水是生命之源。人類的生存和發展,須臾離不開水,對水的開發、利用和管理,始終與人類社會相伴隨。在遠古時代,先民們對水主要是取之、用之和避之。但大約一萬年前,隨著定居生活的出現和原始村落的產生,排水成為管水和用水的一個重要方面。尤其是城市產生之後,城市排水更是成為抗擊雨害、治理水患的一種重要手段。於是,排水設施和排水系統的設計和建造成為防治城市水患的關鍵一環。我國史前至秦漢時期的城市排水設施和排水系統,歷史文獻少有記載,但相關的考古發現和研究可初步揭示出其發展演變軌跡。
史前時期:初步形成排水設施
在我國,城市的起源可以上溯到距今5000年前後的史前時代末期。城市有別於一般鄉村聚落的突出特徵之一,是人口的相對集中。就其物質形態而言,初期城市的一個突出特點是四周環繞有城牆、城牆外有城壕,形成所謂的“城”,這也成為我國古代城市建造的一個基本傳統。在這樣一個城牆環繞、人口相對集中的封閉空間內,排水設施和排水系統便成為防治城市水患的基本手段。
我國史前時代末期的城址廣泛發現於北起內蒙古高原河套地區、南至長江中游的兩湖平原、東起山東半島、西至長江上游的四川盆地的廣闊範圍內,迄今已發現50餘座,其年代大多是距今5000—4000年間的仰韶時代晚期和龍山時代(任式楠《中國史前城址考察》,《考古》1998年第1期)。
各地史前城址的物質形態往往因當地自然環境和文化傳統的不同而有所差異,但在選址和佈局結構上,既便於取水和用水又利於防治水患的理念是基本一致的。就黃河中下游地區來說,史前城址一般是坐落在河旁臺地或平原地帶的地勢高亢之處。如鄭州西山城址、登封王城崗城址、山東章丘城子崖城址以及魯西地區建在地勢較高的“堌堆”上的城址等,其選址無疑既考慮到用水的方便,又注重防治水患。
正因為如此,有不少史前城址因後來河流的擺動或河水的泛濫,區域性被沖毀。城址的平面形態大多呈方形或長方形,四周建有夯土城牆,城牆外有城壕。城壕大多是人工挖掘而成,寬度往往因城址不同而異,以5—7米最為常見,有的城壕還部分地利用了自然河流。一般認為,城牆和城壕的功能主要是防禦,但從城市水利的視角觀察,接納城市排水並將其排出,應當是城壕的另一個主要功能,屬於城市排水系統的有機組成部分。
史前城址內的排水設施各地多有發現,有地面排水溝渠、陶排水管道、地下排水涵洞等多種型別。地面排水溝渠最為常見,如湖南澧縣城頭山城址,發現了屈家嶺文化時期的道路兩旁用於排水的溝渠。山東鄒平丁公城址發掘清理出陶排水管道的同時,還在外城北牆中部的北門附近發掘清理出一處龍山文化時期的排水設施,從城牆底部穿牆而過,直通到城外的城壕內。該排水設施斷面近方形,兩側豎立經過粗加工的木柱作為支撐,頂部覆蓋密集的原木,底部用土和碎陶片鋪墊並加以夯打(欒豐實《丁公龍山、嶽石文化古城》,《山東古城古國考略》,文物出版社2016年版)。這是迄今所見我國最早的木結構排水涵洞。
河南淮陽平糧臺城址發現了多種排水設施和初步完備的排水系統,其年代距今約4300年。平糧臺城址平面呈方形,南城牆和北城牆上各發現一座城門;城內發現大量建築在夯土臺基上的土坯牆排房,高臺排房的外緣和道路兩側分佈有縱向和橫向的排水溝;長排房址西部發現一組陶排水管道,與其西側的南北向路溝連通;南城門的門道下面埋設三條呈倒“品”字形擺放的陶排水管道,從地下穿過城牆和城門,北與路溝和地下陶排水管道相接,向南通往城壕;陶水管斷面呈圓形,每節長35—45釐米,直徑23—32釐米不等,一端粗一端細,節節套扣(河南省文物研究所等《河南淮陽平糧臺龍山文化城址試掘簡報》,《文物》1983年第3期)。這是迄今所知我國年代最早的城市排水系統。
要之,我國史前時代末期的城初步形成了透過地面排水溝渠、地下排水管道和城牆下排水涵洞等排水設施,將雨水以及日常生產和生活廢水排入城牆外城壕的城市排水系統,為歷史時期城市排水設施和排水系統的進一步發展奠定了堅實基礎。
夏商周時期:選址與排水並重
夏商西周時期的城市排水設施和排水系統,在史前時期的基礎上獲得進一步發展,史前時期已經出現的地面排水溝渠、地下排水管道以及穿城牆而過的排水涵洞,在各地的城邑遺址中都有所發現。河南偃師二里頭夏都遺址2號宮殿建築基址的西牆外發掘清理出用於宮殿區排水的露明溝渠。偃師商城遺址宮殿區發現的排水設施,既有大量“相互貫通,構成網狀排水系統”的小型簡易露明溝渠或石砌溝渠,又有埋設於夯土基址中的地下石砌排水暗渠,還有宮殿院落之間的大型石砌露明溝渠,以及穿宮牆或城牆而過的石砌或木石結構排水涵洞 (中國社會科學院考古研究所《中國考古學·夏商卷》,中國社會科學出版社2003年版)。
在鄭州商城、安陽洹北商城、安陽殷墟、西安豐鎬周都遺址和寶雞周原遺址等都發現有陶排水管道,可知其是當時普遍使用的一種排水設施。其中,安陽殷墟發現的圓形陶水管形制多樣,一種是一端粗一端細的插口式排水管,另一種是兩端管口平齊的平口對接式陶水管,還有一種是T形的三通陶水管接頭(中國科學院考古研究所安陽發掘隊《殷墟出土的陶水管和石磬》,《考古》1976年第1期)。這種陶水管接頭也是迄今所見我國最古老的三通接頭。
春秋戰國時期,伴隨著築城活動高潮的出現,城市排水設施更趨於多樣化,露明溝渠、陶排水管道、排水涵洞等多種型別的排水設施在列國都城遺址中都有所發現,城市排水系統進一步完備。洛陽東周王城遺址宮殿建築基址發現的戰國中晚期的陶排水管道,既有單管道,也有雙管並列的雙管道;陶水管既有長短、粗細不等的直管道,還有曲尺形兩通管道。在新鄭鄭韓故城西北部韓國宮城遺址的宮牆下,曾發掘清理出穿牆而過的戰國後期的五角形陶水管道,這也是目前所知最早的五角形陶水管道(蔡全法《鄭韓故城的發現與研究》,《華夏都城之源》,河南人民出版社2012年版)。
河北邯鄲趙都故城遺址發現多處圓形陶水管道和排水路溝的同時,在趙王城東城和西城以及大北城的城牆內側,還發現有鋪設於城牆坡面、用於城牆排水的簸箕形陶水槽,而這樣的排水槽系趙都邯鄲城所僅見(段宏振《趙都邯鄲城研究》,文物出版社2009年版)。在陝西秦都咸陽城,排水設施遍佈城內各地且結構多樣。陶水管道最為常見,陶水管既有圓形直管,也有曲尺形彎管,還有少量五角形直管。由陶水管套接而成的排水管道均深埋於地下,有單管、雙管並列和四管並列等多種。此外,還發現有用板瓦或筒瓦扣合而成的地下管道、用板瓦鋪裝溝底的露明溝渠或排水溝,以及雨水井、排水池等排水設施(陝西省考古研究所《秦都咸陽考古報告》,科學出版社2004年版)。
就戰國時期的城市排水系統而言,以山東臨淄齊國故城的發現最為完備。戰國時期的齊都臨淄城,由近方形的大城和嵌接於其西南部的小城構成,面積達15平方千米,東臨淄河,西依系水,城南和城北有城壕,地勢總體上東南高、西北低,由自然河流、城壕與城內的陶水管道、小型溝渠、排水乾渠和排水涵洞等,構成一套完整的排水系統(山東省文物考古研究所《臨淄齊故城》,文物出版社2013年版)。
其中,陶水管有圓形直管、三角形直管等型別,另有用筒瓦扣合而成的排水管道。小型溝渠多為挖建而成,有的用石塊鋪底,多分佈於各建築區之間。小城西北部發現一條全長約700米、寬20米、深約3米的排水乾渠,其末端分別與西牆北段和北牆西段的排水涵洞相接,通向城北的城壕和城西的水系,構成小城的排水系統。大城東部發現3條排水乾渠,其末端分別與東城牆和北城牆的排水涵洞相接,構成大城東部的排水系統。大城西部探明一條南北向、北段分叉的排水乾渠,全長2800米、寬30米、深3米以上,其末端分別與北牆西段和西牆北段的排水涵洞相接,構成大城西部的排水系統。其中,位於西牆北段的3號排水涵洞,是一處用石塊壘砌的大型排水設施,由進水道、過水道和出水道3個部分組成,總長42米,寬7—10.5米,深約3米。過水道內用石塊構築出相互交錯的15個方形水孔,水可以從孔內石塊間隙流出,但人卻不能從水孔中穿過,結構之巧妙令人歎為觀止(臨淄齊國故城遺址博物館《臨淄齊國故城的排水系統》,《考古》1988年第9期)。概括而言,大型建築周圍以及庭院內的積水,透過地下排水管道和小型溝渠匯入排水乾渠,排水乾渠透過城牆下的排水涵洞,將積水匯入城外的城壕或河流,可謂當時城市排水系統設計和建造水平的代表。
綜上所述,春秋戰國時期的城市建設,既注重城市選址“非於大山之下必於廣川之上,高毋近旱而水用足,下毋近水而溝防省”(《管子·乘馬》),同時也注重城市排水,“內為落渠之寫,因大川而注焉”(《管子·度地》),為後來的城市建設積累了經驗,提供了借鑑。
■淮陽平糧臺城址南城門附近的地下陶排水管道(自南向北攝) 作者/供圖
秦漢時期:排水系統日臻完善
秦漢時期,城市排水設施和排水系統進一步發展和完善。目前,全國各地考古發現的600餘座秦漢時期的城址中,大都發現有各種排水設施,其型別和結構大多是戰國時期的延續(徐龍國《秦漢城邑考古學研究》,中國社會科學出版社2013年版)。其中,排水設施型別最多、排水系統最為完善的莫過於西漢都城漢長安城。
西安漢長安城發現的排水設施主要有室內集水排水設施、庭院排水設施、雨水井、排水管道、路溝、排水溝渠和城壕等,並由此構成一套完整的排水系統。室內集水排水設施,主要發現於具有特殊功能的建築內,如凌室和浴室建築等,有小型排水溝和磚砌水池等,末端與穿過建築牆體的地下陶水管道連線。庭院內的集水排水設施,主要由雨水井和地下陶排水管道構成,雨水井或為砌有陶井圈的圓形深井,或為磚砌的方形水池。陶排水管主要是圓形和五角形的兩種直管道,還有斷面為圓形的曲尺形管道,根據排水量的大小,分別以單排、雙排、三排、四排和五排水管構築成排水管道。路溝挖建在道路兩側,用以排洩道路及其附近的雨水,其中安門大街兩側的路溝,寬2米以上,深1米有餘。路溝既與各建築區之間的排水溝渠相連,末端又與城門下面的排水涵洞相連,將城內的積水排至城外的護城壕。
排水溝渠大量發現於宮殿建築區的建築物之間,其中,小型排水溝渠多用磚砌築,有的為明溝,有的為磚砌暗渠;庭院之間的排水溝渠規模稍大,大多為露明溝渠,但穿過院牆時多采用地下陶水管道的方式。建築區與街道、城牆之間的排水溝渠規模較大,既有明溝也有暗渠,是城內的大型排水乾渠,如桂宮3號建築遺址7號房址下面的磚砌暗渠,內徑高、寬均1米左右。城門之下,往往建造有磚砌排水涵洞,內外分別與城內和城外的排水溝渠連線,將城內積水排出城外,並最終排入護城壕中。如西城牆中部的直城門南門道下面的涵洞為磚石鋪底、子母磚券頂的磚砌券頂結構,內徑寬1.4米、高1.33米,最大排水斷面達1.8平方米。
上述各種排水設施相互連線、相互配套,構成一整套排水系統:庭院中的雨水經收集後透過地下排水管道排出;建築物周圍或建築區之間的雨水,透過露明溝渠和地下排水管道排入路溝或大型排水乾渠;路溝和排水乾渠的水,透過城牆或城門附近的地下排水涵洞排出城外,最後透過城外排水溝渠排入城壕。很顯然,漢長安城的城市排水設施和排水系統已相當發達、相當完備。
由此可知,我國先民早在五千多年前的城市誕生之初,就開始了設計和建造城市排水設施和排水系統的探索和實踐;城市排水設施和排水系統最初是從簡單的排水溝渠和地下陶排水管道開始的,此後不斷髮展和完善,春秋戰國時期已經比較成熟和完備;到了兩千多年前的西漢時期,以首都漢長安城為代表,城市排水設施和排水系統趨於完善,達到了相當高的設計和建造水平。我國史前至秦漢時期城市排水設施和排水系統的演進軌跡、規劃設計及其成就,為其後歷代乃至當今城市排水設施和排水系統的規劃和建造,提供了有益的借鑑和歷史的啟示。
(作者單位:山東大學歷史文化學院、中國社會科學院考古研究所)
來源:中國社會科學網-中國社會科學報 作者:白雲翔