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紫禁城充满智慧的排水系统

时间:2020-08-22 来源:人民网 责任编辑:

  图为坐落在三台之上的三大殿。

  图为三台的蚣蝮在雨季排水的图片。

  每年雨季,故宫博物院三大殿前都会上演“千龙吐水”的景象。北京市一般每年6月份开始进入汛期, 而位于北京市中心的紫禁城,建成至今600年很少遭受水患。这与紫禁城设计科学的排水系统有关。

  紫禁城的地势北高南低,其中北部的神武门地面比南部的午门地面高约两米,整体形成约2‰的排水坡度。紫禁城以中轴线建筑为核心的宫殿建筑群又使得其整体地势呈中间高、两边低的特点,且西南部的地势又略高于东南部。这样雨水会由北向南排、由中间向两边排,最后由东南出口排出。

  紫禁城古建筑的屋顶均为坡屋顶做法,这使得雨水降落到屋顶后,沿着坡度往下流向地面。而屋顶坡度又具有上部陡、下部缓的特点,使得雨水在屋顶上部迅速下排,而在屋檐位置则朝远方排出。这种坡度设计,一方面使得屋顶不易积水,另一方面可避免屋檐部位的雨水回流反渗。为了使屋顶雨水有序往下排,瓦面被做成一道道小沟状,称为“瓦垄”。瓦垄由底瓦和盖瓦组成。其中,底瓦用板瓦铺墁,上瓦压下瓦,上下瓦之间用灰泥抹严实,其主要用途为形成雨水下排的“水沟”;盖瓦用筒瓦铺墁,上瓦与下瓦首尾相接,接缝处用灰泥抹严实,每块盖瓦的两端分别扣在相邻两块底瓦之上,其主要用途为形成“水沟”的侧壁。位于屋檐处的底瓦做成三角尖状,称为“滴子”,其主要作用是让瓦垄的雨水汇集成一条直线下落。而与之相邻的盖瓦则做成圆筒状,称为“猫头”,其主要作用是充分扣压在滴子端部,防止雨水渗入屋檐内。

  紫禁城古建筑一般坐落在高高的台基之上。台基凸立于地面之上,有利于建筑本身的稳定及建筑防潮。紫禁城前朝三大殿(太和殿、中和殿、保和殿)的台基做法为我国古建筑台基工艺的最高等级,即采用三层须弥座叠加而成,俗称“三台”,总高度达8.13米。由于台基的核心材料为土,为避免雨水渗入台基内部造成土体松散,台基排水极其重要。

  三大殿三台的每层台基的地面都有着3%—5%的坡度,且中间高、四周低,使得台基地面的雨水能够迅速汇集到端部。每层台基的端部都有栏板,每两块栏板之间都有望柱(即短柱),望柱底部则伸出类似于龙头的石质构件。这个石质的“龙头”称为排水兽,其外形特征属于明代龙生九子之“蚣蝮”。排水兽内部有较大的空间,有利于栏板底部的雨水迅速汇入进水口,犹如产生“吸水”功能,避免了雨水在栏板位置的积存。这种凸出在台基侧壁以外的排水兽做法,可以使得雨水向前、向远方排出,形成良好的排水效果,且避免了雨水回流。三大殿的三台一共有1142个蚣蝮造型,在雨季尤其是暴雨时期,几乎每个蚣蝮都能够发挥排水作用,可产生“千龙吐水”的奇观。

  紫禁城的广场地面排水巧妙地利用地势坡度进行,以太和殿广场排水为例来说明。太和殿广场中轴线方向有2.2米宽的御路,由汉白玉铺墁而成,且比广场其他位置地势要高,使得降落到广场上的雨水迅速排向东西两侧的明沟中。紫禁城的整体地势北高南低,使得太和殿广场东西侧明沟中的雨水向南流动,汇入广场南侧的暗沟中。该位置的暗沟呈西高东低走向,因而暗沟中的雨水又汇入广场东南角更深的涵洞中,涵洞的另一侧则是文华殿区域的内金水河。这样一来,太和殿广场的地表雨水很快流入地下暗沟,并汇入到内金水河中。

  紫禁城有着纵横交错的地下排水系统,其分布特征为:在北部有一条东西向的暗沟,这条暗沟向南伸出若干分支,接纳各宫殿雨水,并将雨水汇入紫禁城南部的内金水河。其中,北部的暗沟位于神武门内以南约50米处,长度几乎贯穿紫禁城的东西向,上部铺设石板,且每隔一定距离的石板上有泄水的小孔。该处暗沟分别沿着建福宫、乾隆花园、东侧十三排等区域设置南向分支暗沟。对于建福宫区域的暗沟而言,其中的雨水向南经西六宫、内廷后三宫西侧、养心殿,再流入武英殿以东的内金水河。对于乾隆花园区域分支的暗沟而言,其中的雨水向南经过东六宫、宁寿宫区域、御茶膳房,再流入文华殿东侧的内金水河。对于东侧十三排区域的暗沟而言,其中的雨水向南经北十三排、南十三排,再流入清史馆区域的内金水河。

  故宫博物院对紫禁城排水系统的维护和保养非常重视,古建管理部门每年在汛期前会对屋顶的瓦件进行检查修补,对古雨水沟进行疏通、养护,更换失效的排水管道,及时修砌水沟、水渠、内金水河的侧帮,清除淤泥和杂草,保证了其有效的运行。

  紫禁城排水的智慧方法,包含了我国古代工匠无穷的智慧,其中很多措施对现代建筑的防汛仍能提供有益的参考。

  (作者为故宫博物院研究员)


 
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