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600年不積水,故宮有哪些排水“黑科技”?

2022-03-15 10:50只露聲音的宮殿君趙天
奧秘(創新大賽) 2022年2期
關鍵詞:黑科技小孔積水

●只露聲音的宮殿君 文 趙天 編

建成于永樂年間的故宮,是我國明清兩朝的皇家宮殿。除了大氣壯觀以外,故宮最神奇的地方在于,600年來無論北京下多大雨,遭受多大水災,任由宮外開啟“看海模式”,故宮里始終平安無事!這都歸功于遍布宮中的幾大排水“黑科技”。

巧奪天工的地形設計

去過故宮旅游的朋友都知道,整個故宮似乎是“四平八穩”的,逛起來毫不費勁。實際上,故宮的地面并非水平,而是有一點點不易察覺的小坡度。經測算,北門神武門地平標高46.5米,南門午門地平標高44.28米,即南北門之間地平高度有2.22米之差,北高南低。

雖然行走宮內的人感受不出這種坡度,但此設計卻為故宮內積水的排放創造了有利條件。之所以工匠們要讓北邊高于南邊,其實也是遵循北京城總體的地勢特點,并非憑空想象——北京地形北高南低,北依燕山,東臨渤海,因此水是向東南流。

“熊背”能使流到“御路”上的水有效地往東、西兩側排泄。

故宮不僅整體上北高南低,而且地面本身也不平整,比如太和殿前最中心的“御路”,行走其中的游客會發現路中間拱起了一塊,古人給這種設計產物起了個很萌的名字——“熊背”。

有了“熊背”,流到“御路”上的水就能有效地往東、西兩側排泄,然后順著廣場明溝向南流動,再通過地面上銅錢一樣的小孔——錢眼,進入地下暗溝中,往東南導入文華殿區域的內金水河中,最后排出宮外。除了太和殿的御路,宮里其他宮道也有“熊背”,原理都是將雨水通過各種渠道排入明溝、暗溝里,最后一股腦地匯聚到內金水河排出故宮。

整套排水系統可謂嚴絲合縫,巧奪天工的地形設計和地面排水設施之間緊密配合、一環扣一環,任老天降下傾盆大雨,宮中自上演“排水大戲”!

完善的基礎設施建設

故宮里的地下排水系統非常完善,它們縱橫交錯、銜接緊密,遍布每個區域,任何死角都不放過。

比如神武門內南段宮墻的北側,就有一條自西向東的排水道,它起自東北角,向東延伸,穿過東西六宮、乾隆花園等,最后把這些宮殿的雨水向南運送到內金水河中。像這樣的排水道還有很多,它們的共同作用就是將各個宮殿區域內的雨水排向東南端的內金水河。

說到宮里的排水,最值得濃墨重彩的當數三大殿的臺基。通常來說,臺基最怕水,一旦雨大水排不出去,整個臺基將因存水、滲水而下沉,所以在做排水設計時,工匠們也是絞盡腦汁,費了一番功夫。

首先,三層臺基每層都有3%~5%的坡度,這樣一來,上層臺基的水就能直接排到下層;其次,每個臺基的欄板上都鑿有半圓形泄水口和一些小孔用于排水;最后,工匠們還巧妙地給臺基安上了皇家“水龍頭”。

臺基上總共裝著1142個螭首形狀的水龍頭,相傳螭是龍的兒子。它們的口中有一個圓形的小孔可以吐水,每當大雨如注時,三大殿臺基的水就會從這些小螭首口中吐出,形成“千龍吐水”的景觀。據說乾隆皇帝就喜歡在大暴雨時專門來到中和殿,打開四面門窗,靜靜欣賞“千龍吐水”,有時詩興大發,還會吟上兩句。

房屋結構

故宮的水排得如此優秀,同時也少不了屋頂這個“好幫手”。

巧妙合理的坡面屋頂設計,使得雨水落到屋頂后,能夠迅速往下排,到了坡底后又能向前方流動,確保屋檐下的立柱、門窗免遭雨水侵蝕。

三層臺基每層都有3%~5%的坡度,每個欄板上都有半圓形泄水口,還有一些小孔,這樣有利于積水的排出。

屋脊底端三角形的名為“滴子”,能避免水流到屋檐下侵蝕木構件。

屋脊底端有三角形的“紅領巾”,名為“滴子”,它能將雨水匯集起來,形成一條直線下落,這樣水流就不會“亂跑”到屋檐下侵蝕木構件。

“滴子”旁是一塊大圓餅一般的筒瓦,俗稱“貓頭”,它扣在“滴子”端部,作用是防止雨水滲入屋檐。

在宮墻上還有另一種“水滴子”,它們像舌頭一樣伸出宮墻,可以把墻后的積水排出去。由于整個墻面上窄下寬,為了避免雨水直接沖刷墻面,“水滴子”通常會往外伸出一大截。

對于戒備森嚴的故宮紫禁城而言,城墻是抵御敵軍進攻、保護皇公貴族的最重要屏障。一旦大雨帶來的積水在城墻上久久排不出去,城墻地面就會因滲水而導致下沉,引發墻體開裂,帶來極大的安全隱患。為避免這種情況的發生,城墻上每隔10米就有一個凸出墻體的石質水槽,雨水可以從中排出。同時,為了避免水順著水槽底部回流到墻體側面,聰明的工匠們還在石槽下方安裝了往外延伸的鐵皮,利于雨水向前方排出。

如此精妙的排水系統,想要長年累月地運行,少了日常管理維護怎能行?明清兩代都設有專門負責維修保養故宮排水系統的機構,明朝為二十四衙門的惜薪司,清朝則是內務府營造司。他們的日常工作是清查河道雜草、淤泥,修護河道和溝渠。

直至今天,運行了600年的故宮排水系統依舊在默默執行著它們的任務,在一代又一代故宮人的悉心照料下,再大的雨也奈何不了這座古老的城池。

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