7月20日大雨过后,媒体争相传播一组故宫雨景照片,展示了难得的“千龙出水”场景。面对超级暴雨,近600岁的紫禁城几乎没有明显的积水。昨晚,故宫博物院院长山吉祥向媒体披露了紫禁城“最牛”排水系统的秘密。地上径流“千龙出水”,地下暗沟纵横交错,故宫排水系统完善,排水能力强,体现了前人建筑的智慧和匠心。
奥秘 1 适应地形略有坡度
据单霁翔介绍,在紫禁城建设之初,对排水系统进行了精确测量、精确设计和精细施工。京城北依燕山,东临渤海,地形北高南低,所以水流向东南。
紫禁城的地面符合北京的地理环境。总体趋势也是北高南低,中高两侧低,略有坡度。其中,紫禁城北门神武门地平标高46.05米,南门午门地平标高44.28米,南北地平标高约2米。这个斜坡为自然排水创造了有利条件,使积水能够缓慢排泄。
此外,紫禁城的所有排水沟都通向内金水河。内金水河与紫禁城墙外52米宽的护城河相连,与周边外金水河、中南海等水系相连,消除紫禁城雨水。
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奥秘 2 明沟暗沟四通八达
山吉祥说,紫禁城的总雨水趋势是东西雨水流入南北干沟,然后流入内金水河。经过总体规划,整个排水系统设计创建了一个大型的人工排水网络,主次分明,明暗结合。疏浚各宫殿庭院的排水系统包括干沟、支沟、明沟、暗沟、涵洞、流水沟眼等多种排水设施。
据山吉祥介绍,紫禁城排水系统分为建筑排水、地表径流、地下暗沟三类。雨水降落时,部分雨水落在建筑物上,沿着建筑物屋顶的琉璃瓦落在地上。之后,雨水会沿着明沟流向地下暗沟口,部分雨水会直接形成地表径流,沿着地面坡度流入庭院和房屋基础周围的石槽明沟。如果明沟有台阶或建筑物,就会从“沟眼”穿过,汇入暗沟。地下暗沟纵横交错,四通八达,雨水排入暗沟后,再由支沟汇集到干沟中,通过干沟排入内金水河。经过多年的固定时间挖掘和维护,几百年来排水效果良好,无论雨量有多大,都没有积水的缺点。
奥秘 “千龙出水”永远不会积累
网上流传的“千龙出水”照片,让人感叹故宫的壮丽雨景。单霁翔说,这组照片来自故宫前三殿。
太和殿、中和殿、保和殿前后排列,位于一个8米多高的工字台基上,台基面积2.5万平方米,分为三层。台基周围栏杆底部有排水孔,每根望柱下有一个雕刻精美的石龙头,口中有凿孔,是主排水口。三层有1142个龙头。这些水龙头,又称奇首或角兽,用于须弥座角落和望柱外缘下的排水结构。它们大多雕刻成龙首形,既能排水,又具有良好的装饰效果。
山吉祥说,当暴雨来临时,雨水一层一层地落下,使桌子上没有水。雨水从头部的头孔流出,在大雨中像白色练习,小雨像冰柱,在大雨中,将呈现“龙出水”的场景,非常壮观。三场雨水逐层向下流动,医院地面有泛水坡度,北高南低,周围散水有石槽明沟,台阶下有石券涵洞连接干沟,使水顺利通过,最终排入内金水河。
奥秘 4 全石沟坚固耐用
山吉祥说,紫禁城的古代排水设施是紫禁城世界文化遗产的重要组成部分,应该像紫禁城的古建筑一样得到精心照顾。为期18年的紫禁城古建筑整体保护和修复工程包括了古代排水系统的保护,并正在稳步推进实施。
故宫博物院的排水系统非常大,只保留了15公里以上的古雨水沟,其中近13公里。故宫博物院将排水系统分为几个区域,根据区域制定集中清洗计划,逐一进行,在4-5年内完成医院排水系统的集中清洗。
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此外,故宫排水系统功能强大的一个重要原因是故宫的许多明暗雨沟都是全石制成的,坚固耐用。当然,也有一些砖石混合或砖,在以往的维护调查中,发现损坏的部件及时更换,以确保大雨中排水顺畅。
奥秘 5 雨污分离提升功能
山吉祥透露,随着故宫社会功能的增加和加强,在保护和保留原雨水系统的同时,需要继续建设和完善污水排放系统,实现雨水和污水分流排水系统的建设。目前,故宫博物院内的排水系统已形成两套雨水和污水分离的排水系统。污水系统是连接市政管网的单独管道,排水系统仅用于消除雨水。
山吉祥还表示,在古代排水系统与现代排水系统相结合的同时,人员管理也应到位。在暴雨过程中,所有工作人员都值班。一是制定防洪计划,全职人员到位,准备疏浚工具到位,随时排除堵塞点。二是与北京市水务局河湖管理处建立密切联系,确保沟通畅通,雨季随时监测金水水位,及时调整金水水位。
山吉祥认为,故宫排水系统能够经受住暴雨的考验,不仅是古代排水系统沉淀下来的“工匠精神”,而且在“正确的时间、正确的地点和人”的综合作用下,创造了当今强大的排水防灾功能。
为什么紫禁城暴雨后没有明显的积水?故宫博物院院长揭露了这个秘密