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尊重自然 顺应自然:赣州古城理水经验对“海绵城市”建设的启示

  视频: 吴庆洲教授 海绵城市发言

  吴庆洲  华南理工大学建筑学院教授,博士生导师,亚热带建筑科学国家重点实验室学术委员会委员,华南理工大学建筑历史文化研究中心主任,中国城市规划学会历史文化名城规划学术委员会委员。

  李  炎  华南理工大学建筑学院,华南理工大学建筑设计研究院有限公司高级工程师,本文通信作者。
  吴运江  华南农业大学水利与土木工程学院副教授。
  余长洪  华南农业大学水利与土木工程学院讲师。
  刘小刚 华南理工大学建筑设计研究院有限公司高级工程师。
  * 国家自然科学基金资助项目(51878282,51408236);亚热带建筑科学国家重点实验室开放课题(2015ZB11)。原文刊载于《城市规划》杂志2020年第3期 

  1 背景
  近年来,我国城市内涝问题已成为亟待解决的城市水生态环境问题之一。习总书记在2013年提出“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。6年来,国家各部门相继出台了一系列政策,30个国家级和69个省级试点城市开展了海绵城市建设机制和模式的实践,多个海绵小区、海绵道路、海绵公园初具规模,初见成效[1]。
  随着研究的深入,海绵城市的概念和内涵也向广度和深度延伸,发展为一种涉及流域、区域、城市、片区、组团、建筑多个层次,统筹解决城市内涝、水环境污染、水资源利用和水生态保护的多尺度、多学科、多系统涵盖城市水循环全过程的综合治水途径。主要通过规划、建设的管控,从“源头减排、过程控制、系统治理”着手,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施,统筹协调水量与水质、生态与安全、分布与集中、绿色与灰色、景观与功能、岸上与岸下、地上与地下等关系,控制城市雨水径流,最大限度地减少对原有自然水文特征和水生态环境的破坏,使城市在适应环境变化、抵御自然灾害等方面具有良好的“弹性”,实现“修复水生态、涵养水资源、改善水环境、保障水安全、复兴水文化”的多重目标[2]。
  2 研究意义
  城市涉水问题的广泛性、复杂性预示着建设道路的长期性、艰巨性。我国城市理水的历史渊源久远,时过境迁,科技的发展彻底改变了城市的设施系统与运转方式。而就城市理水的根本出发点,海绵城市所倡导的顺应自然,不打破自然系统的思想,与古人的诸多理念是相一致的。研究、考证与总结古代城市理水的实践、经验与教训,汲取我国数千年来千余座城市中尊重自然、因天时就地利、趋利避害的智慧,将有助于在学习国外先进技术方法的同时,结合自身的优秀思想,因地制宜、融会贯通地寻求适合我们的解决方案。
  3 实地勘测
  赣州“福寿沟”作为至今仍发挥作用的古代地下排水设施遗存,为研究古代城市的排水系统提供了十分宝贵的实物资料。2015年7月至今,由华南理工大学建筑设计院、华南农业大学水利与土木工程学院以及广州思勘测绘技术公司联合组成的研究团队在吴庆洲教授的带领下,对赣州旧城区仍在使用的福寿沟地段进行了全面的地下勘察,并根据记载,对可能存在福寿沟遗存的地段进行了地表勘察标记(图1),为进一步探研奠定基础。
  图1 现场踏勘标记
  据现场实勘,福寿沟已发生了较大的变化:部分沟段已废弃使用,部分沟段改为水泥涵管,个别地段出现严重塌陷,将会影响地面出行安全。仅就本次勘察,发现的砖石拱券结构的福寿沟共约1.8km,主要分布于5条路线(图2):
  图2  赣州古城福寿沟现场勘察分布
  (1)建国路—均井巷—姚衙前—桥儿口—景凤山(长约880m,其中约730m为砖石拱券结构);
  (2)西津路—西津门—西津门外水窗(约250m红砖石拱券结构);
  (3)厚德路中段(至少约130m青砖拱券结构);
  (4)罗家巷尾—汽修厂附近(约200m青砖石拱券结构);
  (5)红旗大道(约340m,青砖拱券结构);
  此外,在东门井和忠节营巷有约200m青砖拱券结构的福寿沟,因沟井相隔远,情况不太明确;厚德路虽无法实探全长,但可推断其存在遗存的可能性;东桥路发现红砖拱券的排水沟,并未计入总长。
  从团队在地下沟内拍摄的大量现场照片可以(图3)看出,已勘察在用的福寿沟仍保持较良好的使用状况;部分沟底虽有淤积,但并不十分严重。实测其大部分构造尺寸(内部宽约0.6~1m、高约1.6~2m)与文献基本相符,主要布局线路也与清代同治年间地方志和1990年代《赣州市城建志》中记载一致。就其主要砌筑方式,基座多为条石,沟壁和拱券主要由青砖砌筑,有少量地段为红砖砌筑。说明福寿沟在不同时期都有维修和维护。但砌筑青砖的大小和砌筑方式多种不一,工艺混合,承载了不同时期的建造信息,反映出城市市政排水设施建设的历史演变。
  图3 赣州古城福寿沟现场勘察照片
  需着重指出的是,本次勘察发现,部分地段福寿沟的砌筑青砖大量使用了有铭文的明清或宋代的城墙砖,以及发现了有“福寿”二字铭文的青砖拱券(图4)和 “赣州城建局1963 11修建” 铭记的青砖(图5)。据此推断,历史时期为了修筑福寿沟,地方不惜耗费资财,专门烧制青砖砌筑;20世纪五六十年代大量使用拆除城墙后的青砖来修筑福寿沟(图6)。
  图4 带有“福寿”铭文的青砖拱券
  图5 “赣州城建局1963 11修建”的铭文
  图6 “乾隆二年城砖记“的铭文
  4 经验总结
  赣州地处亚热带季风气候区,古城选址于章、贡两江交汇处,“三面环水”,洪涝灾害成为古城的一大威胁[3]。为防洪御涝,赣州古城建立了“章、贡二江(环城段)—城壕—福寿沟—水塘”的城市排蓄水系统。
  “江河为池”——古城“阻江为险”,“凭江为池”。从东晋时期的土城,到唐末的扩建直至明清的古城格局[4] (图7),始终将城外的章、贡二江纳入到自身的城壕体系中,并在城南开凿城壕,东西贯通二江,形成连通的外部水系(图8)。
  图7 赣州城区历史发展示意
  图8 1942年赣县城区
  “随形就势”——城内地势整体呈现“中间高、东西低”的“龟背”形,地势脊线始于西北的田螺岭、百家岭,向南沿阳明街、和平街一线。脊线以东,地势陡然下降至贡江沿岸;脊线以西,地势坡地下降较缓,至西城壕;南部最高点在拜将台位置。自然地势起伏为城市的排蓄水、道路的竖向系统提供了天然有利的条件,降雨可沿城市道路由中部向东西两侧低洼汇集后,或排入章、贡二江,或由城壕间接排出。赣州“龟”形古城不仅仅为形态意象,更蕴含“中部高、周边低”的城市竖向布局。
  “自然积存”——在城内地势低洼处分布着自然或人工的水塘,如城东的蕻菜塘、荷包塘、李王塘,城西的清水塘、狮子塘等(图9)。水塘成为积存雨水的“小型水库”[5],具有调蓄雨水、避免内涝的作用,与“海绵城市”中的“源头控制”措施相一致,体现了古城营建的智慧和经验。
  图9  赣州城市竖向地形与坑塘分布(以1985年城市测绘图为底图)
  “因势利导”——“福寿沟”利用了城内自然地势特点合理地划分了排水分区,以州前大街(今文清路)为分界线,“寿沟受城北之水,东南之水则由福沟而出”,与城内的的三池(凤凰池、金鱼池、嘶马池)以及清水塘、荷包塘、蕹菜塘、花园塘、铁盔塘等几十口池塘连通起来,构成了“水塘→福寿沟→水闸→城壕→章贡二江”的雨水排蓄系统。
  “巧妙衔接”——整个排蓄水系统中,“福寿沟”与源头的“水塘”、末端的“城壕”以及城外的“自然河流”前后衔接,由街区到外河,由源头到末端,整合系统:城外城壕与自然水体连通构成大排水系统;城内利用“龟背”地形进行合理排水分区和道路布局,沿路修建“福寿沟”地下排水系统,构建小排水系统。街区内结合低洼水塘,自然蓄积雨水,成为源头控制系统,共同组成了城市的雨洪控制调蓄系统(图10)。其中,合理的城市竖向地形对于城内雨水向外输送和城内排蓄各子系统的衔接起到了关键作用,是“利用自然力量排水,自然积存”的关键条件。另在福寿沟排入城外章贡二江的出水口处,古人巧妙设计水窗闸口,当外江水位上涨,高于水闸高度时,闸门借水力关闭,阻止江水倒灌;待外江水位下降低于闸口高度时,排水道的水力冲开闸门,使城内积水顺利排入江内,达到“视水消长而启闭之,水患顿息”的效用。
  图10 赣州“福寿沟”排蓄水系统示意
  5 结语
  我国古城在利用和连通自然水系的同时,构建了“环城壕池、穿城河渠、低洼水塘”的城市水系。临暴雨之际,雨水或自然下渗地下,或汇入城内河渠水塘,或排向环城壕池流入自然江河,这一循环过程古今一辙。赣州“福寿沟”排蓄水系统代表了古代城市防洪御涝、水资源利用的一种朴素自然的城市理水理念与建设模式[5],对当前“海绵城市”的规划设计具有诸多现实启示和借鉴意义。
  (在此衷心感谢在赣州福寿沟实地勘察过程中提供大力帮助的万幼楠、叶斌等老师、同仁。)
  参考文献
  1  谢映霞.基于海绵城市建设理念的系统治水思路[J].北京师范大学学报(自然科学版),2019(5):552.
  2  章林伟.中国海绵城市建设与实践[J].给水排水,2018(11):2.
  3  吴庆洲.中国古城防洪研究[M].北京:中国建筑工业出版社,2009:183.
  4  吴运江.赣州古代城市发展及空间形态演变研究[D].广州:华南理工大学,2016.
  5  冯长春.试论水塘在城市建设中的作用及利用途径[J].城市规划,1984(1):38-42.
  来源:城市规划