中国古代的城市给水

《中国科技史料》第19卷　第1期(1998年) :3—10

. 19N o. 1(1998) Ch ina H isto ricalM aterials of Science and T echno logy 　V o l

, , )

该文介绍了东周登封阳城完善的供水设施, 分析了西安

和北京这两座古都历代城市供水的状况, 并总结了中国古代城市供水

的主要措施和成就, 以期对现代城市规划与建设有所启迪。

关键词　古代, 城市, 供水设施, 城市规划

中图法分类号　TU 991

　　古代城市供水主要是为了满足城市的生活、生产、航运、灌溉、景观, 以及消防用水等。生活及生产用水一般要求水质要好、水量稳定, 往往以井水和泉水为主, 也有直接取用河渠湖池之水的; 航运、灌溉及消防对水质要求较低, 一般由发达的城市水系来负担。古代城市水系是保证城市用水的重要基础设施, 一般包括天然河、湖, 人工沟、渠、池塘, 此外, 在考古发掘中也发现了用于供水的管道系统。

水是城市的血脉,

城市发展一刻不能离开供水。缺水问题正严重困扰着现代城市的发展, 目前全国600余座城市中, 缺水城市达400余座。如何保证城市发展用水, 如何持续而充足地为城市供水, 已经成为全球关注的焦点问题。在这种形势下, 回顾古代城市的供水历史, 总结古代城市在开辟水源方面取得的经验和教训, 是很有意义的。

1　古代城市给水回顾

111　东周阳城的供水设施

东周阳城位于今河南省登封县告城镇附近, 是春秋时郑国和战国时韩国的西面军事重镇之一。阳城内地下输水管道设施是近年来考古发掘中的重大发现, 对研究我国古代城市地下供水设施, 提供了少见的实物资料。因阳城是建筑在地势较高的坡地上, 为了解决城内供水, 采用多节陶质直通管、三通管或四通管在地下铺设成长长的输水管道, 把水从城外引入城内。输水管道有配套的澄水池和阀门坑等。这是我国目前已经发现的比较完整的一套东周战国时期的供水设施[1]。

陶水管道自北向南铺设在岩石层中挖好的沟槽内。已发掘500米左右(图1) , 每隔30米～50米就有一个三通管, 其南端与一个贮水池相连, 把北面高地流来的水送入贮水池内。贮水池也是开凿在红色岩石层中, 呈口大底小和西宽东窄的东西长方形, 四壁规整。水

　收到文稿日期:1997年7月15日

4中　国　科　技　史　料　　　　　　　　　　　　　19卷池口部东西长1416米, 西端宽4152米, 东端宽412米; 底部东西长13125米, 西端宽3175米, 东端宽3125米; 水池西端深212米, 东端深115米。水池底部平铺一层直径约014米～015米的河卵石(图2) , 可能与沉淀水中的泥沙有关。卵石东西向大体成行, 行间距约6厘米～12厘米。

在贮水池东壁底部中间的岩石层内, 长约318米西高东低的斜坡小涵洞, 014米, 涵洞高0121米～0198米, 底宽

, , 器表饰绳纹,

管长0160117米～0118米, 细端口径

0113米～0114米, 壁厚2厘米～3厘米

。水管道相套接

时, 都是后一节水管细端套入前一节水管粗端内约4厘米

～6厘米。由于涵洞内的水管道是为了把贮水池的水向东

输送, 所以各节水管的套接方法均为粗端朝西和细端向东

套接而成[2]。

(图3) 。这是在岩紧靠出水涵洞东端有一个“阀门坑”

图1　阳城的输水管道石层中开凿一个方形竖坑和一个圆形竖坑相接而成。方

(引自杨育彬《河南考古》版图42) 形竖坑在西, 每边长1135米, 坑深117米, 圆形竖坑在东,

直径111米, 深1185米。由涵洞内铺设出来的陶水管道,

直接伸到方坑与圆坑底部的相接处。水管道东端口部内外, 有明显的磨损和碰伤痕迹, 这很可能与当时用物堵塞管口止水和拔塞放水的磕碰与磨损有关, 从而说明这两个相连的坑是为了堵水和放水使用的, 其作用类似现在自来水的“阀门坑”。

图2　阳城的贮水池

(引自杨育彬《河南考古》

版图43) 图3　水池阀门坑(见参考文献[3])

　　在“阀门坑”东南壁下部, 向东南方向开凿一段长017米, 高约1103米, 宽约013～0154米的圆拱形涵洞, 接涵洞继续向东南开凿一条口宽0125米～016米, 底宽0125米～0135米, 深0114米～1176米的上宽下窄的露天沟槽。涵洞底部和沟槽底部都铺设套接的

1期　　　　　　　　　　　　杜鹏飞等:中国古代的城市给水5陶水管道, 沟槽内陶水管道铺好后, 将沟槽用土填实, 成为地下暗管。这段陶水管道已发掘出61节, 残长3216米[3]。

登封阳城这一整套供水系统, 规划合理, 设计巧妙, 是研究我国古代城市供水的重要实物资料。

112　长安城水源的兴废

公元前206年刘邦建立西汉, 定都长安。, 渭河横贯其北, 支流纵横, 素有, 、“四塞

[4]以为固”, 。自公元前1134年周王朝在此建都起, 至唐(, 个王朝在此建都, 历时1062年之久[5]。

、章台和信宫等为基础修建起来的, 沿用了旧日, 基本能满足汉初用水的需求。汉武帝时, 大兴土木, 都城迅速膨胀, 旧日的水源即不敷应用, 于是开凿了昆明池。昆明池一向都以为是为伐云南昆明国练习水军而凿, 其实它的主要用途还是为了解决长安城的水源问题[6]。

(图4) , 并详细探讨了汉黄盛璋先生经查勘研究, 绘出了“汉长安城引水渠道复原图”

长安城水系的来龙去脉。昆明池水源是交水。《水经注》说:“交水又西南流与丰水枝津合, 其北又有汉故渠出焉, 又西至石碣分为二水:一水西流注丰水, 一水自石碣经细柳诸原北

[7]流入昆明池”。这个石碣就是为了拦引交水入池而修建的

。洪水季节, 交水多余的水量可

以经碣顶溢流, 沿交水故道入丰水, 以保证昆明池水库的安全。昆明池通过东、北两条渠道向下游供水。向东的一条叫昆明故渠, 专门接济运河(槽渠) 用水; 向北的一条叫昆明池水, 专供城区用水。昆明池水下结碣水陂, 是进入城区前的又一级调节水库。碣水陂下游又分为两支, 一支北流入建章宫, 宫内有太液池, 其尾水入渭水; 另一支东北流, 由架空渡槽引水入城, 然后入苍液池最后排出城外, 汇入漕渠[8]。

据吴庆洲估算, 昆明池可蓄水354917万立方米, 相当于一座中型水库[9]。昆明池及引水渠道的修建, 使汉长安城的供水得到可靠保证。至于东汉末年和魏晋南北朝期间, 战乱纷起, 长安城遭到毁灭性破坏, 引水渠道也随之湮没。城内水皆咸卤, 不宜饮用。这是隋唐另谋新都的一个重要原因。新都东倚灞、、南临　、交, 城址的选择和水源关系极为密切。新都水源是和都城同时规划的, 开皇三年建成大兴城, 同一年就有开凿龙首渠、永安渠的记载。清明渠也是开于开皇初。三渠与大兴城差不多同时动工, 很好地解决了城市供水问题。

唐末天佑元年(904年) 朱全忠逼昭宗迁都洛阳, 烧毁宫殿、夷平坊市, 唐长安沦为废墟。此后虽经历代重建, 规模却已不及唐城的六分之一。隋唐时代的引水系统自此即坏, 入城三渠大抵湮废, 城内饮水只能依赖井水。宋大中祥符七年, 因井水咸苦不堪食用, 修复了唐龙首渠西渠的故道, 沿用至金, 再度湮废。元至元年间曾两修龙首渠, 因其为全城给水所关。元中叶以后龙首渠入城之道又废, 直到明初才又得以恢复。《明史・河渠志》记载:“洪武十二年, 李文忠言陕西病硷卤, 请穿渠城中, 遥引龙首渠东注。从其清, 以石。”永安、清明二渠自唐后即不复再开, 代之而起的为通济渠。通济渠开于明成化元年(1465年) , 城外渠道大半利用唐清明渠及漕河故道, 引皂河水至安定门入城。自此东城水源靠龙首渠, 西城则靠通济渠, 二渠供水范围有所分工。此后, 二渠几度兴废, 至清乾隆中修筑西安城, 将东西两水门废除, 二渠入城之道遂绝[10]。

6中　国　科　技　史　料　　　　　　　　　　　　　19卷长安城水源的变迁大抵如

是。开渠引水入城, 建设通畅的城

市水系, 既解决了城市用水的要

求, 又可以满足漕运、防火、园林景

观、防御、泄洪排水等多种需要。

这是古代城市给水的重要经验。

113　北京城历代供水沿革

北京城历史悠久, 1000都城。余年里,

, 始终是

郡、州的治所。辽太宗十一年(936

年) , 契丹人在此建立陪都, 称南

京, 又称燕京。金贞元元年(1153

年) , 金迁都燕京, 改称中都。自

此, 北京成为我国封建王朝的统治

中心, 历时700余年[11]。

图4　汉长安引水渠道复原图最早解决北京水源问题的努

(引自黄盛璋) 《历史地理论集》力, 是三国时曹魏镇北将军刘靖。

《水经・鲍丘水注》记载, 刘靖镇蓟

城时, “使帐下督丁鸿军士千人, 以嘉平二年(250年) 立遏于水, 道高梁河, 造戾陵遏, 开车箱渠”, 引永定河水灌田万余顷[12]。这一引水工程虽然是出于灌溉屯田的军事目的, 并且未能维持很久, 然而却对后来解决北京水源的问题产生极大影响。

元代以前, 北京城址靠近莲花池水系, 城中水源主要依靠凿井汲取地下水和引用莲花池的地表水。莲花池最早是地下涌泉形成的水域, 旧称西湖[13]。《水经注》载:“湖东西二里南北三里, 盖燕之旧池也。……湖水东流为洗马沟, 侧城南门东注。”这里所说“侧城南门东注”, 指的是北魏时蓟城的南门。金建都于此后, 洗马沟被有计划地圈入城内, 流贯皇城西部, 成为皇家宫苑及太液池的重要水源(图5) [14]。金中都城市规模迅速扩张, 人口达百万, 城市用水量激增, 莲花池水系已不足以满足需求, 于是开发西山泉水。据蔡蕃分析, 金代莲花池上游应有水道, 自西山引水入池[15]。

元大都城址位于中都城东北郊, 从莲花池水系迁移到高梁河水系上来。放弃旧址的主要原因在于金中都于战乱中破坏很大, 宫阙已成废墟, 而更为重要的原因则是为了获取丰沛的水源[16]

。自此, 大都城经刘秉忠及弟子郭守敬和赵秉温的精心规划设计, 历时18载, 到至元二十二年(1285年) 全部建成。大都城从选址上充分考虑了城市供水和水运的需要, 高梁河水系水量远大于莲花池水系。加之后来又引来昌平白浮泉水, 汇西山诸泉与翁山泊(今昆明湖) 、高梁河相接, 使城市用水和漕运用水得以解决。

元大都开挖了金水河, 汇集玉泉山诸泉之水, 从和义门(今西直门) 南水门引入城中, 流经宫苑, 注入太液池, 专门作为皇城的饮用水源和宫苑用水。为了保证水质清洁, 金水河独流入城, 不得与他水相混, 在遇到其他水道的地方, 都要架槽引水, 横过其上, 名为“跨河

1期　　　　　　　　　　　　杜鹏飞等:中国古代的城市给水7跳槽”。《元史・河渠志》“金水河”节有如下

一段, 可以为证:“至元二十九年二月, 中书

右丞相马速忽等言金水河所经运石大河及

高梁河西河, 俱有跨河跳槽, 今已损坏, 请新

之。是年六月兴工, 明年二月工毕。”此外, 元

政府还颁布了有关法令, 据《都水监纪事》

载:“金水入大内, 敢有浴者、浣衣者、瓴甑其中、, 史》中也有。

, 然而因水图5　金中都宫苑水道意想图

(据侯仁之) 《历史地理学的理论与实践》。元大都为了解决漕

运水源问题, 采纳郭守敬的建议, 引昌平白

浮泉水入旧闸河。《元史・郭守敬传》记载:“大都运粮河, 不用一亩旧源, 别引北山白浮泉水, 西折而南, 经翁山泊, 自西水门入城, 环流于积水潭, 复东折而南, 出南水门, 合入旧运粮河, 每十里置一闸, 比至通州, 凡为闸七。据闸里许, 上重置斗门, 互为提阏,

以过舟止水。”至元二十九年(1292年) 河道告成, 粮船可从通州经闸河直入都城, 停泊在积水潭, 一时间积水潭“舳舻蔽水”。这条闸河被命名为通惠河, 沿用至今。白浮泉引水工程是北京自建城以来解决水源问题的一大创举[17]。

在明代, 白浮堰(从白浮泉至翁山泊) 及翁山泊至积水潭的渠道, 因年久失修而断流, 积水潭水面也缩小许多。明初改建北京城时又破坏了旧的水道系统, 原来是绕经旧日皇城东北及正东一面的运河, 被圈入皇城内部, 粮船从此再没有入城的可能(图6) 。此时元朝从玉泉山独流入太液池的金水河也已经废弃。明代虽几次设法疏浚自通州至京城的通惠河故道, 但是由于水源不足, 收效不大[18]。城中用水只能依赖玉泉山水汇集翁山泊, 下注城内积水潭, 然后分流, 一支入皇城流注三海, 一支入通惠河济漕。这样, 明朝北京城的宫苑给水, 就与城郊运河同出一源, 这与金元情况迥异, 却为后日相沿, 再无改变[19]。

清北京城的水道, 大体

沿用明旧。为解决漕运, 康

熙年间(1662—1722年) 仍

利用通惠河加以疏导, 并开

浚内城东护城河, 接引部分

小型粮船从东直门外大通

桥下, 直达朝阳门与东直

门。但水源问题仍未解决。

直到乾隆年间(1736—1795

年) 才下决心整治西郊水

道, 以满足城内用水, 及进

一步辟治园林和济漕之需。

首先是利用翁山地形, 建置

苑林; 其次, 大力开浚翁山图6　元明城址变迁与河道相对位置比较图(引自侯仁之《历史地理学的理论与实践》第297页)

8中　国　科　技　史　料　　　　　　　　　　　　　19卷泊, 并加筑东堤, 拦蓄玉泉山东流之水, 形成一片汪洋, 这就是昆明湖。翁山从此改称万寿山。坚固高峻的东堤抬高了昆明湖水位, 大大增加了容水量, 使昆明湖成为北京城的第一座人工水库, 有效地改善了北京城的水源状况[20]。

北京城内历代居民用水主要依靠凿井取用地下水。北京的坊巷称“胡同”, 胡同一词源于蒙古语, 本意就是“井”。元大都在巷中凿井, , “巷”的含义。明清改建北京城, 很多胡同已没有井了。, 北京城一半以上胡同有水井, 内城701, 外城。如元代王恽《秋涧集》中说:, 。”清人《燕京杂记》也说:“京师之水, 最不适口, , , 卖者又昂其价。”甜水井太少, 于是市民们只得买

(谈迁) 。而苦水只能用来洗漱浇洒, 当时的普水。, , 车水相售”《北游录》

通人家常备三种水:苦水洗衣洒地, 混合水煮饭, 甜水泡茶。这已是典型的分质供水。沿街售水遂成为一个行业[21]。

2　中国古代城市给水的主要措施

从西安及北京历史上水源的兴废可以看出, 城市的兴衰与城市供水密切相关。水足城兴、水缺城衰。两座城市城址的改变均与水源不足欲辟新源有关。总结古代城市供水的经验和教训, 可以为今天的城市规划和建设提供宝贵的参考资料。古代城市供水的主要措施可概括如下:

211　凿井取水

凿井取水是古代解决城市供水的重要措施。在古代的环境卫生条件下

, 即使一个城市同时具备各种水源, 井水因其水质比较稳定、清洁, 始终是最主要的饮用水水源。我国田野考古中发现的目前最早的水井, 位于长江下游的浙江余姚河姆渡遗址第二文化层, 距今约5700年, 由二百余根桩木、长圆木组成, 有简单的井亭, 是一种建筑十分完备的木构水井[22]。中原地区的水井始于距今4000余年的龙山文化时期, 在时间上晚于南方, 但在技术上却比同时期南方的凿井技术先进, 表现在口径大、井深深两方面。如, 河北邯郸涧沟龙山文化遗址中发现的两口水井, 口径211米, 深717米; 山西襄汾陶寺龙山文化早期的一口水井, 口径3米以上, 深13米～15米[23]。

夏、商、西周时期, 水井的开凿利用已很普及, 主要是土井。如河南偃师商城遗址和郑州商城遗址中的水井。春秋战国时期, 水井更为普及, 有些地区井的分布非常稠密, 如湖北楚都纪南城遗址, 在长1000米、宽60米的范围内, 发现各类水井256座。在今北京城西南的蓟城遗址中, 水井分布最稠密的地区, 6平方米范围内有4座之多。这一时期的水井以陶圈井居多, 凿井技术有较大发展[24]。

秦汉以来城市与井更是密不可分, 水井结构除继续使用土井和陶圈井外, 又相继出现了砖券井和石砌井。至今在许多城市中还保留了古代修建的水井。

212　开渠引水

古代城市选址往往遵循“高毋近旱而水用足, 下毋近水而沟防省”这一原则。因此, 出于地理条件的限制和防洪的考虑, 许多城市不可能距水源太近, 必须开渠引水入城。如前所述的长安龙首渠、元大都金水河。此外著名的例子还有唐代白敏中主持开凿的成都金水

1期　　　　　　　　　　　　杜鹏飞等:中国古代的城市给水9河。该工程引岷江水入成都城, 水自城西入, 穿城而过, 大大方便了市民生活。据记载, 金水河畔“釜者汲, 垢者沐, 道渴者饮, 园者灌; 濯锦之官, 浣花之姝, 杂蹋而至。欢声万喙, 莫不鼓舞。”成都金水河历代都加以维护、整治, 直到解放后还在发挥作用[25]。

213　筑坝蓄水

修筑堤坝拦蓄河水, 形成大容量的水库, 汉长安的昆明池、汉晋洛阳的千金碣、唐宋时期的杭州西湖、。此外, 有的城市利用人工开挖的大水塘, 。, 而且可以调蓄洪水, 提高城市防洪能力。

214古代城市水系无论如何发达, 也不可能像今天的自来水管网一样, 达于一家一户, 更不可能户户凿井。因此出现了沿街推车或挑担卖水的行业。这是城市供水的重要补充措施, 尤其是当供水渠道年久失修或湮废时, 就成为主要的供水方式。谈迁《北游录》载“京师各巷, 有汲者, 车水相售。”在明清两代, 专供皇宫用水的金水河淤塞废弃, 但皇宫仍把玉泉作为饮用水源, 靠御用水车从玉泉山驮运。足见送水水车在古代城市供水中的重要性。

215　保证供水水质的一些措施

饮用水水质的好坏, 直接关系到饮用者的身体健康, 因此历代都很重视。前文中提到的“跨河跳槽”是保证清洁水在输送的过程中避免与他水相混而受污染的重要措施, 也叫“渡槽”, 应用较普遍。

古代重视维护给水水源的清洁, 源水一般不经任何处理, 直接取用。有的城市水源浑浊, 为了保证水质而修建了“澄槽”, 相当于今天的沉淀池。如北宋整治成都金水河时修建了澄槽, 水入城前先经澄槽沉沙, 澄清后再入城供居民取用。

此外, 有的地区由于源水泥沙较多, 很早就知道将少量明矾加入水中, 用力搅拌后静置, 可使水迅速变清。这与现代的混凝沉淀机理是一致的。

古代城市给水最主要的经验就是因地制宜、广开水源。从西安和北京的例子可以看出, 城市水源问题解决的好, 就会促进城市发展, 反之则制约城市的发展。古代中国在城市供水措施和保证水质等方面所取得的突出成就, 值得我们今天学习和借鉴。

参　考　文　献

1　安金槐主编1中国考古1第一版1上海:

上海古籍出版社, 1992, 311～312

2　杨育彬1河南考古1第一版1郑州:中州古籍出版社, 1985, 166～170

3　河南省文物研究所, 中国历史博物馆考古部1登封战国阳城贮水输水设施的发掘1中原文物, 1982, 24　吴庆洲1中国古代城市防洪研究1第一版1北京:中国建筑工业出版社, 1995

5　董鉴泓1中国古代城市建设1北京:中国建筑工业出版社, 1988

6　刘庆柱编著1长安春秋1第一版1北京:人民出版社, 1988

7　黄盛璋1西安城市发展中的给水问题以及今后水源的利用与开发1地理学报, 24(4) , 1958, 406—426

8　熊达成, 郭涛1中国水利科学技术史概论1成都:成都科技大学出版社, 1989, 387—421

9　吴庆洲1中国古代城市防洪研究1第一版1北京:中国建筑工业出版社, 1995

10　黄盛璋1西安城市发展中的给水问题以及今后水源的利用与开发124(4) , 1958, 406—426

11　陈桥驿主编1中国七大古都1第一版1北京:中国青年出版社, 1991, 15—64

10中　国　科　技　史　料　　　　　　　　　　　　　19卷12　蔡蕃1北京古运河与城市供水研究1第一版1北京:北京出版社, 1987, 173—189

13　段天顺1燕水古今谈1第一版1北京:燕山出版社, 1989, 1—5

14　侯仁之1历史地理学的理论与实践1第一版1上海:上海人民出版社, 1979, 272—307

15　蔡蕃1北京古运河与城市供水研究1第一版1北京:北京出版社, 1987, 173—189

16　陈桥驿主编1中国七大古都1第一版1北京:中国青年出版社, 1991, 42—44

17　侯仁之1历史地理学的理论与实践1第一版1上海:上海人民出版社27218　郑连弟1古代城市水利1第一版1北京:水利电力出版社, 19　侯仁之1历史地理学的理论与实践1第一版1, 20　郑连弟1古代城市水利1第一版, 196

21　段天顺1燕水古今谈1:, 23—29

22　黄崇岳112, 130—135

23　方酉生11江汉考古, 1986, 3, 18—20

24　张子明125　熊达成, 郭涛1中国水利科学技术史概论1成都:成都科技大学出版社, 1989, 387—421

W ATER SUPPLY OF

THE C IT IES IN ANC IENT CH INA

D u Pengfei 　Q ian Yi

(D ep art m ent of E nv ironm ental E ng ineering , T sing H ua U niversity )

　　Abstract 　T h is paper introduces the h igh ly perfect w ater 2supp ly facilities of Yang 2C ity of East 2Zhou D ynasty , analyzes the evo luti on of w ater 2supp ly of the ancient cap itals such as X i 2an city and Beijing city , sum s up the m ain m ethods and ach ievem ents on w ater 2supp ly of cities in ancient Ch ina .

Key words 　ancient city , w ater 2supp ly facilities , city p lanning

责任编辑:李克敏