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海绵城市

【案例】古代良心工程-江西福寿沟给现代城市排水系统的启示

发布日期:2018-10-22
近年,全国多地城市都因暴雨而遭受内涝被“看海”,每每这时,江西赣州的福寿沟却总能被人提起,这座古代排蓄水系统到底有什么奥妙?如何能够历经近千年风雨依旧造福后世?对“海绵城市”建设又有着怎样的启示意义?带着疑问,今天我们一起来揭开赣州福寿沟千年防涝之谜。

一、古城为何千年不涝?

汉代史学家司马迁曾说:“甚哉,水之为利害也。”那么,既然水造福万物,滋养万物,为什么又会出现水有害有利的说法呢?这就得说到水涝了,江南多雨,很多城市的排水系统并不科学,所以经常会出现水淤积淹没街道和低矮地方的现象,人们戏称“看海去”“捉鱼去”,以表示对这种现象的自嘲和无奈。

但是,在江西境内,有一座古老的城市却在这多雨的世界屹立千年,未曾遭受过一次水涝的烦扰。

众所周知,江西赣南是一个独立的地理单元,东面是武夷山,南面是南岭,西面是罗霄山,赣南水系因此从东、南、西三面发端,向赣州盆地汇合,就像是被三面围攻的军队一样,岌岌可危。这样的地理位置,同样使得赣州古城成了洪涝灾害多发的地段。

据水文部门的资料,赣州章江在28年中有26年最高水位超过洪水警戒水位(99.00米),贡江28年中有25年最高水位超过洪水警戒水位(97.50米)。在洪水季节,江水高出城市地面数米,城市内人民生命财产受到严重威胁,因此防洪和排涝一直是赣州城需要面对和解决的重大问题。

二、历经千年仍惠泽后世

既然福寿沟有这么一段来历,相信大家一定对它更加好奇。它是怎样成为水利史上的传奇,又是如何为赣州古城区保驾护航的呢?

赣州市福寿沟位于赣州市老城区内,是北宋熙宁年间著名的水利专家刘彝在赣州任知府期间规划建设的排水系统,至今约近千年的历史。福寿沟是赣州古城区的“福沟”和“寿沟”的合称,打开福寿沟古地图,我们会清晰地看到在龟形的赣州古城图上,南北向一个清晰可见的古篆体“寿”字形结构下水道平布在其上,东西向也是一个古篆体“福”字形结构下水道平布在其上,它和宋城墙、古街道和古浮桥并称为赣州古代城市建设中的四大工程。

从下面的赣州福寿沟的沙盘模型,也可以看到福寿沟的基本走向。

据史料记载,唐末(公元885年),南康人卢光稠起兵攻占虔州(今赣州市)后,启动了规模浩大的城建工程,但也破坏了原始地貌,阻断了城区地表水的入江通道,致使城区排水不畅。此后的一两百年,虔城屡遭洪涝灾害侵袭,百姓苦不堪言。

北宋时期(公元1068年)刘彝任虔州知军,主持规划建设了赣州城区的街道,并根据街道布局,地形特点,采取分区排水的原则,两个排水干道系统。东南部排水沟形似古篆体的“福”字,西北部排水沟形似古篆体的“寿”字,故人们给它起了个吉祥的名字—福寿沟。福沟主要排城市东南部之水,集水面积约1.7平方公里,主沟长约8.6公里;寿沟主要排城市西北部之水,集水面积约1平方公里,主沟长约6公里。“赣州本身并非千年不涝 。正因为千年来百姓饱受洪涝之苦,才会修建和不断完善福寿沟。如今,赣州老城区10万百姓依旧得惠于福寿沟。

三、“海绵城市”的早期雏形

福寿沟是我国目前极为罕见的,仍在使用的古代下水道系统,当现代人们逐步解开它的面纱时,仍然赞叹不已。

上图为位于赣州古城门湧金门连接贡江的一处福寿沟出水口,虽然已经过改造,但出水口构造仍和古时一样,能在内城水位高时排水,贡江水位高时关闭防止江水倒流。

福寿沟的排水口共装了12个水窗,水窗由外闸门、内闸门、度龙桥和调节池组成,充分运用水力学原理,当江水上涨时,借助洪水冲力使外闸门自外紧闭,洪水就灌不进沟里;当洪水退去,水位下降到低于水窗时,又借助沟里的水力将内闸门冲开,确保雨水顺利排出。建设者采取改变断面、加大坡度等方法,让通过度龙桥的水进入水窗时,流速陡然增加了2至3倍,既可以冲刷走水中的泥沙和杂物,又可以冲开外闸门。

但当水窗关闭后,洪水不会倒灌入城,但沟里的雨水也排不出去。为解决这个问题,建设者将福寿二沟与城内的三池(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,形成一个活的水系。当雨水流入沟里达到一定高度时,水塘就像一个个巨大的天然蓄水池。而当水窗打开,塘里多余的水又会迅速流入沟内,从水窗排入江中,让水塘保持原来的模样。

其实,水塘,是城市抗洪防涝的重要市政设施,在古代大部分南方城市中都预留有一定的积水区,这其实也符合 海绵城市 的原理。除了排水调洪,水塘还有兼有防火绿化、改善城市环境、灌圃养殖等作用。在位于章贡之滨的八境公园,保留至今的水塘已经成为市民泛舟游玩的好去处。

福寿沟工程正是通过这种科学合理的设计,利用城市地形的自然高差,全部采用自然流动的办法,使城市的雨水、污水自然排入江中和濠塘(护城河)内。在减轻由地势原因带来的三面而来的水压力的同时,充分利用地势的自然导向,将水压力转化成水动力,发挥它的生态功能,排洪净水。

四、用良心和时间打造的千秋工程给现代人的启示

2010年夏天,大雨弥漫了整个江南地区。据央视网发布的关于《新闻1+1》栏目的报道,主持人率先播放了几组图片,分别展示了6月7日至7月中下旬,广州东、广西梧桐市、安徽安庆市、武汉城区、江西赣州等地区受雨水影响的现场图片,并且播放一段赣州城区受雨水灾害时城区现状和人们生活的短片,解说词是这样的:“广州、武汉、贵州、重庆、梧州,就在一个又一个城市接连陷入暴雨内涝的困境时,《中国青年报》的记者蒋昕捷却把视角投向了江西赣州,他发现当洪峰到达江西省第二大城市赣州时,遭遇的却是这样一幕情景:儿童在城门口水滩里嬉戏钓鱼,买卖人在滔滔洪水边安然地做着生意。看起来,他们丝毫没有把洪涝当作灾害”。

一时间,国内外新闻媒体以及水利专家纷纷将眼光投向赣州,投向福寿沟,称之为“一颗跳动千年的城市良心”。从此,近年全国各地慕名而来参观和研究福寿渠的人越来越多。“福寿沟对于现代城市建设的启示是什么?”几乎是每个人都会问到的问题。

其实福寿沟之所以能够成为流传至今的“良心工程”,不仅离不开历代先民对其不断的修葺和完善,同时也得益于现代赣州市民对福寿沟的爱护。古时官方出资修葺主渠道,经由百姓家门前的沟段,百姓自发维护修理。据史料记载,福寿沟建成后,历朝历代除了平时的小修小补外,还进行过四次大维修,其中以清朝同治年间的维修工程最为浩大,也最为彻底。官府以“民修官助”的方式,历时3年对福寿沟进行了大维修。这几年市民保护福寿沟的意识越来越强,一旦发现有人在福寿沟附近动土,热心市民也会立马就给文物局打电话。

上图是位于赣州章江新区的中央生态公园,公园占地面积1002亩,兼具了生态、休闲、蓄洪、排涝功能,是根据福寿沟经验建造的一处工程。(图片来源:新华社)

结语:随着城区不断扩大,赣州市将现代排水防涝系统与千年福寿沟连为一体,共同构建了城区四通八达的“地下血脉”。在赣州新城区,中央生态公园成为新的“水塘”,在雨季发挥着为新城区调蓄雨水的作用。但是,福寿沟因势利导、遵循自然的设计理念给当今城市建设所带来的启示,福寿沟建造者“利民千秋”的精神以及福寿沟作为城市记忆的价值,已远远超过其作为仍在使用的排水系统的价值。