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
China HistoricalM aterials of Science and Techno logy　Vo l. 19 No. 1 (1998)

杜鹏飞　钱　易
(清华大学环境工程系, 北京, 100084)

　　摘　要　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
　　收到文稿日期: 1997 年7 月15 日
　　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
1．1　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。水池口部东西长14．6 米, 西端宽4．52 米, 东端宽4．2 米; 底部东西长13．25 米, 西端宽3．75米, 东端宽3．25 米; 水池西端深2．2 米, 东端深1．5 米。水池底部平铺一层直径约0．4 米～ 0．5 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, 向东开凿了一段长约3．8 米西高东低的斜坡小涵洞, 涵洞西口高于东口0．4 米, 涵洞高0．21 米～ 0．98 米, 底宽0．2 米～ 0．7 米。在涵洞底部自贮水池向东铺有11 节陶水管道, 每节陶水管道均为一端粗一端细的圆筒形, 泥质灰陶, 器表饰绳纹,管长0．6 米左右, 粗端口径0．17 米～ 0．18 米, 细端口径0．13 米～ 0．14 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 ]。
　　紧靠出水涵洞东端有一个“阀门坑”(图3)。这是在岩石层中开凿一个方形竖坑和一个圆形竖坑相接而成。方形竖坑在西, 每边长1．35 米, 坑深1．7 米, 圆形竖坑在东,直径1．1 米, 深1．85 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”。
　　在“阀门坑”东南壁下部, 向东南方向开凿一段长0．7 米, 高约1．03 米, 宽约0．3～0．54 米的圆拱形涵洞, 接涵洞继续向东南开凿一条口宽0．25 米～ 0．6 米, 底宽0．25 米～0．35 米, 深0．14 米～ 1．76 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32．6 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。
1．2　长安城水源的兴废
　　公元前206 年刘邦建立西汉, 定都长安。汉长安在今西安城西北, 地处关中平原, 渭河横贯其北, 支流纵横, 素有“八水绕长安”之说。此地“南有巴蜀之饶, 北有胡苑之利”、“四塞以为固”[4 ] , 以其地理位置之利成为数代帝王建都之地。自公元前1134 年周王朝在此建都起, 至唐(公元618 年～ 907 年) , 共有10 个王朝在此建都, 历时1062 年之久[ 5 ]。
　　汉长安城是以秦在渭河南岸的兴乐宫、章台和信宫等为基础修建起来的, 沿用了旧日宫苑的给水系统, 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 ]。
　　黄盛璋先生经查勘研究, 绘出了“汉长安城引水渠道复原图”( 图4) , 并详细探讨了汉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流入昆明池”[ 7 ]。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3549．7 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 ]。

　　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。
1．3　北京城历代供水沿革
　北京城历史悠久, 公元前1000 多年前, 这里称蓟, 是燕国的都城。从秦汉至隋唐1000 余年里,蓟城作为中原军事重镇, 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 ]。最早解决北京水源问题的努力, 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、弃土石瓴甑其中、驱牛马往饮者, 皆执而笞之。”《元史》中也有“金水河濯手有禁”的记载。
　　金中都开凿了闸河以通漕运, 然而因水源无法保证而收效甚微。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, 并以井名巷, 后来“胡同”便有了“巷”的含义。明清改建北京城, 很多胡同已没有井了。清朱一新在《京师坊巷志稿》中统计, 北京城一半以上胡同有水井, 内城701 眼, 外城557 眼。京城井多, 但水质好的很少。如元代王恽《秋涧集》中说:“水率咸苦, 井而得美泉者, 百一二数。”清人《燕京杂记》也说:“京师之水,最不适口, 苦固不可饮, 即甜者亦非佳品, 卖者又昂其价。”甜水井太少, 于是市民们只得买水。“京师各巷, 有汲者, 车水相售”(谈迁《北游录》)。而苦水只能用来洗漱浇洒, 当时的普通人家常备三种水: 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:
2．1　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2．1 米, 深7．7 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。
2．2　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 ]。
2．3　筑坝蓄水
　　修筑堤坝拦蓄河水, 形成大容量的水库, 是解决城市水源的重要措施。汉长安的昆明池、汉晋洛阳的千金碣、唐宋时期的杭州西湖、清代北京的昆明湖等, 都是著名的例证。此外, 有的城市利用人工开挖的大水塘, 蓄积泉水, 或导入河水, 作为城市供水的辅助水源。如济南的大明湖就是一例。蓄水湖库不仅可以作为城市水源, 而且可以调蓄洪水, 提高城市防洪能力。
2．4　水车送水
　　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。
2．5　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
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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
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21　段天顺1 燕水古今谈1 第一版1 北京: 燕山出版社, 1989, 23—29
22　黄崇岳1 水井起源初探1 农业考古, 1982, 2, 130—135
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24　张子明1 秦汉以前水井的考古发现和造井技术
25　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

WATER SUPPLY OF THE CITIES IN ANCIENT CHINA
Du Pengfei　Q ian Yi
(D ep artm ent of Env ironm ental Eng ineering , T sing H ua U niversity )

　　Abstract　Th is paper int roduces the h igh ly perfect water2supp ly facilit ies of Yang　City　of East　Zhou Dynasty, analyzes the evo lut ion of water2supp ly of the ancient cap itals such as　Xi2an city and Beijing city, sum s up the main methods and ach ievement s on water2supp ly of　cities in ancient China.
Key words　ancient city, water　supply facilities, city planning
责任编辑: 李克敏
0 1 中　国　科　技　史　料　　　　　　　　　　　　　19 卷
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