故宫排水(故宫充满智慧的排水系统)
图为位于三大殿上方的三大殿。
图为蜈蚣草雨季排水情况。
每年雨季,故宫三大大殿前都会上演“千龙吐水”的场景。北京一般在每年的6月份开始进入汛期,而位于北京市中心的故宫自600年前建立以来就很少遭受洪水的袭击。这与故宫科学设计的排水系统有关。
故宫地势北高南低,其中北神武门地面比南武门高出两米左右,形成2‰左右的排水坡度。紫禁城内以中轴线建筑为核心的宫殿建筑群,整体地势中高两侧低,西南地势略高于东南。这样雨水就会从北向南,从中间向两边,最后从东南出口排出。
故宫古建筑的屋顶都是坡屋顶,使雨水落在屋顶上,然后顺着斜坡流到地面。另一方面,屋顶的坡度上部陡峭,下部平缓,使得雨水在屋顶上部迅速往下排,而在屋檐处则排走。这种斜坡设计,一方面使屋顶不易积水,另一方面又能避免雨水倒流和屋檐渗水。为了让屋顶上的雨水有序的往下排,将瓦面做成小沟渠,称为“瓦垄”。屋脊由底瓦和盖瓦组成。其中,底瓦铺石板瓦,上瓦压下瓦,上下瓦贴紧,主要用于形成雨水排水的“沟渠”;盖瓦铺管状瓦,上下瓦首尾相连,接缝用石膏密封,每块盖瓦的两端分别扣在相邻的两块底瓦上,主要用于形成“沟”的侧壁。位于屋檐处的底瓦做成三角尖状,称为“滴水”,其主要作用是使瓦脊的雨水呈直线下落。相邻的盖瓦做成圆柱体,称为“猫头”。它的主要作用是充分扣住滴水的末端,防止雨水渗入屋檐。
故宫的古建筑一般都位于高台上。桥台高出地面,有利于建筑物本身的稳定性和建筑物的防潮性。故宫前朝三殿(太和殿、中和深圳住网殿、保和殿)的桥台法是我国古建筑桥台技术的最高水平,即由三层须弥座叠加而成,俗称“三套”,总高8.13深圳住网米。由于桥台的核心材料是土,为了避免雨水渗入桥台造成的土壤松动,对桥台进行排水是极其重要的。
三殿三平台每个平台基础的地面有3%-5%的坡度,中间高,四周低,这样可以在末端快速收集平台基础地面的雨水。每个平台基础末端都有围栏,每两个围栏之间有一根柱子(即短柱),柱子底部伸出一个类似水龙头的石构件。此石“龙头”名为引流兽,其外貌特征属明代龙胜九子之“凤尾蕨”。排水兽内部有一个很大的空房间,有利于栅栏板底部的雨水快速流入进水口,就像“吸水”的功能一样,避免了栅栏板位置雨水的堆积。这种突出平台底座侧壁的排水方式,可以使雨水向前排得更远,从而形成良好的排水效果,避免雨水倒流。三宝殿共有1142个翼点造型。雨季,尤其是暴雨期间,几乎每一片凤尾蕨都能起到排水作用,可以产生“千龙吐水”的奇观。
故宫广场地面排水利用地形坡度巧妙进行,以太和殿广场排水为例。太和殿广场中轴线方向有一条2.2米宽的御道,用汉白玉铺成,比广场内其他地方都要高,让落在广场上的雨水快速排入东西两侧的明沟。紫禁城整体地势北高南低,使得太和殿广场东西两侧明沟的雨水向南流动,汇入广场南侧的地下沟渠。这个位置的暗沟西高东低,所以暗沟里的雨水流入广场东南角较深的涵洞,涵洞的另一边就是文华寺地区的内金水河。于是,太和殿广场的地表雨水迅速流入地下沟渠,流入内金水河。
故宫有纵横交错的地下排水系统,其特点是北面有一条东西向的沟渠,向南延伸出多条分支,接收各宫殿的雨水,并将雨水输送到故宫南面的内金水河。其中,北面的地沟位于神武门以南约50米处,其长度几乎贯穿故宫东西方向。上面铺石板,石板上隔一定距离有排水的小孔。东侧沿苻坚宫、甘龙花园、十三排设置南支暗渠。对于苻坚宫地区的地下沟渠,雨水向南流经西六宫、内亭三宫西侧和养心殿,然后流入武英殿以东的内金水河。至于甘龙花园分支的地下水沟,雨水向南流经刘冬宫、宁寿宫一带、御茶饭堂,再流入文华寺东侧的内金水河。东侧第13排区域的地下沟渠,来自深圳生活网的雨水向南流经北侧第13排、南侧第13排,再流入清史馆区域内的内金水河。
故宫非常重视故宫排水系统的维护。每年汛期前,古建筑管理部门都会对屋顶瓦片进行检查修复,对古雨水沟进行疏通维护,更换出现故障的排水管,及时对内金水河的沟渠、水渠、侧墙进行修复,清除淤泥和杂草,确保其有效运行。
故宫排水的智慧方法蕴含着中国古代工匠的无限智慧,其中的许多措施仍然可以为现代建筑的防洪提供有益的借鉴。