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中国古代治水理念 对城市水系统建设的经验启示

时间:2021-10-19

      我国历史上水患频繁,劳动人民经过长期的探索,在处理水与聚居地关系方面的经 验经过历代总结和传承,形成了比较系统完整的治水理念。在区域尺度重视水资源的综 合利用,在城市尺度强调空间的科学布局,在院落尺度推崇天人合一的建设理念。结合 我国现代城市水系统问题,对中国古代治水优秀的实践经验进行总结凝练。从系统和理 念层面,对我国城市水系统规划建设总结出若干经验和启示。 

      1 我国古代水系统治理的理念实践 

      1.1 区域尺度——宏观层面的水资源综合利用

      我国古代水系统治理非常重视对区域水系湖泊的系统性利用,通过开发建设和保护 修复,发挥区域水系湖泊在资源供给、安全保障和环境改善等多方面的功能,积累了区 域尺度上宏观层面水资源综合利用的宝贵经验。 

      以西湖为例,其前身是澙湖,不断被雨水和溪水冲淡,变成了淡水湖。自唐代以来, 通过白居易、苏东坡等先贤的建设疏浚整治和后世的管理,西湖与杭州城互相依存、互 相作用,构成了独特的城水关系。唐太宗时期,杭州近海,当地泉水咸苦,居民稀少, 杭州刺史李泌凿暗渠,引西湖(时称钱塘湖)水入城,使得百姓用水充足。唐长庆年间, 白居易任杭州刺史,对西湖进行了大规模水利建设。乾隆《浙江通志》记载 “居易为杭 州刺史,始筑堤捍钱塘湖,钟泻其水,溉田千顷”。白居易将已有的湖堤加高,增加了 钱塘湖的库容量。又在湖北、湖南修建了函管、水道排泄洪水,保障湖堤安全。白居易 在《钱塘湖石记》中写道“凡放水溉田,每减一寸,可溉田十五余顷;每一复时,可溉 五十余顷……若堤防如法,蓄泄及时,既濒湖千余顷田,无凶年矣”,详细记载了湖堤 的功能。北宋时期,苏轼也对西湖进行了大规模疏浚,西湖得到了全面深挖,淤塞的两 条运河重新可以通航,废除湖内葑田,禁止一定范围内养殖菱藕,以防止淤塞。又在坝 上建造闸门,用来调节湖水,使得江中的潮水不再流入城市;同时用疏浚出来的淤泥, 在湖中建筑了一条沟通西湖南北岸的长堤,并堤上修建了 6 座石桥以沟通湖水见图 1 和 图 2。

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      经过长期持续的疏浚治理,西湖发挥了供水、农业灌溉、防洪防潮、航运等多 种功能,也为老百姓提供了水产养殖、酿酒等生产空间和原料,极大的支撑了区域 经济社会发展,为杭州城市的繁荣做出了巨大的贡献。同时西湖作为区域山水格局 的核心要素,一直是文人墨客赞颂与抒发情感的对象,具有独特的景观美学与人文 价值。历史的经验证明,维护西湖作为整个区域社会经济生活有机组成部分的完整 性和系统性,对保障区域城市和聚落安全、支撑生产生活、提高环境品质至关重要。 中国古代治水理念充分体现了人类社会经济、文化活动和水之间的和谐、协调关系。 

      1.2 城市尺度——中观层面的空间科学布局

      我国古代水系统治理很多围绕城市展开,城市选址和建设非常重视水安全保障, 并强调科学利用地形条件进行布局建设;通过合理的空间布局,实现城市供水排水, 交通航运、防洪排涝、防火、军事防御和景观营造等方面功能。人、水、城和谐的 局面在很多古城遗址中都有体现,体现了城市尺度上中观层面空间科学布局的重要 意义。

      以苏州为例,苏州是我国也是世界最早进行水系规划的城市,其水陆双棋盘格 局经过 2500 年的历史变迁,依旧较为完整的保存,是水城规划的典范。公元前 514 年, 伍子胥 “相土尝水,象天法地”,建造了保存至今的苏州古城。苏州地处太湖下游, 筑在山陵与平原之间,西部山地盛产石料,为当时建筑城池提供了材料,东部平原 地势平坦,是进行农业种植的沃野。太湖水从西南阊门、盘门流入苏州,供城内居 民用水,通过城内棋盘形纵横交错的河道贯穿城市,经过葑门、娄门和齐门出城而去。

      古苏州城经过长期的探索,形成了一套因地制宜自成体系的防洪排涝系统。苏 州城门分为水门和陆门,水门设闸,陆门往往有门也有闸。通过城门开关调节以发 挥城市水系统功能,在晴天打开连接外部河道的水门引水入城,保障城市的供水, 遇到军事防御或区域防洪需要,则关闭水路城门的闸门以抵御外敌和洪水。苏州街 道石板路下多为沟渠,降雨时,水通过石板缝隙流到地下沟渠,通过沟渠排入小河, 进入苏州横纵交错的河网后,借助城市竖向设计,通过东部地势较低的水门排出城市。 苏州城市水系兼具军事防御、供水排水、防洪防潮、交通运输等功能,经过 2 500 多 年的风云变幻,城址没有变动且基本保留城市和水系框架的原貌,这在世界城市史 上也是极为罕见的。苏州的古代防洪和治水设施建设在中国乃至世界都具有很高的 历史和实践价值,见图 3。

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      1.3 院落尺度——微观层面的天人合一理念

      我国古代水系统治理中,古人在聚落院落供水排水系统、雨水梯级循环利用、人 水和谐互利共生等方面开展了大量实践探索,如古人很早就意识到聚落在一定时间内 排水能力有限,因此在聚落内部及周边留出地势较低的水塘、水池作为调蓄空间,在 降雨较大的时候,可以起到蓄洪缓解排水压力的作用。在微观层面的天人合一理念, 至今依然影响着聚落的布局和建筑的设计。

      山西省襄汾县的丁村始建于明代,位于汾河西岸的一块高地上,在村庄面临汾河 的东侧,在农田边预留了一大片洼地,洼地长满了树木,遇到降雨就成了天然的蓄洪 池。在丁村内部还建设有两个涝池,用来存储雨水,功能与海绵城市中雨水花园类似。 这些措施都有效地保证了丁村长期以来不受水患侵袭,见图 4。

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      中国古代建筑还非常注重水资源的循环利用,在院落层面,通过巧妙的设计,构 建水系统基础设施,实现水的循环。在徽州四水归堂民居,通过引水渠引山泉水入村落, 解决生活用水问题。通过屋顶形式和位置的特殊设计,实现雨水快速汇集,通过天沟、 瓦槽、屋檐滴入天井中的水渠或下方地板孔洞,在庭院驻存。地下蓄水池具有气温调 节功能,通过在天井地板开口,将水池的冷空气传到庭院,实现“水空调”。溢流的 雨水再通过边沟流到房屋外,进入河流水系。村落道路往往都是石板路,下面有水渠 可以排水。从聚落建筑供水取水,到雨水梯级循环利用,再到聚落排水系统,这些设 计充分体现了传统智慧在聚落和院落水系统建设中的应用,体现了天人合一理念的系 统性和科学性,见图 5。

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      2 我国现代城市水系统存在的问题 

      工业革命之后,城市的发展和扩张达到了前所未有的速度,人口迅速向城市聚集, 城市的数量和规模不断增长,随之而来的是城市水资源短缺、内涝频发、水环境恶化等 严重的城市水系统问题。以我国古代水系统治理的理念与实践为参照,我国现代城市水 系统的核心问题主要表现在以下两个方面:

      2.1 水系生态空间被严重侵占破坏 

      城市及周边河流、坑塘、湿地、绿地、林草等蓝绿空间被大量侵占,降低了蓄滞雨洪、 改善环境、气候调节、景观休闲的功能,阻断了水的自然循环,降低了城市应对水问题 的韧性,增加了区域水资源供应、水安全保障的压力。 

       以苏州为例,《吴郡图经续记》记载苏州城在北宋时期“城中众流贯州,吐吸震泽, 小浜别派,旁夹路衢,盖不如是,无以泄积潦,安居民也。故虽名泽国,而城中未尝有 垫溺荡析之患”。在这样一套排水防涝体系的保护下,历史上苏州城 2500 多年来,仅有 极少几次水淹城。1991 年遇特大洪水,城内外水位相差仅 1.4 m 情况下,古城仍安然无恙。 然而随着城市建设进程加快,苏州城以河道为骨架、水系为脉络、街巷相依附的古城水 陆双棋盘格局日渐弱化,河道成为道路的附属物。按照宋《平江图》记载,当时苏州城 有横河 12 条,直河 5 条,毛细支流若干,长度约 82 km。此后经过历代变迁,尤其是自 清朝、民国到解放后大规模填埋河道,约 46.8 km 的河道被填没,古城区内的河道锐减, 水系断肢残臂,滨水空间体系支离破碎。河道的填埋使得河网结构趋于主干化、单一化, 河网复杂性和水系结构的稳定度降低,对流域防洪排涝和生态环境造成较大的负面影响。 同时,以截堵、抽排为主的工程性防洪排涝理念,忽略了河网地区的自然本底特征,将 水资源利用与防灾减灾完全割裂,加剧了城市安全的风险。 

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      2.2 城市治水工作的整体性系统性不足 

      在现代城市治水过程中,由于现代工程措施可以快速解决局部的水问题,城市水务 工作一度抛弃了中国古代系统的治水理念,水系统建设完全来自于人的意志,导致城市 治水工作的整体性系统性严重不足。 

      我国城市治水工程至上思维占主导地位,加之体制机制不够顺畅,城镇水务管理只 负责供水、排水与污水处理中的一部分环节,还处于就水论水、就水治水的阶段;在落 实“山水林田湖草是一个生命共同体”方面还存在较大差距,没有实现全方位、全地域、 全过程治理,治水的系统性、综合性不足,各子系统之间相互协调衔接不够、联系有待 加强。城市规划建设不考虑水资源约束,导致频繁开展大规模跨流域调水,进而产生更 多的水生态问题;城市水系统与区域水系统被人为割裂,导致城市内涝防治与城市防洪 不衔接;城市竖向设计与雨洪调蓄空间衔接不够,城市公园和一些广场竖向标高设计不合理,难以承担雨洪调蓄功能;城市水资源供给、水环境治理及水安全保障过度依赖灰色基础设施,没有充分发挥生态基础设施生态服务功能;灰绿基础设施融合发展不够、 系统性不强,造成城市水系统运行的能耗物耗偏高,距离绿色发展要求有差距;供排水 设施功能往往相对单一,不能实现一物多用,供排水设施向公众开放的很少,未能承担 起公众教育的功能。 

      3 对我国城市水系统建设的经验启示 

      3.1 尊重自然、顺应自然

      中华文明强调要把天地人统一起来,按照大自然的规律活动,取之有时,用之有度。 中国古代将长期观察得到的经验总结代入到治水理念之中,从区域尺度水资源综合利用, 到城市尺度营城理水科学布局,再到聚落尺度强调天人合一的低影响开发理念,重视顺 应自然规律,不去破坏和侵占自然空间,即使在今天看来,这些做法也是非常值得城市 建设者们学习和借鉴的。如果把古代城市水开发利用和治水的过程看作城市水系统建设, 那么当时遵循的首要规则就是尊重自然、顺应自然,这也令无数古城、古镇和古村落逐 水而兴,历经风雨而屹立不倒,在历史的发展进程中走向繁荣。

      古代治水理念与生态文明思想不谋而合,习近平总书记指出:“自然是生命之母, 人与自然是生命共同体,人类必须敬畏自然、尊重自然、顺应自然、保护自然。”生态 兴,则城市兴,则文明兴,现代人类只有遵循自然规律,才能有效防止在水系统建设上 走弯路。因此,当代城市水系统建设必须坚持尊重自然、顺应自然的原则,应充分认识 城市水问题不是纯粹的资源问题、环境问题,更不是简单的技术问题、安全问题,是人 与自然和谐共处的综合命题。应保护和修复作为生命共同体的山水林田湖草等生态空间, 在顺应自然的基础上构建健康的水循环系统。

      3.2 功能复合、绿色生态

      我国古代水基础设施的建设,往往考虑空间和设施的高效利用,善于利用地形、景 观等自然本底条件,形成功能复合、绿色生态的水基础设施。例如古代城市选址避开低 洼易涝地区,通过竖向设计,将雨水排入蓄滞水池,供水排水渠道兼具交通、防洪等功能, 堤坝建造强调景观美学效果等。从区域、城市和院落尺度形成了宏观、中观、微观不同 层面的高效、生态、低碳的水基础设施体系。这种绿色生态既保证了人类活动对自然的 最低干扰,又贯穿了功能复合的理念,提高了设施利用率。而当代城市供排水等方面的 基础设施功能往往相对单一,不能实现一物多用,城市公园和一些广场竖向标高设计不 合理,难以承担雨洪调蓄功能。

      因此,当代城市水系统建设必须贯穿功能复合、绿色生态的要求,城市水基础设施 应突出功能复合,强调节约高效,杜绝机械依赖灰色基础设施解决单一问题而引发其他 问题的现象,将水系统各类设施统筹考虑,发挥综合功能。例如滨水空间可以实现净化 水质、生态廊道和景观美学的复合功能,城市低洼地区可以实现绿地、开敞空间和蓄滞 洪水的复合功能等。

      3.3 综合协调、系统治理 

      天人合一的治水理念强调系统思维,是古代智慧的高度凝练,充分体现了系统观、 辩证法和科学性,表现出了高超的智慧与远见。中国古代治水非常重视综合协调,统 筹考虑水的饮用、防御、交通和景观等功能,在城市规划建设过程中就预留充足的水 生态空间,以保证城市在干旱、洪水等极端情况下均具有较强的韧性。 

      因此,当代城市水系统建设必须体现综合协调、系统治理的内涵,用系统论的思想 方法看问题,从系统工程和全局角度寻求城市水系统的治理之道。城市与水是相互依存、 紧密联系的有机整体,城市水系统建设要重整体、重长远、重综合、重系统,要按照 水系统的整体性、系统性及其内在规律,统筹考虑城市水系统各要素。从宏观层面统 筹布局工程型和生态型基础设施,构建城市健康水循环,形成城市水系统在城市水资 源供给、水安全保障和水环境治理方面的合力。从微观层面侧重城市水循环关键环节 的治理衔接,优化水系统结构,完善水系统功能,针对性做好城市供水、排水、节水 等各项工作。 

(转自中国水星)

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