紫禁城充滿智慧的排水係統
發稿時間:2020-08-24 13:54:19 來源:人民日報 作者:周 乾
每年雨季,故宮博物院三大殿前都會(hui) 上演“千龍吐水”的景象。北京市一般每年6月份開始進入汛期, 而位於(yu) 北京市中心的紫禁城,建成至今600年很少遭受水患。這與(yu) 紫禁城設計科學的排水係統有關(guan) 。
紫禁城的地勢北高南低,其中北部的神武門地麵比南部的午門地麵高約兩(liang) 米,整體(ti) 形成約2‰的排水坡度。紫禁城以中軸線建築為(wei) 核心的宮殿建築群又使得其整體(ti) 地勢呈中間高、兩(liang) 邊低的特點,且西南部的地勢又略高於(yu) 東(dong) 南部。這樣雨水會(hui) 由北向南排、由中間向兩(liang) 邊排,最後由東(dong) 南出口排出。
紫禁城古建築的屋頂均為(wei) 坡屋頂做法,這使得雨水降落到屋頂後,沿著坡度往下流向地麵。而屋頂坡度又具有上部陡、下部緩的特點,使得雨水在屋頂上部迅速下排,而在屋簷位置則朝遠方排出。這種坡度設計,一方麵使得屋頂不易積水,另一方麵可避免屋簷部位的雨水回流反滲。為(wei) 了使屋頂雨水有序往下排,瓦麵被做成一道道小溝狀,稱為(wei) “瓦壟”。瓦壟由底瓦和蓋瓦組成。其中,底瓦用板瓦鋪墁,上瓦壓下瓦,上下瓦之間用灰泥抹嚴(yan) 實,其主要用途為(wei) 形成雨水下排的“水溝”;蓋瓦用筒瓦鋪墁,上瓦與(yu) 下瓦首尾相接,接縫處用灰泥抹嚴(yan) 實,每塊蓋瓦的兩(liang) 端分別扣在相鄰兩(liang) 塊底瓦之上,其主要用途為(wei) 形成“水溝”的側(ce) 壁。位於(yu) 屋簷處的底瓦做成三角尖狀,稱為(wei) “滴子”,其主要作用是讓瓦壟的雨水匯集成一條直線下落。而與(yu) 之相鄰的蓋瓦則做成圓筒狀,稱為(wei) “貓頭”,其主要作用是充分扣壓在滴子端部,防止雨水滲入屋簷內(nei) 。
紫禁城古建築一般坐落在高高的台基之上。台基凸立於(yu) 地麵之上,有利於(yu) 建築本身的穩定及建築防潮。紫禁城前朝三大殿(太和殿、中和殿、保和殿)的台基做法為(wei) 我國古建築台基工藝的最高等級,即采用三層須彌座疊加而成,俗稱“三台”,總高度達8.13米。由於(yu) 台基的核心材料為(wei) 土,為(wei) 避免雨水滲入台基內(nei) 部造成土體(ti) 鬆散,台基排水極其重要。
三大殿三台的每層台基的地麵都有著3%—5%的坡度,且中間高、四周低,使得台基地麵的雨水能夠迅速匯集到端部。每層台基的端部都有欄板,每兩(liang) 塊欄板之間都有望柱(即短柱),望柱底部則伸出類似於(yu) 龍頭的石質構件。這個(ge) 石質的“龍頭”稱為(wei) 排水獸(shou) ,其外形特征屬於(yu) 明代龍生九子之“蚣蝮”。排水獸(shou) 內(nei) 部有較大的空間,有利於(yu) 欄板底部的雨水迅速匯入進水口,猶如產(chan) 生“吸水”功能,避免了雨水在欄板位置的積存。這種凸出在台基側(ce) 壁以外的排水獸(shou) 做法,可以使得雨水向前、向遠方排出,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個(ge) 蚣蝮造型,在雨季尤其是暴雨時期,幾乎每個(ge) 蚣蝮都能夠發揮排水作用,可產(chan) 生“千龍吐水”的奇觀。
紫禁城的廣場地麵排水巧妙地利用地勢坡度進行,以太和殿廣場排水為(wei) 例來說明。太和殿廣場中軸線方向有2.2米寬的禦路,由漢白玉鋪墁而成,且比廣場其他位置地勢要高,使得降落到廣場上的雨水迅速排向東(dong) 西兩(liang) 側(ce) 的明溝中。紫禁城的整體(ti) 地勢北高南低,使得太和殿廣場東(dong) 西側(ce) 明溝中的雨水向南流動,匯入廣場南側(ce) 的暗溝中。該位置的暗溝呈西高東(dong) 低走向,因而暗溝中的雨水又匯入廣場東(dong) 南角更深的涵洞中,涵洞的另一側(ce) 則是文華殿區域的內(nei) 金水河。這樣一來,太和殿廣場的地表雨水很快流入地下暗溝,並匯入到內(nei) 金水河中。
紫禁城有著縱橫交錯的地下排水係統,其分布特征為(wei) :在北部有一條東(dong) 西向的暗溝,這條暗溝向南伸出若幹分支,接納各宮殿雨水,並將雨水匯入紫禁城南部的內(nei) 金水河。其中,北部的暗溝位於(yu) 神武門內(nei) 以南約50米處,長度幾乎貫穿紫禁城的東(dong) 西向,上部鋪設石板,且每隔一定距離的石板上有泄水的小孔。該處暗溝分別沿著建福宮、乾隆花園、東(dong) 側(ce) 十三排等區域設置南向分支暗溝。對於(yu) 建福宮區域的暗溝而言,其中的雨水向南經西六宮、內(nei) 廷後三宮西側(ce) 、養(yang) 心殿,再流入武英殿以東(dong) 的內(nei) 金水河。對於(yu) 乾隆花園區域分支的暗溝而言,其中的雨水向南經過東(dong) 六宮、寧壽宮區域、禦茶膳房,再流入文華殿東(dong) 側(ce) 的內(nei) 金水河。對於(yu) 東(dong) 側(ce) 十三排區域的暗溝而言,其中的雨水向南經北十三排、南十三排,再流入清史館區域的內(nei) 金水河。
故宮博物院對紫禁城排水係統的維護和保養(yang) 非常重視,古建管理部門每年在汛期前會(hui) 對屋頂的瓦件進行檢查修補,對古雨水溝進行疏通、養(yang) 護,更換失效的排水管道,及時修砌水溝、水渠、內(nei) 金水河的側(ce) 幫,清除淤泥和雜草,保證了其有效的運行。
紫禁城排水的智慧方法,包含了我國古代工匠無窮的智慧,其中很多措施對現代建築的防汛仍能提供有益的參考。
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