我国古代排水、排污设施的变化及发展
2014-02-01陶克菲赵惠芬汪彬彬
陶克菲 赵惠芬 汪彬彬
(1.中国环境出版有限责任公司,北京 100062;2.环境保护部信息中心,北京 100029)
我国古代排水、排污设施的变化及发展
陶克菲1赵惠芬1汪彬彬2
(1.中国环境出版有限责任公司,北京 100062;2.环境保护部信息中心,北京 100029)
本文针对当前城镇主要环境问题之一——排水和污水处理问题,介绍了我国古代在城市排水和污水处理设施建设、管理和规划方面的丰富经验和杰出成就,回溯了从原始社会末期,早期城市雏形出现到城市排水、排污设施的发展、完善,使我们得到启迪,以便更好地解决城镇环境问题,做好排水、排污处理工作。
古代排水;污水处理;排污
前言
当前,我国城镇主要的环境问题除垃圾处理外主要是排水和污水处理问题,2014年1月1日,《城镇排水与污水处理条例》正式实施,标志着我国城镇排水、污水处理进入了一个新时代。我国古代在城市排水和污水处理设施建设、管理和规划方面积累了丰富的经验,取得了杰出的成就。从原始社会末期,早期城市雏形的出现至今已逾9000年,随着城市的逐步发展,城市的排水、排污设施也日趋发展完善。对此进行回顾,可以使我们得到启迪,以便更好地解决城镇环境问题,做好排水、排污处理工作。
1.早期的排水系统
已发现的早期排水系统可以上溯到9000年前。河南南水北调干渠新郑鄌遗址的考古发现,在裴李岗文化遗址内发现了9000年前的排水系统,是迄今为止发现的距今最早的排水系统。此遗址呈现在住房遗址外有相连的小沟,有两条排水沟依地势从西北向东南延伸,沟为斜直壁,下部内收,底近平。这条排水系统说明当时的人们已经懂得利用自然地势来建造排水设施,反映了较为先进的建筑理念。
考古工作者在河南淮阳平粮台发现了一座距今4000余年的龙山文化时期的古城堡。在这座古城堡的南城门的路面上埋有排水的陶质管道。这是史前城镇遗址中出现的最早的排水管道。这些管道烧造十分先进,管道口有榫口,可以套接,至今仍有5m多的管
道得以保存。
2.商周时的排水、排污设施
到了商代,城市的发展已经具有相当规模,在商代早期的防沟商城,面积已达190万m2。由于人口密集,城市扩大,城市的排水系统也呈发展趋势。
商代遗址发现有大量的排水暗沟。在偃师商城遗址中发掘出一处大型石木结构排水暗沟,宽度已达2米,高约1.5~1.8m。沟底用石板,呈鱼鳞状铺砌,与水流方向一致。沟的两壁用毛石垒砌,夹砌有木头柱子,支撑盖板。暗沟总长800余米,形成了一座大型都城的排水系统。
在商代的早、中、晚期遗址中均有排水管道出土,尤其是安阳小屯晚商遗址的陶元通的出现,说明商代城市排水系统已有分支,而且规模可观。
在陕西周原早周遗址中,可以看到早周的排水排污系统相比商代又有了较大的发展。在遗址中可以看到一个完整的排水、排污系统,除陶水管外,还有卵石砌的水道与之相连,可将住地的雨水、污水排出庭院。为了防止下水管道的堵塞,保持排水通畅,陶水管的一端还有算子,可以阻挡柴草,这可以看成目前发现最早的初级的水处理装置。
随着城市的发展,春秋战国时期人们更加重视城市排水排污问题。“士弥牟营成周,先计丈数,揣高卑,度高藻,仞沟洫,物土方,议远迩,量事期,计徒庸,虑材用,书餱粮,以令役于诸侯。”人们在修建城市之际,要计算包括了排水、排污系统工程在内的工程土石方量、人工、材料和后勤供应等,并加以统筹、安排。在统一规划的基础上许多城市的排水、排污系统十分完善,充分体现了先规划后建设的建筑理念。
齐国国都临淄始建于公元前9世纪50年代。至齐国灭亡,作为都城的存在630余年,是当时最大的商业中心。“挥手如林,挥汗如雨”正是其写照。临淄的人口已达7万户,面积约15km2,每日产生的污水、废水已有相当数量,每逢雨季雨水数量就相当可观。完善的布局和合理的排水、排污系统对于这样一座城市显得十分重要。就考古发现临淄城存在3个排水、排污系统,较好地利用了自然地势,可以迅速地将积水、污水排出城外,保证了城市居民的卫生安全。
3.秦汉至唐、五代的排水、排污设施
随着城市人口的增加,人们生活中产生的污水也日渐增多。唐代诗人杜牧在《阿房宫赋》中曾形容,“渭河涨腻,弃脂水也。”秦宫中妇女梳洗后的污水留到渭河里,渭水便被污染并上涨,可见秦咸阳产生的污水量已经很大了。考古发现秦咸阳宫有11处排水管道,各处水管均有一定的坡度,可以让污水迅速排泄。但是一旦下水管道被污物堵塞,下水道内的污物就会发酵产生气体,严重的会使管道破裂。为了解决这一问题,人们在烧制下水管道时,在管道上开了一个圆洞,并把竹筒凿空,接在圆孔上,将污秽之气排出地面。这在城市排水设施上是一大进步。
汉长安约在今西安城西北的渭河南岸,约建于公元前202—前190年。汉长安城的排水系统已相当完善。全城排水干渠总长约35km,并有昆明、镐、太液等湖池,具有调节洪水的作用。城中道路两旁都有排水的沟洫,每个城门下均有砖券和石砌的下水道。所有这些排水管道、沟道,城壕、明渠以及城内湖池组成了系统的城市排水设施。
唐代长安是当时最大的城市,人口已逾百万。长安城自宇文恺兴建之初,就进行了系统的设计和规划。城市的布局严整,井然有序,排水、排污系统也极其完善。长安城14条南北走向、11条东西走向的大街,每条大街的两侧均有明沟,用于排水。除明沟之外坊间巷道下有砖砌的暗沟,它们与明沟相通,构成了唐长安城的排水、排污体系。
4.宋、元、明、清的排水、排污设施
北宋都城东京(今开封)“沟渠极深广”,“坊巷御街,自宣德楼一直南去,约阔二百余步……有砖石瓷砌御沟水两道”。这一系统使得北宋东京(开封)城市排水通畅。
宋代另一排水系统的典范城市当推赣州。2010年6月21日,江西赣州遭遇强降雨,与之不远的广州、南宁、南昌等城市在暴雨侵袭下均沦为泽国,而赣州却安然无恙,与它们形成鲜明的对比。之所以赣州有此福音,则有赖于宋代造的排水设施——福寿沟。
赣州(北宋时称虔州),三面环水,经常遭遇水患。贡江发洪水时,江水常倒灌到城内,造成灾害。北宋熙宁年间(1068—1077年),刘彝任虔州知州(相当于赣州市长),他根据街道布局和地形特点,主持修建了两条排水干道系统,一举解决了千年水患。因这两条沟的走向形似篆体的“福”、“寿”二字,故人称“福寿沟”。福寿沟利用城市地形的高低差,将全城的水
塘串联起来,暴雨时调节流量,减少下水道溢流,并将自然降水和生活废水排入章江和贡江。为了解决江水倒灌之虞,刘彝在下水道出口设计了闸门——“十二水宿”。“十二水宿”设计十分巧妙,它可以根据江水的消涨而启闭。其做法是在下水道出水口处装一扇木门,门轴装在上游方向,江水低于下水道水位时,借下水道的水力冲开闸门,使雨水和污水顺利排入江中;江水高于下水道闸门时,借江水水力关闭闸门,阻止江水倒灌。福寿沟至今仍然承载赣州旧城区近10万人的排污功能。
北京为辽、金、元、明、清的都城,其建设极具规模。金中都仿宋开封,排水设施在街道两侧。元大都的设计更加完善,建城之初就设计规划好下水管道的流向,随地形坡度,铺设了下水道,以利于排水。在元大都的基础上,明、清城内的排水系统得到进一步完善,多为暗沟,形成了密布于地下的暗沟网络。
在北京北海南门西侧有一座袖珍城堡——团城。在元代时它只是一个小小的岛屿,是皇家园林的一处景点。明代重修时筑了城墙,在这城墙内珍藏着北京古代排水系统的典范。
团城是一个孤立、封闭的单元,城内地面高出北海水面,上面的植物不太可能从地下水中得到补给。但是团城上栽有数十株松柏,其中有800余年前的金代古油柏,堪称北京的“古油柏之最”。团城的植物生长条件从表面上看,并不十分理想,但800多年来,这些古松柏却生长得郁郁葱葱,长势良好。最根本的原因是在于团城存在一个完美的雨水渗排系统,起到了给排水和涵养水源的作用。
首先,团城地面上有一层地砖,这些地砖呈倒梯形,且砖与砖之间没有抹灰浆,两块梯形砖之间的衔接处在砖的下方形成了一个三角形的空隙,十分有利于雨水下渗。
其次,团城地势北面较南面高一些,北面的地砖和南面的地砖也有差异,南面的地砖稍薄,遍布气孔,吸水性较北面的更强,这样南面也就不会造成地面积水了。
最后,团城还有9个入水井口,每个古井下都有一个拱形涵洞,涵洞几乎可以藏住一个成年人,涵洞高1米多,宽约六七十厘米,洞壁由青砖砌成,附有一层原生的黑土,洞底也由青砖砌成,且地下涵洞互相连通。每有大雨,雨水顺口流入涵洞储存起来,形成一条地下河渠。
由于这一系列的设计,使得团城的植物在雨水多时,不会积水烂根,在天旱时植物不会干枯。
5.排水、排污系统的管理与维护
历代对于城市排水、排污系统都十分重视进行管理与维护,使其充分发挥排水、排污作用,维系城市功能。《管子》中记载:“请为置水官,令习水者为吏:大夫、大夫佐各一人,率部校长、官佐各财足。乃取水左右各一人,使为都匠水工。令之行水道、城郭、堤川、沟池、官府、寺舍及州中,当缮治者,给卒财足。”
汉代设有司,“掌水三事。凡营城起邑、浚沟洫、修坟防之事……”
唐设工部,内有“工部郎中、员外郎各一人,掌城池土木之工役程式”。又有“水部郎中、员外郎各一人,掌津济、船舻、渠梁、堤堰、沟洫、渔捕、运漕、碾嵦之事”。据《旧唐书·职官制》,唐代设有水部都水监,“掌天下川泽津梁,虞衡之采捕, 渠堰陂池之坏决, 水田斗门灌溉之政令”。
宋代开封的排水、排污设施开始由开封界河沟司掌管,熙宁九年五月十七日宋神宗下诏,因开浚河道工程已完,撤除了界沟河司,而隶属于都水堤举管辖。
金朝设有街道司,“掌洒扫街道,修活沟渠”。街道司的官员为正九品,归都水监管辖。
明朝对排水、排污系统设有专门的官吏进行管理,具体事务由五城兵马司负责,同时和锦衣卫等部门共同巡视。如有怠慢,则巡街御吏参奏处理,知情不报,连同巡街御吏一同处置。成化十五年(1479年),虞衡司增添员外郎一名,专一巡视京城街道沟渠。凡街道坍塌,沟渠壅塞,由工部都水司派人进行疏通及修理。
另外,明代北京各水关,都有专人守护,并配备通水道器具,下雨后,马上进行疏通。每年二、三月令兵丁民夫对城中大小沟渠、河道进行疏浚。
清初时由工部街道厅管理城内沟渠,康熙晚期由步军统领负责管理京城内外沟渠。雍正四年(1726年)外城沟渠交五城街道厅管理。上述部门除管理之外,还须按时掏浚下水道。
为了保持下水道的通畅,需要经常进行掏浚,明朝为“仲春开沟”,清代“清理沟洫,岁时相度疏浚,涤泥碟潦,以利车马”。基本上年年修,数年大修一次。据《燕京杂记》载,“京师二月掏沟,道路不通车马,臭气四达,人多佩大黄、苍术以避之”。为了保证质量,
清代掏完沟之后,要进行检验,即令一人从沟中钻过,以示沟通。
通过对古代城市排水、排污系统发展的简要回顾,我们不仅了解了这一历史,更多的是给了我们有益的提示。在古代城市排水、排污设施建设和管理维护中形成积累的以人为本、科学规划、适宜人居、注重管理等建筑理念,不仅充分体现出我国古代的建筑文明,对于当今也有看重要的借鉴意义。
[1] 孙振世,陆芳.我国城市污水处理厂运行状况及加强监管对策.中国环境管理,2003(5) .
[2] 余蔚茗,李树平, 田建强.中国古代排水系统初探中国水利.2007-02-28.
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[5] 许宏.中国社会科学院考古研究所∶中国古代城市排水系统,中国文物报,2012-08-03.
新环保法三大突破 政府建污染公共监测预警机制
全国人大常委会近日审议通过了修订后的《环境保护法》。环境保护部副部长潘岳评价称,这一新环保法是现阶段最有力度的环保法。
新环保法的“最有力度”体现在哪些方面?潘岳特别强调了新环保法的三大突破。第一个突破是推动建立基于环境承载能力的绿色发展模式。新环保法要求建立资源环境承载能力监测预警机制,实行环保目标责任制和考核评价制度,制定经济政策应充分考虑对环境的影响,对未完成环境质量目标的地区实行环评限批,分阶段、有步骤地改善环境质量等。这些规定将成为推行绿色国民经济核算,建立基于环境承载能力的发展模式,促进中国经济绿色转型的重要依据。
第二个突破则是推动多元共治的现代环境治理体系。新环保法改变了以往主要依靠政府和部门单打独斗的传统方式,体现了多元共治、社会参与的现代环境治理理念。其中,各级政府对环境质量负责,企业承担主体责任,公民进行违法举报,社会组织依法参与,新闻媒体进行舆论监督。
根据法规规定,国家建立跨区联合防治协调机制,划定生态保护红线,健全生态保护补偿制度,国家机关优先绿色采购;国家建立环境与公众健康制度;国家实行总量控制和排污许可管理制度,政府建立环境污染公共监测预警机制,鼓励投保环境污染责任保险。同时,法规也明确公民享有环境知情权、参与权和监督权,并要求各级政府、环保部门公开环境信息,及时发布环境违法企业名单,企业环境违法信息记入社会诚信档案,排污单位必须公开自身环境信息,鼓励和保护公民举报环境违法。
第三个突破是新环保法加重了行政监管部门的责任。新环保法一方面授予对各级政府、环保部门许多新的监管权力,环境监察机构可以进行现场检查,授权环保部门对造成环境严重污染的设施设备可以查封扣押,对超标超总量的排污单位可以责令限产、停产整治。针对违法成本低的问题,设计了罚款的按日连续计罚规则;针对未批先建又拒不改正、通过暗管排污逃避监管等违法企业责任人,引入治安拘留处罚;构成犯罪的,依法追究刑事责任。另一方面,它也规定了对环保部门自身的严厉行政问责措施。
Change and development of drainage and sewerage facilities in ancient China
Tao Kefei1Zhao Huifen1Wang Binbin2
(Guangqumennei Street, Dongcheng District, beijing,Environmental Building,100012)
According to one of the current major environmental problems, urban drainage and sewage disposal,this paper introduced the rich experience and outstanding achievements in construction, administration and planning of urban drainage and sewage disposal facilities in ancient china, backtracking how the facilities gradually became consummated from embryonic form towards the end of the primitive society. Results of this research may help in better understanding the current environmental problems, and then improve our urban drainage and sewage disposal works.
environmental problems;drainage and sewage disposal;ancient China
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A
1674-6252(2014)02-0032-04
陶克菲,中级编辑,文学硕士研究生,主要从事环境图书类的编辑工作.赵惠芬,中级编辑,工学管理学双学士 ,主要从事环境图书类的编辑工作. 汪彬彬(通讯作者),工程师,在职研,主要从事环境信息管理工作.