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设计 | 洪水与建筑的辩证

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水孕育了生命,河流孕育了文明。从被称为“尼罗河之馈赠”的古埃及,到诞生于两河流域丰饶平原上的古巴比伦;从印度河畔的古印度,到黄河、长江之水哺育的泱泱华夏,千载人类文明群星璀璨,万里大江大河滚滚滔滔。

不论今天的人类与先民们相比怎样进化,也不论今天的人类探求的课题是怎样深奥,人类生存和发展所依据的最基本条件——水,亘古未变。寻找水、利用水的过程是文明诞生和成熟的发展史,也是一部与洪涝灾害搏斗的斗争史。

避与堵

在生产力水平较低时,人力无法改造自然,只能适应自然。为了用水,时常“逐水草而居”,为了躲避水患,往往“择丘陵而处之”。以商王朝为例,自商汤至盘庚,在十代商王统治期间内就有5次迁都,而整个商部落的迁徙,见于历史的更是多达13次。

据《尚书·盘庚篇》记载,迁徙是“视民利用迁”,即“为了民众躲避自然灾害”。在当时,主要的自然灾害之一便是黄河水患。因躲避洪涝灾害而频繁迁徙,是上古时代人们生存的常态。

在大型城市聚落形成后,迁徙便会耗费大量人力物力。当“井田制”出现后,中国古代农耕文明逐渐走向成熟,人们在城市选址方面也愈发慎重。《管子》云:“凡立国都,非于大山之下,必于广川之上,高毋近旱,而水用足,下毋近水,而沟防省。”这句简短的陈述,高度概括了城市选址的两大要点:一是依山傍水,有交通水运之便,且利于防卫;二是城址高低适宜,既有用水之便,又利于防洪。

“下毋近水,而沟防省”最直观的含义是“在地势稍高处建城”。考古发现距今约4300~6300年前的河南淮阳龙山文化时期的平粮台古城遗址,就高出周围地面约3~5米。

虽然古城已经化为一片废墟,但据考证,城址直到宋代才被黄河泛滥的淤土完全淹没,由此可见地势对于防洪的重要性。

与平粮台古城相仿,历史名城苏州地处“水乡泽国”的太湖平原中部,但其城区选址比周围地势略高,使城内罕有洪涝。相比于平粮台古城和苏州城,位于湖南的常德古城就因临近水量丰富的沅江凹岸,屡受江洪冲击,在历史上就记载有十多次洪水灌城之灾。

随着生产力的发展,大规模开垦耕地会造成水土流失,从而使泥沙进入河道、湖泊,使河床抬高、湖泊变浅,汛期容易导致洪水肆虐。因此,城市的建造并非仅仅依靠地利,构建防洪设施成为了对抗洪水的主要方式。

有些屏障是天然的,以安徽省六安古城为例,城外是淮河的支流淠河,该河源出大别山,地势落差大,山洪频发,但古城选址处上下游各有一条红砂岩脉,两条石脉如同两座丁坝伸入河中,将直向而来的洪流逼向对岸,保护河岸不受洪流直接冲击,也保护了河畔的六安城。

除了运用自然屏障,古代中国城市也多通过筑造人工屏障堵水。河道两侧的河堤,是防洪的第一道防线。大约在春秋时代中期,随着铁器的出现和普遍使用,大规模修筑堤防成为可能。修建河堤,相当于在河道外加了“高墙”,将原本“放荡不羁”的河水“约束”起来。

可一旦更为猛烈的洪水来袭,水流往往会漫过或直接冲开堤坝。这时,部分城市的城墙便充当了第二道堵水防线,如安徽省中部的寿州古城三面环水,从高空俯瞰,古城如同一座“水上之城”。该城呈长方形,城墙由夯土筑造,外面砌砖,墙下是石基。城墙上共有4座城门,每座城门内都建造有瓮城。

所谓瓮城,就是在城门里再修筑一个带有二道城门的小城,在战时,即便敌军攻破第一道城门,还将面临瓮城中的第二道城门。城墙和瓮城的组合不仅有效巩固了城防,也在洪水来临时抵挡着水流——凸起的瓮城墙体避免了城门直接受到水的冲击,同时,即便水流冲破了第一道城门,原本巨大的冲击力也会作用在瓮城里四面城墙上,继而形成涡流,减轻洪水对第二道城门的冲击力度,避免涌入城内。

构建堵水屏障并非是“万能”的防洪体系——古代中国城市不乏瓮城,为了防止水患,城临邕江北岸的南宁古城同样坚筑基岸、高筑城墙,但由于邕江水势猛烈,历史上水患不绝,洪水冲垮堤坝和城墙,灌城达十余次之多。事实上,上溯至史前时代,堵水防洪就已经给中国人提供了失败的教训——尧时洪水泛滥,禹之父鲧以筑堤堵水的方法治水,九年不成。这也因此致使禹改以疏导法治水并获成功,成就了一代传奇君主的美名。

囤与疏

除了河流洪水的冲击,雨季连续降水导致的内涝也是中国古代城市和建筑面临的主要灾害之一。在科学勘探技术不发达的时代,城市规划常常是唯心的——隋朝在建造首都长安城(大兴城)时,为了使地理区位和所谓的“天象”相对应,将象征北极星的皇宫“太极宫”安置在城北。

在当时人们理想化的设计中,完全忽略了天然地势的缺陷:长安城北低南高,北侧太极宫的地势更加低洼。暴雨来临时,城内积水会沿地势落差向北部漫灌,造成太极宫内涝严重,而这也成为了唐朝贞观年间在长安城地势较高的“龙首原”上兴建新宫室“大明宫”的原因之一。

龙首原北面为大明宫御苑,人们在那里引“龙首渠”水入城形成湖泊,即“太液池”。唐代长安城为“里坊制”,排水管道、渗水井遍布于“街”、“坊”棋盘格状的建筑群中。街道两侧修建了砖砌水沟,以便于及时排出雨水。在城门底下,还建有涵洞,雨水经涵洞汇入遍布城内的大小水渠,最后注入太液池。因此,除了作为皇家园林中的景观,太液池也善于“囤水”,承担着城市用水和防洪的多重功能。

涵洞是城池的“疏水”标配。雨季时,城内积水可以由涵洞流进水渠,但更常见的情况是直接疏导入城外的护城河。可在城外,河流水位上涨时,洪水也会从涵洞倒灌入城,于是,许多城市的城墙内会设有内城河,连通涵洞,在涵洞出水口上安装木塞。

这种由内城河、涵洞、木塞组成的防洪系统被称为“月坝”。打开木塞,积水就排到了城外;用木塞堵住涵洞,就可以防止洪水的倒灌。这种月坝是相对“自动化”的防洪设施,仅通过启闭闸门,就可以做到“控流自如”。

建筑技术的不断进步让城市防洪体系逐渐由“平面”向“立体”延伸。在紫禁城建成的600年中,从未遭遇过水患,这与其完善的立体化排水系统密切相关。紫禁城建筑群屋顶的坡面并非是平的,而是运用了坡顶到坡底由陡峭逐渐变缓和的曲面设计。雨水落到屋顶后,能够迅速下滑,到坡底位置时,又能够向前方“跃出”,直接排到远处地面,不会在屋檐下产生积水。

从地面排水系统来看,宫内建筑普遍坐落于高出地面的台基上,台基基面拥有微小的坡度,使雨水可以沿着缓坡排向台基底部,再通过台基上排列的一排装饰成“兽首”的排水口排向地势更低的广场,最后由广场地面上的暗沟汇入连通宫外水系的“金水河”。

将洪水经过聚集和疏导,是“大事化小”的过程,可倘若面对的是“黄河西来决昆仑,咆哮万里触龙门”般的洪峰,在缺乏有效屏障阻挡,仅靠小渠与大池相配合的情况下,其防控结果势必又是一片泽国汪洋。堵,直面洪流;疏,循序渐进;囤,变害为利,只有将三者不可偏废地审时度势、顺势而为,方能发挥防洪体系的最大作用。

水与人

今年入汛以来,南方多地连续强降雨让许多江河湖泊水位大幅上涨,也让抗洪救灾工作迎来了最为紧张的时刻。在长江鄂州段中心一块名为“龙蟠矶”的礁石上,伫立着著名的鄂州观音阁。这座已有700余年历史的古建筑虽然再次遭遇水患,但其主体仍在长江激流中岿然不动。

自然形成的礁石两边呈弧形,如同一条江鱼。“鱼身”既减缓水势,又顺势泄流。在迎江方向,观音阁在礁石上拥有一堵厚实的石墙,当洪水到来时,礁石与石墙共同抵御、化解了洪峰的冲击力,从而让石墙后面的建筑物主体结构受力较少,只是浸泡在水中。

整个建筑依石而建,地基牢固,所以尽管在汛期洪水频频漫过楼阁,江面上只能看到建筑高层的窗口,但其檐牙、龙吻与中亭却在浩荡江水中乘风破浪。

没有高大的堤坝和城墙,只有构建在礁石上的矮墙一堵;没有复杂的排水疏导系统,只依赖礁石的自然分流。不刻意阻挡洪水,却可与洪水共存;为水流“让”出部分下层空间,却让主体结构得以长存。观音阁的设计,是洪水与建筑的辩证,也是人与自然的辩证。

恩格斯曾指出:人类可以通过改变自然来使自然界为自己服务,来支配自然界,但我们每走一步都要记住,人类统治自然界决不是站在自然界之外的,我们对自然界的全部统治力量就在于能够认识和正确地运用自然规律。中国的土地博大而复杂,密布的河流脉络让中华民族生长、发育,产生了主要农耕区以及人口稠密的城市,而伴随而来的,是“凌汛”“伏汛”以及“秋汛”。

面对大江大河,中国人早已学会了“站在自然里面”,攻守兼备但不寻求支配,尊重自然但不畏惧灾难。或许,今天的我们正如同700多年前观音阁的设计者一样,早已预测出它在洪水到来时的样子,也坚信着在汛期过去,“水落石出”之时,这座与自然合而为一的建筑必将再次横空出世、威镇江心。

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