成先雄 朱小軍 康旭 董姍燕

摘要：本文論述了福壽溝的建設歷程和工程概況，從排水流域劃分、平面布置、管網走向、溝渠斷面、坡度、埋深、雨水口設置、出水口設置、蓄水塘（池）、材料選擇等方面與現代排水理論進行了比較，分析了福壽溝的特點，加深了學生對古代城市排水工程、福壽溝特點及現代排水理論的理解。

關鍵詞：實例教學;對比教學;福壽溝;穩(wěn)定塘

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）47-0154-02

一、引言

江西贛州福壽溝是一套集溝、渠、池、塘的生態(tài)環(huán)保排水系統(tǒng)，借助古城墻，曾起到了良好的防洪作用。福壽溝建于宋代，歷經900多年，是保留至今最為完整的宋代排水系統(tǒng)，至今仍發(fā)揮著重要排水功能。在給排水科學與工程專業(yè)實踐教學過程中，針對排水系統(tǒng)部分，筆者采用對比教學法對福壽溝與現代排水理論進行了對比教學，加深了學生對排水系統(tǒng)相關知識點的理解，提高了學生對排水系統(tǒng)重要性的認識，起到了較好的教學效果。

二、工程概況

福壽溝于北宋熙寧年間（公元1068—1077年）由時任贛州郡守劉彝所建，經過反復思考和實地踏勘，根據城市地勢西南高、東北低的地形特點，比較科學地提出了以州前大街（今文清路）為排水分界線，建設兩個排水干道系統(tǒng)。劉彝從城市環(huán)保的角度，從地理位置、山形地勢上因勢利導，把贛州城市排水系統(tǒng)規(guī)劃設計成了集城市雨污水排放、諸多池塘調蓄雨水、調節(jié)城市環(huán)境空氣濕度、池塘停積淤泥、池塘養(yǎng)魚、淤泥作為有機肥料用來種菜的生態(tài)環(huán)保循環(huán)鏈系統(tǒng)。因兩個排水干道系統(tǒng)的走向形似篆體的“福”、“壽”二字，故名“福壽溝”，西為“壽”溝，東為“?！睖稀！皦蹨鲜艹潜敝?，東南之水由福溝而出”，兩溝大致以文清路為界。其中，福溝自南門開始經建國路中段、均井巷、攀高鋪至八境路，在這條線以東的溝道屬福溝系統(tǒng)，集水面積約2.3平方公里，主溝長約11.6公里，通過水窗口、刑祠廟、八境公園3個出口流入貢江和八境路（北門）出水口注入章江。壽溝自新贛南路、大小新開路、西津路至西門，在這條線以西、以北的屬壽溝系統(tǒng)，集水面積約0.4平方公里，主溝長約1公里，通過西門口、城腳下2個出水口經過護城濠排入章江。兩溝全長12.6公里，對應地上區(qū)域2.7平方公里，6個出水口中，3個排入章江，3個排入貢江。

福壽溝工程主要分為三大部分，一是將原來簡易的下水道改造成矩形斷面，磚石砌壘，“廣二三尺，深五六尺，砌以磚，復以石”，溝頂用條石覆蓋，縱橫遍布城市的各個角落，分別將城市的污水收集排放到貢江和章江，溝頂分布著銅錢狀的排水孔。在后期的維修過程中，有的溝段改為了磚拱結構。

二是將福壽二溝與城內的三池（鳳凰池、金魚池、嘶馬池）以及清水塘、荷包塘、蕹菜塘等幾十口池塘連通起來，一方面增加城市暴雨時的雨水調節(jié)容量，減少街道淹沒的面積和時間，另一方面利用池塘養(yǎng)魚、淤泥種菜，形成生態(tài)環(huán)保循環(huán)鏈。

三是建設了12個防止洪水季節(jié)江水倒灌，造成城內內澇災害的水窗（其中6個已無據可查），這種水窗結構由外閘門、度龍橋、內閘門和調節(jié)池四部分組成，主要是運用水力學原理，江水上漲時，利用水力將外閘門自動關閉，若水位下降到低于水窗，則借水窗內溝道之水力將內閘門沖開。

三、福壽溝與現代排水理論對比教學

（一）排水流域劃分

福壽溝：“壽溝受城北之水，東南之水由福溝而出”，排水流域劃分充分考慮了城市地勢西南高、東北低的地形特點。

現代規(guī)范及標準等相關要求：排水干管應布置在排水區(qū)域內地勢較低或便于雨污水匯集的地帶。

（二）平面布置

福壽溝：兩個排水干道系統(tǒng)的走向形似篆體的“?！?、“壽”二字，溝渠疏密均勻，溝渠密度為4.67km/km2，有利于地面雨水收集。

現代規(guī)范及標準等相關要求：盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的雨污水能自流排出。

（三）溝渠斷面與水力性能

福壽溝：福壽溝為矩形斷面，磚石砌壘，“廣二三尺，深五六尺，砌以磚，復以石”，溝頂用條石覆蓋，在后期的維修過程中，有的溝段改為了磚拱結構。

現代規(guī)范及標準等相關要求：排水管渠的斷面形狀應根據設計流量、埋設深度、工程環(huán)境條件，同時結合當地施工、制管技術水平和經濟、養(yǎng)護管理要求綜合確定，宜優(yōu)先選用成品管。大型和特大型管渠的斷面應方便維修、養(yǎng)護和管理。當輸送易造成管渠內沉析的污水時，管渠形式和斷面的確定，必須考慮維護檢修的方便。

（四）流速

福壽溝：2005年中央電視臺《走遍中國》欄目組曾經做過測試，晴天福壽溝排水流速為每分鐘40m左右，即旱流流速為0.67m/s。

現代規(guī)范及標準等相關要求：《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）（2014年版）規(guī)定的最小流速為0.6m/s。

（五）埋深

福壽溝：埋深多在3m以內，覆土多在0.5m至1.2m之間。

現代規(guī)范及標準等相關要求：一般在土壤干燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過7～8m;在土質差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過5m。

（六）雨水口與出水構筑物

福壽溝：雨水通過銅錢狀的排水孔流入街道邊溝，然后進入福壽溝內;福壽溝排出口采用的是水窗，由外閘門、度龍橋、內閘門和調節(jié)池四部分組成，與現在“防潮井”的構造和功能相似。

現代規(guī)范及標準等相關要求：立算式雨水和平算式雨水口;排出口采用防潮井、防潮門等型式。

（七）檢查井

福壽溝采用的是方形，現在的檢查井一般呈圓形。

（八）管渠材質

福壽溝采用的是桐油、黃泥、沙石（俗稱三合土）和青磚、麻條石等混合建筑材料，有較好的耐腐蝕性，并利于更換磚石。現代排水管渠多為混凝土管渠。

（九）綜合防洪

福壽溝系統(tǒng)采用的是城墻、調蓄塘聯合防洪，現代城市采用的是防洪堤、排澇泵站聯合防洪。

（十）污水處理

福壽溝系統(tǒng)采用的是集城市雨污水排放、諸多池塘調蓄雨水、調節(jié)城市環(huán)境空氣濕度、池塘停積淤泥、池塘養(yǎng)魚、淤泥作為有機肥料用來種菜的生態(tài)環(huán)保循環(huán)鏈系統(tǒng)?，F代城市采用的是污水處理廠集中處理的方式。

四、福壽溝設計特點分析

（一）利用池塘調蓄雨水，結合城墻綜合防洪

福壽溝在排水流域劃分、平面布置、管網走向、溝渠斷面、坡度、埋深、雨水口設置、排出口設置、全過程重力流等方面進行了優(yōu)化設計，使得污水、雨水能夠及時收集和轉輸，在排澇的同時，福壽溝采取了池、塘調蓄雨水的辦法，從而大大提高了抗暴雨的能力。在現代排水系統(tǒng)中，多采用設排澇泵站的辦法來防內澇，從而增加建造費用和維護成本，由于干管距離過長，常導致路面短期積水現象嚴重，同時大大增加管內雨水流速，致使“汽車泡水”、“下雨掉井”等現象時有發(fā)生，安全系數不如福壽溝排澇調蓄相結合的排水系統(tǒng)。從調蓄雨水的角度來講，在現代城市中低洼處建設池、塘、湖仍有較強的現實意義。

福壽溝與古城墻結合，形成了完整的防洪體系。福壽溝解決的是雨污水排放與雨水調蓄的問題，城墻解決的是防洪的問題，城墻能有效阻止上游暴雨引起水位高漲導致的章江、貢江洪水倒灌，福壽溝與城墻兩者結合，形成了完整的防洪體系，確保了贛州的“千年不澇”。

（二）污水穩(wěn)定塘生態(tài)處理

福壽溝采用的是生態(tài)環(huán)保循環(huán)鏈系統(tǒng)，在現在來講，這些池、塘是一種具有雨水調蓄作用的穩(wěn)定塘，雖然在現代都市已經不適合建設穩(wěn)定塘，但在一些小縣城、小鎮(zhèn)、農村建設具有雨水調蓄作用的穩(wěn)定塘具有實際意義，可以形成立體生態(tài)，有利于污水利用、污染物降解、雨水調蓄和景觀美化。

五、結語

結合宋代建設的福壽溝排水系統(tǒng)，通過現場踏勘和課堂教學，讓學生對古代城市排水工程、福壽溝特點、現代排水理論有了更為深刻的理解，有助于學生了解城市排水技術的發(fā)展與演變，有助于拓展學生城市規(guī)劃、排水規(guī)劃的思路，福壽溝與當前倡導的海綿城市理念是相符的，在當前城市內澇頻發(fā)的情況下，挖掘福壽溝對現代排水工程的指導作用具有現實意義。

參考文獻：

[1]吳慶洲，李海根.中國城市建設史的活教材——歷史文化名城贛州[J].古建園林技術，1995，（2）：53-60.