南隅的水闸流出,与外金水河汇合。
御路甬道加暗沟
汇总内金水河
紫禁城占地面积72公顷,庭院都是中高边低、北高南低,遇雨首先流入四周房基下的石水槽,亦即明沟。台阶或建筑物之类的障碍物则都开有券洞,亦即沟眼,方便地面水穿过障碍物。地面或明沟的水再通过入水口流入地下。入水口多为方石板镂雕成明清铜币(大钱)形,即外圆中方镂成5个空洞,可以进水,称作钱眼。
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。
前三殿、后三宫都有一条南北向的御路。东西六宫等院落也都有南北向的甬道。御路、甬道均为中间高两边低的形式,顺其地势,雨水能够直接从中间向两边排水。
如当太和殿的御路确定后,为使排水流畅,在铺砌地面前还要确定水流方向并找好坡度,将雨水汇集到东西两侧的排水明沟,又称荷叶沟内,引入院东南角的水沟门,经泊岸下的暗沟流入内金水河。
东西六宫诸院落基本为前后两进,院落之间有长街相间隔。甬道把院落分成两个排水区域,后院向前院排水,为使排水顺畅,预先需要确定前后院的水流落差坡度,俗称泛水。雨水自前院东西两侧水沟门经明沟,流入长街的暗沟内,再经支线汇入干线总汇于内金水河。
因为殿宇楼阁、假山亭台、鱼池花木的存在,御花园是故宫排水最复杂的地方。具体做法是先以御路将御花园分为东西两个排水渠,其间再细分若干小排水渠。以每个小区域的最低点作为暗沟的入水口。暗沟相互连通,再与园外干沟贯通,形成地下排水网络。
多条纵横沟渠内外排水
在故宫北城墙内、红宫墙外,即东西联房前,有一条东西向的大干沟,深约1.5米,宽约六七十厘米。上盖长方形石板,每隔20多块石板就有4块石板,两边凿出四个豁口,对在一起则是16个小洞,以便雨水漏入。沟西端与城隍庙内的金水河相通,雨水则泄入该处。东端则沿宫墙向南延伸,成为南北纵向干沟,雨水流入清史馆的金水河段。
除此之外,还有3条南北纵横直接进入内金水河的沟渠。一条在东六宫冬眠和宁寿宫的夹道里,北通神武门内的纬沟,往南绕过御茶膳房往东,再往南注入文华殿东面的内金水河。其中又经分叉,西穿奉先殿南群房。由西南墙角穿出。自箭亭东侧往南,由文华殿西墙外注入内金水河。
第四条南北沟渠自乾清门院内的西南角穿出,横过内右门穿入养心殿南库,然后由南库穿出隆宗门外,往南折,至武英殿东面的断虹桥处注入内金水河。
另外,东一、东二、西一、西二长街等小巷内都有短距离的南北向纵沟,分别接通乾清门内和乾清宫后向东、西泄水的纬沟和各宫廷院落的纬沟,利用中央高、四周低、北部高、南部低和某些小沟的中间高、两端低的自然跌落,迅速将雨水汇总,排入内河,流出宫外。
【资料来源】 原故宫博物院古建修缮处李宏伟《故宫为什么不积水》、中国国家图书馆王铭珍《紫禁城的防汛》、故宫博物院古建部蒋博光《紫禁城排水与北京城沟渠述略》、故宫博物院展览宣教部桑颖新《紫禁城的排水》、原故宫博物院副院长萧正文《紫禁城内雨水如何排出》。