略述隋唐长安城的排水与排污系统
2021-02-13张芷宁
◎张芷宁
(陕西师范大学西北历史环境与经济社会发展研究院,西安710119)
隋唐长安城位于今陕西西安市区,起源于隋朝的大兴城,唐朝建国后改为长安城。作为首都,伴随着唐朝综合国力的逐渐强盛,长安城的人口、商业贸易与文化交流逐渐发展和繁荣,成为当时世界上最繁华的大城市之一。当时的诗文中经常出现“百万家”“千万家”的记载,即使有为了行文效果而夸大的成分,也足以体现长安城庞大的人口规模。当代学界估算的隋唐长安城的人口数量从50—60 万到170—180 万不等。[1]我们可以推测,隋唐长安城在其发展的极盛时期拥有接近100 万的常住人口是可能的。除了这些定居在长安城内的居民,每天还有相当数量的流动人口及牲畜在城内停留。人口数量的庞大令公共卫生问题显得尤为重要,为了维持如长安城这样的大城市每日的正常运转,一个完善的公共卫生体系必不可少。对隋唐长安城的公共卫生建设研究也能够对中国古代的公共卫生体系研究起到一定的参考作用。
笔者将从排水系统和排污系统入手,管窥隋唐长安城的公共卫生建设情况。在工业时代之前的社会,生活污水及随污水排入供排水系统的垃圾是城市需要处理的生活垃圾之中比较大的组成部分。近年来,对于隋唐长安城的供排水与排污系统,有许多专家学者进行了深入的研究。不过,对于隋唐长安城的生活污水是否对当地的土壤与地下水造成污染以及隋唐长安城的排水系统是否起到了应有作用的问题,目前还是具有一定争议的。
一、隋唐长安城的公共卫生环境
城市的排水、排污压力主要来源于其产生的生活污水与垃圾,城市产生生活污水与垃圾的规模受到公共卫生环境的重要影响。隋唐长安城的公共卫生环境和相关问题,关系着其排水、排污系统的使用效果。
关于隋唐时期长安城的公共卫生问题,应该分区域进行探讨。一方面,在宫城和皇城,公共卫生环境应当是良好的,因为那里是皇室成员和官员聚集的区域,也是对外国来访者展示国家面貌的地点。可以推测,宫城、皇城是具备一个干净、整洁且宽敞的居住与工作环境的。另一方面,长安外郭城的市容市貌需要更加深入的研究,特别是普通的居民区、寺庙、两市等。在这些区域,卫生环境可能不及宫城与皇城。当时的外郭城以里坊划分居住区,并且实行坊市制度和宵禁制度。因此,隋唐长安城的环境卫生状况也应当从里坊外部的街道以及里坊内部分别进行论述。
《唐两京城坊考》中记载外郭城“东西一十八里一百一十五步,南北一十五里一百七十五步,周六十七里”[2]。今实测外郭城东西广(由春明门至金光门的直径)9721 米(包括东西二城墙厚度在内,以下同),南北长(由明德门至宫城北面之玄武门偏东处)8651.7 米。由明德门(外侧)至皇城的朱雀门(南侧)为5316 米。[2]长安城的街道,所有历史文献记载均一致:南北向街道11 条,宽100 步;东西向的街道14 条,宽度分别为60 步、100 步和47 步三种。[2]长安城的街道基本都是东西或南北走向,把城市切割成棋盘状。这为市容的维护带来了很大的便利。
为了保持街道的整齐与通畅,隋唐时期政府在制度上作出了许多规定。根据《唐会要》记载,开元十九年六月“京洛两都。是唯帝宅。街衢坊市。固须修筑。城内不得穿掘为窑。烧造砖瓦。其有公私修造。不得于街巷穿坑取土”[3]。大历二年五月“诸坊市街曲,有侵街打墙,接檐造舍等,先处分一切不许,并令毁拆,宜委李勉常加勾当,如有犯者,科违敕罪,兼须重罚”,太和五年七月“所拆侵街舍,宜令三个月限移拆,如不碍敕文者,仍委本街使看便宜处分”[3]。在街巷坊墙的维修方面,唐朝政府也作出了相应的规定。《唐会要》载,贞元四年二月“京城内庄宅使界诸街坊墙,有破坏,宜令取两税钱和雇工匠修筑,不得科敛民户”[3]。虽然当时不许私自毁拆或侵占街巷的规定更多是“禁街整肃,以绝奸民”的需要,但是也有维持街道整齐划一的成分在其中,并且在一定程度上避免了私建民居占据道路可能导致的卫生问题。京城街道的维护工作由政府负责,费用从税收调拨,维修人员也是政府雇佣的工匠。说明当时在官方层面上已经对街道环境的保持有所重视。对于街道上的垃圾问题,唐朝政府在法律上做出了相应的规定和处罚措施。《唐律疏议》记载:“其穿垣出秽污者,杖六十;出水者,勿论。主司不禁,与同罪”[4]“以出秽污之物于街巷,杖六十。直出水者,无罪”[4]。从里坊内往街巷倾倒垃圾的人,将会受到杖六十的处罚。如果相关部门没有禁止这一行为,也要与被处罚的人同罪。但是,只是往街上倒水是无罪的。仅仅从法律规定的角度来看,隋唐时期政府对长安城的卫生维持是比较重视的,在法律层面上针对侵占道路、倾倒垃圾等行为进行了相应的规定,对维护长安城街道的卫生环境起到了一定的积极作用。
长安城各坊的布局,根据一些考古发现和相关记载,与外郭城街道大体上是比较相似的。大、小十字街的布局,早在隋建“大兴城”时,即已设计规划好的,唐初仍保存其原来形制。至盛唐时期,豪门贵族大兴兼并,竞筑大宅、府第,将小的街道并入院内而作废。[5]除了十字街和十字巷,我们还知道坊里内部有许多小路通到各家各户,称为坊曲。[6]在当时的一些笔记小说中可以找到对坊曲的描述如下:
《资治通鉴纲目》:“集览:坊曲,街坊巷曲也。巷一曰里,曲者里之一曲,如韦曲、杜曲也。 ”[7]
《太平广记》卷一百《张无是》:“一则同曲富叟王翁……天晓,闻南邻哭声,无是问之,则王翁死矣。 ”[8]
《太平广记》卷三百六《卢佩》:“忽见一白衣妇人……乘一骏马,从一女童,自曲之西疾驰东过。 ”[8]
《入唐求法巡礼行记》卷四载:“永昌坊入北门西回第一曲。 ”[9]
《长安志》卷八《胜业坊》“街北之东银青光禄大夫薛绘宅” 注:“绘兄弟子侄数十人同居一曲。姻党清华,冠冕茂盛,坊人谓之薛曲。 ”[10]
这些文献记载表明,隋唐长安城的里坊内部可能分布着许多弯曲狭窄的小街道。“曲”既有南北走向(《张无是》中记载的坊曲边居民有“南邻”),也有东西走向(《卢佩》中的白衣妇人沿着坊曲自西向东疾驰而过),并且不止一条(《入唐求法巡礼行记》中记载了“第一曲”)。并且这些坊曲周边居民众多(《长安志》中记载有数十人居住在一曲的情况)。另外,根据唐代的笔记小说对坊内环境的描写,我们也能看到当时的坊内也并非完全的生活区,寺观、官府和各种小商贩分布其间,餐饮、服务、酿酒、手工业、服装等一应俱全。随着豪门贵族的宅邸不断扩大,一些街道也被并入宅院,甚至变成富家宅邸的花园。可以推测,当时的长安城坊内环境要比早期一些学者所述更为复杂。
唐长安城各坊和东西市商业贸易以及当地大量的寺观民房中居民的生活起居,会为城市带来大量的生活垃圾,以至于当时已经有了依靠处理生活垃圾盈利的人。《太平广记》载“河东人裴明礼,善于理业,收人间所弃物,积而鬻之,以此家产巨万”[8];《朝野佥事》载“长安富民罗会以剔粪为业,里中谓之‘鸡肆’,言若归之因剔粪而有所得也。会世副其业,家财巨万”[11]。这种现象的出现,很可能同唐朝时农业对肥料的需求有关。隋唐长安城居民的代步工具主要是驴、马以及牛车等,另外,东西两市的商业贸易使大量拉货的牲畜停留在城内。长安城的生活垃圾中不仅仅有人产生的排泄物,也有大量的牲畜粪便。在当时,这些粪便被作为堆肥的材料。《四时纂要》中记载了各种粪肥及其使用方法,其中牛粪、蚕沙是很普遍的肥料,另外驴、马、羊、鸡、人的排泄物也是常用的粪肥。《朝野佥事》中的罗会可能就是看中了这一商机,并以此致富。可以看出,当时是有人从事城内生活垃圾的清理工作的。
但是,从另一方面来看,在隋唐长安城里似乎并没有设立专门清理街道垃圾的机构,直到宋朝街道司的出现,城市环卫管理才有了一个明确的部门。而宋朝设立街道司的目的也并非完全为了维护城市的环境卫生,更大程度上是为了加强对城市治安的控制。它的设立可能是由于坊市制度被破坏后,原来为配合里坊管理而设立的街使、武侯已经不能满足城市日常管理的需要。上文中提到的裴明礼、罗会等居民仅仅是民间从事废品回收以牟利的两个典型人物,而街道与居民区的清洁尚未形成制度,政府也没有专门对这一事项进行管理。所以,隋唐长安城内的环境卫生处理规模还是有所局限的。《酉阳杂俎》记载:“长安秋多蝇,成式蠹书,常日读百家五卷,颇为所扰,触睫隐字,驱不能已。”[12]隋唐长安城的环卫状况,由此可见一斑。
二、隋唐长安城的排水系统
排水系统是城市的公共卫生体系所仰赖的诸多设施之一。城市的排水系统建设不仅关系着城市遭遇水灾后产生的内涝问题,而且还关系到城市市容的整洁,居民的生活质量以及疾病的防控。首先,排水系统需要解决城市的雨水积水排出问题。其次,处理众多居民每天产生的垃圾是在当代社会依然困扰着城市建设者的问题,这些垃圾有很大一部分便是居民产生的生活污水。
西安现存的隋唐长安城遗迹表明,这一时期的城市排水系统主要由河流、沟渠、池沼、渗井、渗坑等分支共同构成。具体规划中,河流担负城市供水与排水双重职能;沟渠于城市引水与排泄城内积水方面发挥积极作用;池沼、渗井、渗坑则以其自身蓄水功能成为上述排供水方式的重要补充。[13]
隋唐长安城内一共有5 条主要引水渠:龙首渠、永安渠、清明渠、黄渠和漕渠。其中龙首渠、永安渠、清明渠是城内主要的供水渠道。唐长安城的五渠分布照顾到了城市的各个地区,并且渠道的修建充分利用了当地的地形,均为由南向北分布。这些主要引水渠道除了有给水作用外,也承担着一定的分洪作用。《唐两京城坊考》及《长安志》中都记载永安渠的最终流向是渭河,而龙首渠和清明渠是宫城中太液池等诸多池沼的水源,在对太液池的考古发掘过程中,发现了主排水沟1 条及汇入此沟的小排水沟9 条。此沟的方向是由北向南,深 0.76—1.18 米,宽 1.2—1.5 米;小排水沟基本同它垂直,宽度在30 厘米左右,最长宽60 厘米。说明当时的池岸有统一规划的排水系统。[14]可以推测,在供水渠道将水注入这些池沼后,它们承担了类似于同江河相连的湖沼的功能,在突然的大量降水到来后缓解渠道的排水压力。
长安城的道路排水主要依靠分布在街道两侧的沟渠。1992 年对西安市唐长安城坊里道路遗迹的考古发掘中,发现了当时市区道路路边的排水沟遗迹。这条道路是隋唐长安城平康坊与宣阳坊之间的东西向街道,道路宽度为29—33 米左右。排水沟分布在道路两侧,北侧的排水沟底部至少深于道路最低点1 米以上。推测上口原宽度在2.5 米以上。排水沟紧靠一生土梁,顶部高于唐代路土约0.7 米,推测是平康坊的坊墙基础。同时,道路南侧留有大致与北侧排水沟对称的沉积物,推测是道路南侧的排水沟。[15]在更早时期对朱雀街的考古发掘中得知,朱雀街的路面是中部略高,两侧略低,断面略呈弧形。保存较好处两侧都有水沟,宽约3 米。可以推测当时的道路形制是道路中间高,两侧略低,道路两侧挖排水明沟收集雨水。1992 年发现的这条道路在两坊之间,它的形制与朱雀街大致相同,可见这种排水设计在当时的长安城是很普遍的。后唐马稿在《中华古今注》中提到,当时在沟上种植杨树,时人谓之“杨沟”。另一种说法是因为羊用角顶墙,人们挖了沟来隔开它,就称之为“羊沟”。称为“御沟”是因为引来的终南山水从宫内过。[16]从这段记载来看,这些排水沟至少有排水和绿化的作用。
隋唐长安城内各个里坊的排水也要依靠沟渠起作用。具体的过程是收集流经里坊的雨水,经排水明渠和暗渠排出居民生活区。从太液池的排水沟系统来看,当时的里坊区生活污水和雨水应当是从小排水沟排入街道两侧的大排水沟,通过大沟排入城壕,最后由城壕或排水渠排入周围的河流。除了排水沟外,建筑附近也常设散水、渗水井和排水管道。1955 年,在西安北郊发现一处唐水道遗迹,从一处水闸门开始,能看到保存较完好的西壁砖墙宽约30 厘米,最高处约90 厘米,长约 470 厘米;洞长 235 厘米、宽 60 厘米、高约70 厘米,两壁各树立石板3 块,上面覆盖5 块厚10 余厘米的石板,值得注意的是,石洞内两端缩进约10 厘米处各安装有铁水闸一道。根据地势推测,水道中的水自北向南流动,在水道附近发现水渠痕迹。这条水渠较窄,可能为西内苑一道排水渠。[17]隋唐长安城的众多排水沟渠最终可能就是同类似的水道相连,污水会经由这些管道通过涵洞排到城外。2004 年初,在隋唐皇城含光门西侧发现一过水涵洞遗迹,涵洞为砖构券洞结构,泥浆勾缝。全长应当与长安皇城城墙底部宽度相同,即10.8 米左右。底部铺有2-3 层的平砖。左右砖砌直壁,两壁间距约0.6 米。壁各厚0.95 米,总宽度约2.5 米。自洞底起算直壁高1.5米。顶部起券,计有5 层券砖,拱跨亦0.6 米。拱心至拱外侧半径1.25 米。南北两侧洞口处皆设有铁石结构的水栅。[18]这处涵洞建于公元582 年左右,是隋唐长安城最早的建筑之一,可见隋唐长安城在设计之初就已经注意到供排水的重要性。隋唐长安城的众多排水沟渠会在多处穿越城墙,可以推测在隋唐长安城的城墙还应当修筑有多处这样的过水涵洞。
虽然具有排水管道和渗井所构成的沟渠网络,但是隋唐长安城的排水系统依旧处于比较初级的阶段。长安五渠主要是为供水设计的,它的排水作用具有一定的局限性。永安渠的最终流向是渭河,但是其他渠道并没有直接将水排出城外的记载。根据史料,当时的长安城排水形势比较严峻。《旧唐书》中有一些长安城大雨的记载:天宝十年,“霖雨积旬,墙屋多坏,西京尤甚”[19];天宝十三年秋,“霖雨积六十余日,京城垣屋颓坏殆尽”[19];元和八年,“庚寅,京师大风雨,毁屋飘瓦,人多压死。所在川渎暴涨,行人不通”[19];元和十二年“京师大雨,街市水深三尺,坏庐舍二千家,含元殿一柱陷”[19]。长安城的大雨也造成了多次洪涝灾害。例如,开元五年“暴雨……京城兴道坊一夜陷为池,一坊五百余家俱失”[19];贞元二年“京师通街水深数尺……溺死者甚众”[19]。固然,频繁的暴雨是导致这种情况产生的主要原因,但是长安城的排水系统也有其自身的不足。吴庆洲《唐长安在城市防洪中的失误》一文中指出隋唐长安城的排水系统具有三方面的缺陷:
一是排水系统的规划设计不够完备。隋唐长安城没有专门的排水干渠,且仅有一圈护城壕池。对比其他古代城市,长安城的排洪干渠行洪断面太小,北宋东京城是唐长安城的13.3 倍,明清北京城是唐长安城的6.4 倍,明清紫禁城是唐长安城的11 倍。[20]
二是未针对地形特点采取相应的防洪对策。隋唐长安城利用街道两侧的沟渠将雨水和生活污水导入地势低洼的地段,但是并没有按照地形设计相应的防洪设施,一旦雨水暴涨,地势低洼地区将承受洪水的侵扰。
三是城市水系缺乏足够的调蓄能力。在文中,经作者计算,隋唐长安城的蓄洪面积也小于当时的气候所带来的洪水水量。[20]
可见,隋唐长安城在规划与建设中考虑到了当地的地形、气候带来的排水问题,并且针对这一问题设计了一套由河流、沟渠、池沼与渗井共同组成的排水系统。但是,这套系统在设计上有一些不足与缺陷,其规模也不能完全满足长安城的防洪排水需求,导致其没能充分发挥应有的排水作用。长安城在面对大量降水时,内涝现象依旧时有发生。
三、隋唐长安城的排污系统
隋唐长安城生活污水的排放也使用了同排水系统类似的排污系统,在西市的考古发掘过程中,发现了水沟及与水沟相连的圆形建筑,其形状类似于今天的化粪池。在西明寺遗址还发现了同渗井相连的地下水沟,这些地下渠道很可能同遍布里坊的排污口相连,并连接专门处理废水的废水池。西市出现的水沟和西明寺遗址出现的渗井与地下水沟表明,隋唐长安城的排污系统是具有一定规模和体系的。从考古发现来看,隋唐长安城的排水管道坡度很适合快速排除污水,不易造成拥堵现象。此外,在人流密集地区设置废水池、化粪池等设施也有利于保持环境的卫生。
渗井是另一种适应生活污水排放需求的排水设施。于合适之处挖掘直径30—50 厘米、深度为3—5 米的渗井,日常的生活污水随时排入其中。1985 年,发掘唐代名刹西明寺遗址,在庭院的南部偏西处发现渗井一口,井口圆形,直径0.95 米,井为直筒形,砖砌井壁,井深2.5 米。井口的南部与砖砌排水道相连,水道往南又与穿过南回廊埋入地下的陶水管道相通。在庭院的东部发现渗井一口,平面呈长方形,东西宽2.3 米,南北长5.5 米,深3 米。入水口处的井口平铺一层砖,并与砖砌排水道相连,往南又与穿越南回廊的陶水管道相连,直通东南院内。[21]除此之外,在西安市内各处唐代里坊遗址都发现有多处渗井遗迹,例如,西北大学院内就发现有数十口渗井遗迹,在永崇坊、宣平坊、平康坊遗址等处都发现了渗井遗迹。渗井的分布不止在里坊和两市,在太液池遗址也有发现。说明当时的宫室之内也使用渗井作为排出生活污水的设施。考古发掘表明,渗井有与排污管道相连的一类,也有单独存在,不与排污管道相通的一类。
在居民聚居区内使用渗井,有助于隋唐长安城内生活垃圾与污水的排放。但是,在长期聚集着大量人口的城市内,人畜粪便以及许多被遗弃的含氮有机物经过微生物分解后,大量含氮有机物质在适宜条件下被分化成硝酸盐,与水中的各种离子、分子和微粒子相融合,使水中含有相当数量的硝态氮和其他可溶盐[21],导致城市地下水受到污染。《隋书·庾季才传》载:“汉营此城,经今将八百岁,水皆咸卤,不堪宜人。”[22]可见,隋朝营建大兴城的理由之一就是汉长安城的地下水污染程度已经非常严重,不堪居民使用。新建的隋唐长安城,同样将地下水作为日常生活的主要水源,也同样面临着汉长安城出现的地下水污染问题。史念海先生《汉唐长安城与生态环境》一文中写道:“唐长安城虽告圮毁,皇城却由五代时沿用至今。迄今东西大街之北,井水皆若咸难饮,东西大街之南亦有多处如此。今城的西南部尚有以甜水井为名称的街道,可知井水甘甜实为珍贵。”[23]有观点认为,隋唐时期没有现代社会中的工业污染,通过渗井排放的垃圾对地下水水质的影响是有限的。但是,即使是生活污水,在人数和时间达到一定规模和程度后,也会造成比较严重的环境影响。此处以明清北京城为参考。明清时期的北京城同样以地下水作为主要生活用水来源,北京街巷、四合院内大多都有水井,据《京师坊巷志稿》所载,北京内、外城水井计达1258 眼,其中内城701 眼,外城557 眼。实际数字可能要多得多。[24]同时,北京城的居民聚集区内也使用渗井作为排污方式。经历了明、清两代的积累,北京城内的井水多为苦水。李光庭《乡言解颐》载:“京师水多咸味,有以车载甜水至人家鬻之者,日以竹牌计之,月尾取值。”[25]明清北京城井水变苦的现象表明,我国古代城市产生的生活污水数量是可观的,已经能够对地下水的水质造成一定程度的破坏。
对于排水系统造成的土壤与地下水污染问题,当时人们已经采取了一些预防措施。1955年,在西安北郊发掘出一段唐代排水沟,属于地下暗渠,每隔一段安装一组闸门[17],第一道闸门用于阻隔大型污染物,第二道则用于阻隔小型污染物,是唐人对生活污水的一种简单处理方式。此外,渗井周围很少有水井,很多渗井内都发现了可能用于净化水质的砖瓦碎片及灰渣堆积残迹等,都侧面反映了当时已经出现了不恰当地排放生活污水造成地下水污染的现象,且人们已经产生了防止渗井污染地下水的意识。但是,在隋唐长安城的排污系统中添加的过滤措施,对缓解排污造成的地下水污染的作用还有待进一步研究。
四、结论
根据文献记载推测,隋唐长安城街道的卫生环境是比较良好的。首先,长安外郭城的街道规划呈棋盘状,街道都有特定的形制,更方便对其管理。里坊制度将居民的私人生活区同公共区域严格分开,客观上使得隋唐长安城的街道卫生得到了保证。政府通过法律禁止“侵街”“穿垣出秽污”等行为,说明当时对于街道环境的维护是得到官方重视的。在当时的城内,也有人从事生活垃圾回收工作并以此盈利。不过,当时的政府并没有设立专门清理垃圾的部门。同时,隋唐长安城的坊内环境随着坊市逐渐崩溃而变得复杂,当时的卫生状况可能并不会达到现代按照史书还原出的理想状态。在城市绿化方面,隋唐长安城普遍栽种了行道树,并明确规定了对于毁坏树木的处罚方式和树木枯死后的补种措施。除了街道,当时也开辟了市郊公园,寺庙、民居和宫苑内的绿化也非常普遍。这样的卫生环境是有利于减少污水产生的。
隋唐长安城具有河流、沟渠、池沼、渗井、渗坑组成的排水系统。长安城内的供水渠道随地势修建,最终流入城外的护城壕和城内的各大池沼,在供水的同时也具有排水的作用。城内的街道两侧普遍修有明面的排水沟,城市地下挖有排水暗渠同排水沟组成一个管道网络,排水沟同水道相连,水道通过城墙将积水排入护城河。这套系统不仅能够排出雨水,也能够排出部分生活污水。一方面,隋唐长安城的排水系统比较完整,但是另一方面,长安城的排水系统并不完善。这个系统有着缺少专门的排水渠道、行洪干渠断面太小、并未针对低洼地带进行排水设计等问题。对于生活污水的排放,渗井也并非一劳永逸的方法。渗井的沉积物在多年后对地下水具有影响,并且在当时已经被人们注意到。因此,隋唐长安城的设计中虽然专门关注了排水问题,但是这个排水系统还处于初级阶段。
虽然排水系统也有排除污水的功能,但是隋唐长安城的生活污水主要还是依靠渗井排放。一部分渗井是单独挖掘的,还有一部分渗井同排水管相连。渗井在长安城内分布相当普遍,从贵族到普通百姓都有使用。渗井的使用固然保障了长安城内地面部分的卫生,但是会对地下水造成污染。隋唐长安城的人口规模巨大,大量的渗井,特别是那些没有与排水系统相连的渗井,应当还是会造成一定的污染,导致隋唐长安城的井水水质下降,土壤里也会富集一些污染物。因此,笔者认为渗井对隋唐长安城造成的地下水和土壤污染没有现代排污那么严重,但也不能说毫无影响。
隋唐长安城内人口众多,排水与公共卫生问题不可忽略,当时的城市排水与排污已经有了一套体系,对于当时的大都市而言是比较先进的。不过,受到历史条件限制,隋唐长安城的排水与排污体系与现代城市相比仍旧处于初级阶段,随着历史的发展,后人还会将其进一步完善。