中国水务行业观察者!

中国古代治水理念对城市水系统建设的经验启示
更新时间:2021-02-07 来源:给水排水 作者:郝天等

  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。

10.png

11.png

  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2 500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。

12.png

  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。

13.png

  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。

14.png

  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2 500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。

15.png

  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。

(版权所有 转载必须注明中国水星)
水星会员 MORE > 
  • 深圳市昆特科技有限公司

    昆特科技是一家专注于自然风险服务的国家高新技术企业,总公司位于深圳南山区并配置有数据采集研究院(软件研发中心设立于成都高新区)具备独立自主的数据采集与遥感应用能力,拥有发明专利6项、软件著作权81项以及其他各类行业资质与硬件专利近百项,案例遍布于全国23个省市直辖市约1150个县/区,沉淀案例近万个。昆特科技致力于以“水、大气、土壤”为主要致灾因素的自然灾害、商业气象、生态环境、公共安全研究已14年历史。
  • 天津市塘沽第一阀门有限公司

    天津市塘沽第一阀门有限公司(简称TVI)系专业生产高、中、低压阀门的生产厂家,集科研、设计、生产、销售一条龙。我厂现有拥有雄厚的技术力量,先进的生产工艺,完善的检测手段,生产能力强大,选材严格,产品质量可靠,供货及时并具备完善的售后服务体系,产品畅销全国各地及东南亚地区。工厂坐落于天津市东丽区无瑕工业园金航道8号,位于海河入海处,企业占地面积近8万多平方米,建筑面积约5.3万平方米,距天津新港口岸码头仅有3公里,空运、陆路、水路运输极为方便。 为进一步加强质量管理,接轨国际市场,自2003年取得了ISO9001质量管理体系认证证书以来,公司严格按照ISO9001质量管理体系的规则和程序进行运作和管理,并先后通过了ISO14001环境体系认证、OHSAS28001职业安全认证、TS(AZ)认证,本企业以健全的管理体系,雄厚的技术,先进的工艺、精良的设备、完善的检测制度和全面快捷的售后服务,赢得了广大用户的信赖和好评,并成为中石油、国电、华电、中化集团、国家通用机械阀门行业等协会会员及优秀供应商。 塘沽第一阀门有限公司隶属国家二级企业,年产量达到10000余吨,产值6亿元人民币,销售收入达到4亿元人民币,公司实行ISO9001质量管理体系。 我厂现有职工600余人,工程技术人员117人,高级工程师15人,科技人才队伍的数量与质量、配置结构以及科技人才资源的开发利用效率的高低,决定企业竞争力的高低。 我厂产品规格齐全,结构新颖、工艺精湛、质量可靠。主导产品:蝶阀、球阀、电站阀、闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、水力控制阀、API阀门、陶瓷阀、管道配件等30多个品种,200多个系列,几千种型号规格。产品通径为DN15~3800mm(1/2”~152”),压力等级为0.1MPa~32 MPa(125Lb~2500Lb),工作温度-196℃~1350℃,传动方式有手动、蜗轮传动、电动、气动、液动、电液联动等。阀门主体材料有铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢、高能陶瓷、特殊合金钢等。产品采用GB、JB、ISO、API、ANSI、BS、DIN、NF、JIS等国内外先进标准生产,广泛应用石油、化工、电力、给排水、城建、钢铁、燃气储运等领域,产品畅销全国,远销国外。
  • 深圳市诚宇建设集团有限公司

    深圳市诚宇建设集团有限公司,成立于1990年8月。后因公司的经营规模扩大,最后于2018年3月15日更名为深圳市诚宇建设集团有限公司,控股三个子公司。 公司坚持“以人为本、开拓创新、团结协作、坚守诚信”的经营理念,以扬“超越自我、与时俱进、永创新高”的企业精神,始终坚持“抓质量、保安全、树信誉、促发展”的经营方针,一贯注重抓好工程质量和安全生产、文明施工等工作的落实,承建和完成了深圳龙岗李朗大道一标、深圳国际园林花卉博览园市政工程、后海湾填海区干道填筑及软基处理工程四标、光明新区华厦路市政工程、深圳市环境保护监测站环境监测中心大楼、南岭求山水大酒店、南岭兄弟厂房工程、大龙山物流中心、南岭农民公寓工程、深圳市观澜国升工程园厂房、仙桐体育公园羽毛球馆和管理中心及室外工程、龙岗区坪地街道六联小学前办公楼拆除重建工程、万科红立方大厦1栋、深圳市美莲小学风雨操场工程、民治第二小学扩建工程、深圳市龙岗区坂田街道岗头片区雨污分流管网工程、揭东区环山路东段市政道路工程等一大批有代表性的大型房屋建筑工程及市政工程,优良率90%以上,合格率100%,从未发生过重大的质量、安全事故,多次被评为区、镇安全生产先进单位,深受主管部门、建设单位和社会各界业主用户的好评。 在2003年度深圳市行业百强排名中被授予市政类第5名、综合类第38名。2006年度深圳市施工企业获得优秀企业奖,并在行业品牌中获得银质奖。2010年度被龙岗区建设局评为建设管理先进单位。连续多年被评为深圳市“重合同守信用”企业,质量安全“管理先进单位”等荣誉称号,资信等级AAA。 公司在发展壮大的同时,时刻不忘社会责任,对汶川地震及青海玉树地震进行款项捐赠、对广东省东源县船塘镇敬老院进行献爱心慰问捐助、参加“慈善无限赈潮汕,大爱无疆济家园”慈善活动。 本公司一贯重合同、守信誉、合法经营、依法纳税,真正做到让业主满意,让社会满意。公司通过工会组织,及时为企业员工排忧解难,做到“公司以员工为本、员工以公司为家”。更通过公司上下通力合作,努力拼搏,使我公司的管理水平和生产能力与时俱增,并为深圳建设作出更大的贡献。