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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(chuàng)新大賽) 2022年2期
關(guān)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(zāi),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(shè)計

去過故宮旅游的朋友都知道,整個故宮似乎是“四平八穩(wěn)”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(jīng)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(nèi)的人感受不出這種坡度,但此設(shè)計卻為故宮內(nèi)積水的排放創(chuàng)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(cè)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(fā)現(xiàn)路中間拱起了一塊,古人給這種設(shè)計產(chǎn)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(cè)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(qū)域的內(nèi)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(nèi)金水河排出故宮。

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

完善的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

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

比如神武門內(nèi)南段宮墻的北側(cè),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(nèi)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(qū)域內(nèi)的雨水排向東南端的內(nèi)金水河。

說到宮里的排水,最值得濃墨重彩的當數(shù)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(shè)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(jù)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(fā),還會吟上兩句。

房屋結(jié)構(gòu)

故宮的水排得如此優(yōu)秀,同時也少不了屋頂這個“好幫手”。

巧妙合理的坡面屋頂設(shè)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(gòu)件。

屋脊底端有三角形的“紅領(lǐng)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(gòu)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(fā)墻體開裂,帶來極大的安全隱患。為避免這種情況的發(fā)生,城墻上每隔10米就有一個凸出墻體的石質(zhì)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(cè)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(tǒng),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(shè)有專門負責維修保養(yǎng)故宮排水系統(tǒng)的機構(gòu),明朝為二十四衙門的惜薪司,清朝則是內(nèi)務(wù)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(tǒng)依舊在默默執(zhí)行著它們的任務(wù),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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