北京在元代时城内已设有排水系统

北京在元代时城内已设有排水系统，明代以降街道沟渠分布全城。但到1949年，北京市排水管道（沟渠）虽然长221公里，但只有22公里通畅。下图为北平市内外城污水沟渠初期建设系统图和1912年朝阳门内大街路旁的排水沟。

（北平市内外城污水沟渠初期建设系统图）

（1912年朝阳门内大街路旁的排水沟）

当年故宫排水系统是谁设计的

故宫排水系统的设计者，大多数人公认的是蒯（kuǎi）祥。
他是中国明代建筑匠师。生于明惠宗朱允炆建文元年，卒于明宪宗朱见深成化十二年。今江苏吴县人 。蒯祥的父亲蒯富，有高超的技艺，被明王朝选入京师，当了总管建筑皇宫的“木工首”。蒯祥自幼随父学艺，蒯富告老还乡后，儿子已在木工技艺和营造设计上成名，并继承父业，出任“木工首”，后任工部侍郎。曾参加或主持多项重大的皇室工程，景泰七年(1456）任工部左侍郎。负责建造 的主要工程有北京皇宫（1417）、皇宫前三殿。
紫禁城的“总设计师”是明初著名匠师蒯祥。蒯祥是苏州香山渔帆村人，生于1398年，卒于1481年。北京紫禁城是蒯祥带领他的团队“香山帮匠人”以及全国各地能工巧匠们集体营造的。蒯祥充当了“鲁班”的角色，是总设计师。
对于蒯祥的建筑造诣，当时就有极高评价，同行叹其技艺如鬼斧神工，而在京城“违其教者，辄不称旨”，皇帝也“每每以蒯鲁班称之”。 明史及有关建筑专著评介，认为蒯祥在建筑学上的创造达到炉火纯青的程度。他精通尺度计算，每项工程施工前都作了精确的计算，竣工之后，位置、距离、大小尺寸、与设计图分毫不差，其几何原理掌握得相当好，榫铆技巧在建筑艺术上有独到之处。
营建北京宫殿是一个浩大的工程，而且是在全国征召能工巧匠，技艺高超者不独蒯祥一人，在营建的过程中曾先后涌现出许多的著名工匠。例如工于设计的蔡信，瓦工出身的杨青（官至工部侍郎），还有与蒯祥同时代的著名雕刻石匠陆祥等很多人。

故宫建成至今已近600年，在这近600年的时间中，有过千余次特大暴雨，却见不到有过因积水而栓塞的记载，这估计能让现代中国的城市建筑设计师无地自容。北京城北高南低，故宫的设计暗合了这个特点，故宫的北门神武门地平标高46.05 米，南门午门地平标高44.28 米，差约2米。这约2米的高度使得故宫的积水由北向南流。其主要建筑前三殿、后三宫，东西六宫等等院落都有南北向的雨道，顺其地势，雨水能够直接从中间向两边排水。
故宫的房屋以及水井台都建在高出的台基上，台基不仅使得宫殿更为雄伟，也使得地面的水没有进入房屋和污染饮用水的可能性。特别是三大殿的台基，足足有8米多高！面积超过2万平米的台基也会积蓄大量的雨水，设计师便把台基设计成中间高，四周低的样子，台基的水自然也能快速排出。台基四 周栏杆的底部，都还设有用来排水的洞，每根望柱下还有一个精雕细琢的“螭首”，也是用来辅助雨天排 水的孔道。每逢雨天，雨水从 1142个排水孔喷出，呈现“千龙喷水”景观，逐层下落，流到院内。
故宫的设计师在城内设计并挖掘了一条内金水河，故宫西北角楼偏东的南河帮上，有一石砌券洞，这便是内金水河流入宫内的进水口，进水口设有控水闸，可以控制水位高低，遇汛则可以关闭。故宫的地上地下都布满了或明或暗、纵横交织的排水系统，使得这拥有数以百计的院落在雨季时雨水能够通畅排出。
故宫各个庭院内的明沟和暗沟的水， 纵横交错的沟道的支线和干线通过北高南低的地势泻入内金水河流出。故宫城墙外环绕着一条护城河，河水与故宫里的金水河相通。金水河的水，借故宫的地势流入护城河。

大面积铺设透水地面是如今世界上大多数发达国家的城市采用的防洪措施，中国的工匠在600年前就将这一措施用在了故宫的设计上。故宫的室外场地多用与土壤相通的砖石铺设而成，这些砖石之间的缝隙大。一旦下雨，砖石之间的隙缝便可将雨水直接吸收入地。
明、清两朝还规定，每缝春季，都得有专人对宫内的沟渠进行疏通。 如乾隆六十年（1795年）掏修沟渠用“旧样砖二百三十五个，清白灰四千五百六十斤，石匠二百三十工半，瓦匠七十一工拆夫八名，清理夫四名，刨夫五百七十九名半，平垫夫四十七名，运夫一千七百五十六名，总共夫二千伍佰二十六名半”
由于朝廷重视，维护及时，因此沟渠始终保持畅通。到了光绪年间，紫禁城的许多沟渠坍塌淤塞，清政府不得不动用大量人力财力进行疏通。清代紫禁城的最后一次维修沟渠便是这一次，这场维修攻城进行了3年，于光绪十一年（1885 年）四月，直到光绪十三年七月才完成。据记载，这次的维修工程耗费白银超过 22 万两。这次的维修不仅掏挖了金水河 2100 米长的河道的淤泥，还将紫禁城内总长度约
8000米的所有大小沟渠全部挑挖了一遍。
正是这完善的排水系统和完善的后续维护 , 才使得这拥有 90 多个院落、共计 72 万平方米面积的紫禁城600年从未发生过“雨患” 。

古代的排水管道都是长什么样的？

古代排水管道和今天的在形制上基本没有区别，都是圆柱形的管道。区别在于古代的排水系统并不以陶制的圆柱形排水管为主，而是砖石砌成的巨型排水涵洞为主。

古代的大城市当中，排水也是一个重要的问题。早早就被城市和国家的建设者所重视。所以很多城市建设依山傍水不只是为了寻求环境的优美，更是为了取水和排水方面的便利。战国时人在《管子》书中就曾经提及：“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。”

而彼时的城市排水主要有明渠暗沟两个方面，明渠指的就是地上的沟渠，主要以护城河为主，还包括众多贯穿于城市中的网状的人工渠道，比如长安城内的龙首渠等。暗沟就是埋藏在地下的排水管道。

汉代的长安城遗址中已经可以发现中国人早期修筑的城市排水系统，其特点是主要利用已有的地理形势，对雨水进行疏导。并且将明渠和人工开凿的暗沟联系起来组成一个有机整体。而人工开凿的暗沟就是我们今天的地下排水系统。落在大街上的雨水由道路流向明渠，不进入地下排水系统。明渠排水系统在汉唐时代就以及趋于完善。而当雨量过大明渠排水不畅时，就要通过暗沟来分散明渠的排水压力。暗沟这一系统到宋代时候开始完善，明清时期的北京城地下排水系统已经达到完善。

虽然古代已有完备的排水系统，但是比起今天的现代化的排水系统还是由很多不足之处。史书上对古代都城往往有被大雨淹没的记载。

故宫六百年来从未积水，它的排水系统有多逆天？

拥有六百年历史的故宫，始终保持着一个记录，就是一次也没有被大雨淹过。而故宫之所以能做到这一点，主要与它强大的排水系统有关，具体分析如下：

一.故宫的特殊地势，是其排水系统的重要基础。故宫于明永乐十八年建成，占地面积达72万平方米，如此庞大的建筑规模令人叹为观止。而正是因为过于宏伟，在建造之初，关于故宫各方面的安全防护，都要被提前考虑在内，包括水灾火灾的预防。

首先是故宫的选址和地势比较有讲究，建筑故宫的工匠们，利用北京城西北高东南低的特点，巧妙的将故宫整体南北水平面的高度，相差了两米之多。并且故宫的建筑物通常都是中间高四周低，底部具有高达八米的三层台基。这样做的好处就是，下雨时水就会往低处流走，流向紫禁城的护城河内，不会造成大面积的积水。

此外，据说在打造故宫地基时，工匠们就将基土牢牢夯实，为的就是能够较大程度的吸收由地面渗透下来的雨水。能在建造的时候，就提前想到后期可能发生的安全隐患，并采取相应的解决方法，由此可见古代工匠们的用心良苦和伟大智慧。

二.金水河、地砖和龙吐水等设计，共同构成了故宫强大的排水系统。除了地势排水外，故宫的其它多处建筑和细节设计，都体现了故宫排水系统的玄妙和强大。其一是排水主力军金水河，金水河环绕故宫内外，约有两千多米长，不仅美好了故宫的环境，在下雨时也发挥着重要作用。下雨时地面的水，基本上都会流入护城河中。且金水河外部的水，在流向故宫内部河流的地方有一个控水闸，当有洪水发生时，就会自动关闭，以免对宫内造成伤害。

其二是故宫地面地砖的材料和形状，在故宫地面上铺设的地砖，是一种透水性好，遇水后反而会变得更强硬的青砖，有较强的抗雨水腐蚀性。青砖的形状采用的上宽下窄的梯形，具有能够快速排水的优点。其三是龙吐水设计，和大大小小的排水管道。

据统计，故宫共设置了一千多个龙吐水，雨水在被它们排出后，再通过地势特点流入护城河中。还有众多用陶土或石块做成的排水管道，有三孔、五孔和十五孔等类型，分别放置和掩埋在故宫不同的区域中。也就是地上和地下，明里暗里的不同建筑设计，共同支撑着故宫的排水系统。

三.关于排水设施的问责机制，也是故宫不积水的重要原因。另一方面，除了硬件设施的配备和加强外，古代特别的问责机制，也助力了故宫排水系统的强大。据有关史料记载，故宫的许多建筑物上都有建造者的名字，甚至是地面上的每一块青砖。目的是在某处建筑出现质量或者其它问题时，能够找到建造者问责，并给予相应的惩罚。在这种压力下，想必每个工匠都会很用心，不敢太马虎。总之，故宫的排水系统，是古代劳动人民匠心和智慧的体现。

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