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先秦时期中原地区城市供水研究

2019-05-17李春亭

浙江水利水电学院学报 2019年2期
关键词:水井供水用水

李春亭

(云南民族大学 校团委,云南 昆明 650504)

城市的出现是人类走向成熟和文明的标志,也是人类群居生活的高级形式。《战国策·赵策》载:“古者四海之内,分为万国。城虽大,无过三百丈者;人虽众,无过三千家者。……今千丈之城,万家之邑相望也。”[1]周初之大城,也不过3 000户,1.5万人。从考古学来看,东周时期的大小城市发展很快,数量和规模都是前此无法比拟的[2],齐都临淄战国时有人口21万人,其他大城市的人口可能与此相符。赵文林在《中国人口史》中认为,战国时期总人口数约3 200万[3],俞伟超曾断言:“人口集中于城市的情况,在战国至汉代(至少至西汉),在我国历史上是仅见的,这样的历史完全可以说是城市的历史。”[4]

供水是城市规划和建设中一项极为重要的问题,从城市的生产、生活、安全、交通等方面来讲,城市供水主要解决四个方面的用水需求:一是生产、生活、风景园林用水;二是防护、消防用水;三是交通用水;四是卫生和降温用水[5]。《管子》认为城市布局要因地制宜,视地形和水利条件而定,同时要考虑供水与排水问题。近年来,随着国家对城市历史保护的重视、考古发现的突破和古文献研究的深入,先秦城市问题受到越来越多学者的青睐,已有的研究着重于先秦时期各时段城址,在资料的选取上偏向于对考古学资料的使用。据笔者目力所及,关于先秦城市供水的实证研究并不多见,刘继刚借助考古资料论述了先秦时期城市给水的两种方式——凿井取水和穿渠饮水[6];讨论中国古代城市供水问题的论述丰硕,吴庆洲在《中国古代的城市水系》中,从城市选址与江湖水系,城市水系的规划建设、城市水系类型、城市水系功用、城市水系与城市的特色、城市水系管理等方面,从理论上对中国古代城市的水系进行深入探讨;辛德勇研究了汉唐时期长安附近自然河道、人工渠道的演变、方位、兴修过程及运输效能,为本文研究提供了有益的参考。先秦时期的中国城市主要分布在中原文化和吴楚文化的中心地带。为使论述更加深入,本文的研究时间上以先秦为断限,空间上限定在广义的中原地区,在考古发现和前人研究基础上,围绕考古发现的先秦时期中原地区城址,考证先秦时期中原地区城市供水设施的基础事实,归纳城市供水的方式,以期对中国先秦城市规划建设理论与历史、早期城市的保护与利用有所裨益。不周之处,敬希各位方家批评指正。

1 自然河湖

1.1 自然河湖与早期城市选址密切相关

梁启超于《中国古代思潮》中说:“凡人群第一期之文化,必依河流而起,此万国之所同也。”黄河、长江、辽河、珠江等大江、大河孕育了中华文明。夏代以前的漫长岁月,人类对环境的适应能力有限。宋镇豪在《夏商社会生活史》中对仰韶文化遗址分布的宏观考察表明:渭河流域平均每千平方公里约6.5处,河南伊洛—郑州地区及山西南部每千平方公里约仅2.8处,其余地区密度不过1处河南淇水沿岸一段,15个现代村落中发现了11处新石器时代聚居地遗址。这说明,早在六七千年前,人类选择聚居地时,已经充分考虑到水的因素。西阴遗址的西部就是运粮河的故道,运粮河与慰郭河大概就是西阴史前居民做饮料的地方[7]。

1.2 临河建城是早期城市选址的准则

为了防止水患,城址还要建立在河流的凸岸边。按照水的惯性,河流的凹岸是被冲刷的一侧,在长期的冲刷过程中,会逐步坍塌造成基地往内逐渐缩小,河流逼近,带来水患,凸岸因为泥砂淤积逐渐向外延伸,基地面积不断扩大而远离水患[8]。先秦时期的城市都依山傍水,不是沿江、沿河就是沿湖、沿海;中原地区的城市附近往往有自然河流,或是人工渠水穿城而过。殷纣率天下将甲百万,左饮于淇谷,右饮于洹水,淇水竭而洹水不流[1];齐国自西周始封起就以临淄为都。考古发掘表明:临淄东濒淄水,西邻泥河;鲁国曲阜位于洙、泗之间;燕国下都东西二城,皆在北易水和中易水之间,东城的南垣更邻近中易水;晋都新田处于汾、浍二水行将汇合处,由于近汾水,西北隅已为汾水冲蚀而残缺。战国时期韩国都城新郑,濒邻黄水河,洎河由城西南隅穿过;赵国都城邯郸在今河北邯郸县西南,赵王城东北有一大城圈,清河由西北斜流穿城而过,而沁河也由西向东,贯穿于东北大城圈之中;魏都安邑有青龙河流过。这些河流即使后来有所变迁,相距应当也不远,可见城市生活与河流关系的密切[9]。河流是早期生活用水和生产用水最便利的供给方式,后来由于污染的缘故,河流主要供城市风景园林而用,直接饮用的成分也有所降低。

2 凿井汲水

我国是亚洲发明水井最早的国家,西阴史前的居民就已经用井水做饮料[10]。由于地下水蕴藏丰富,潜水层较浅,凿井便利,而且井水比地表水更稳定、可靠清洁,城市居民的饮用水主要靠井水,近水地区的居民洗涤用水则主要依靠地表水。

传说春秋时代,人们已经发明了水井,《吕氏春秋·勿躬篇》载:“伯益作井”[11]。《周易·井》的记载表明:乡镇组织的位置可以改变,而井的位置却不可以改变;井水养人是源源不断的;井水有泥不能喝;井水清凉似泉水就可以喝;井壁、井口要经常修治;井口收小,不能盖上[12]。河流水易受外界污染,井水取自地下,水质较好,不仅卫生而且甘甜。凿井技术的进步,意味着人们可以离开河旁湖畔,到广阔的平原上定居生活,在肥沃的冲积平原、山间盆地开发土地,从事农业生产。

河姆渡遗址第二层发现的一眼木构浅水井,是我国已知最早的水井遗迹。大汶口文化时期,水井的使用已经比较广泛;龙山文化时期我国已经出现了城市,水井的使用已经非常普遍。河南辉县孟庄城址——龙山文化晚期和夏商时代三叠城址,考古发现了水井的遗迹,在涧沟、白营的居住区附近还发现了设有木构框架的水井[13]。

考古发现的水井,多用绳系的瓶罐木桶由辘轳汲水,有防止淤塞和塌方的井圈,有用砖砌成的井台,为了保证井水的卫生,有的井上面还修了井亭。石家庄藁城台西商代遗址,房屋附近发现的水井,平面为圆形或圆角长方形,井内发现有木制的井盘等痕迹,水井中还有木瘿子制所制水桶、陶罐等遗物,陶罐的颈部有系绳的痕迹,显然是汲水时掉入井底的,这些水井当时应是商代居民生活用水的来源。

井的区域分布和密集程度,与井的用途相关。根据目前所掌握的材料,依据用途可将考古所发现的水井分为三类:第一类是密集于手工业区、矿山、窑址、城垣附近的水井,井坑较浅。根据出土遗物,应与手工业生产、冶炼冷却、制陶或修建夯土城垣有关,郑韩故城的手工作坊区,水井分布密集。第二类是房屋、建筑台基周围的水井。井坑较深,陶井圈以下还有竹或芦苇编织物,防止淤塞,出土陶汲水罐或木桶,应是生活用水井,生活用水井密集区,人口也比较稠密。在城市的粮仓附近凿井,在宫内设置铜缸木桶,以供消防使用。第三类,井内遗物少,未发现汲水罐,有的井内还出土大型陶瓮,可能是冷藏井。井壁上对称的脚窝,是施工时留下的,以便人员上下。井圈是为防止井壁倒塌,通常在容易塌方的上半部使用,同时也可以起到防止淤泥、流沙淤塞的作用。井圈主要有陶质、木制、竹制三种,齐国故城、燕下都、安徽寿县都有密集的陶圈井。较之于北方,南方古城址出土水井较少,可能与南方的河流水系发达有关。

井的深浅与地下水位有关,北方的井大约深在6~7 m,南方的井要浅一些。济宁西吴寺、章丘城子崖等遗址发现的水井,浅的近2 m,深的已达7 m,一般在5 m左右。河南省平顶山市卫城区蒲城店遗址考古发现的一口土井,二里头文化时期的水井少而浅,深仅2 m多,东周时期水井多且较深,深达4 m以上,说明从夏代至东周当地水位有所下降。

3 修池贮水

修池贮水在早期城址中比较多见。贮水不仅可以蓄水备用,还能起到澄清、净化水质的作用。不但可供给水之用,还可供暴雨时排水。除了瓮、桶、水池、池沼等常见的储水设施外,张博泉先生认为,古代的井也有公共贮水池的作用[16]。鲁东五莲县丹土城址,城墙南部发掘出1个蓄水池;章丘城子崖也有水井和水池遗迹发现;殷代二里岗时期宫殿建筑密集的地区,有东西100 m、南北20 m的贮水池,池底铺满了石板,侧壁则堆积了卵石,推测是为确保宫殿的生活用水而建。郑韩故城东城(外城)中部偏南,手工作坊分布区,发现一座战国时期的储水设施。这个储水设施由进水沟、暗道及陶水管、储水井三部分组成;进水沟东西向长约23 m、宽1.65 m、深约0.5 m,南北两壁由夯土筑成,暗道开在北壁上,呈拱形,高1 m,南高北低,内铺设圆形陶水管道(残存5节)与储水井相通,储水井井口为圆形,φ1.4 m,深6.3 m[16]。燕下都位于中易水与北易水之间,东西两侧有城壕和古运粮河;东城内文化遗存丰富,发现数条古河道;南支古河道以北分布着大量的大型夯土台基,应为宫殿区,北支东端有蓄水池。

登封战国时期阳城遗址发现的贮水池,开凿在红色岩石层中,口大底小、西宽东窄。水池口部东西长14.6 m,西端宽4.52 m,东端宽4.2 m;底部东西长13.25 m,西端宽3.75 m,东端宽3.25 m;水池西端深2.2 m,东端深1.5 m。水池底部平铺一层Φ约0.4~0.5 m的河卵石,用以沉淀水中泥沙。水池东壁底部中间,开凿了一个西高东低的小涵洞,铺设有11节陶水管道,将池水由东向西输送。涵洞外有一个阀门坑,用来堵水和放水,反映了当时城市给水设施的先进水平[18]。

4 引水供给

“世受其利者,必受其害。”古人滨河而居,有取水的便利,也面临遭受水患的危险。所以城市选址时,既需“水用足”,又要“沟防省”。随着人类社会发展的不断进步,人类逐渐认识到水的利用规律。根据地形特点,修筑引水渠道,通过改变水资源的时空分布,想方设法为城市供水。

开渠引水是城市引水的重要方式。《周礼·考工记》载:“凡沟逆地,谓之不行;水属不理孙,谓之不行。梢沟三十里而广倍;凡行奠水,磬折以参伍。欲为渊,则句于矩。凡沟必因水势,防必因地势。善沟者水漱之,善防者水淫之。”[19]告诉人们,挖沟一定要顺着水势;水流不顺或所挖之沟违背地理条件,就会导致决口漫溢;没有开垦的土地上的水沟,每经1 500 m,宽度就要增加1倍;导引死水时,引沟需要多几道大角度的拐弯;如果要将流水蓄积为深渊,就要使水道的弯度<90°[20]。偃师商城有由西而东横贯商城的尸乡沟,宽达30~60 m,深达5.5 m以上,向东与城东南的大水池,水池东西,南北各约1 500 m相连,水池形成的年代早,存在时间长,汉魏时期尚未干涸壅塞;尸乡沟与大水池构成偃师商城的城市水系[21]。燕下都武阳城址,望景台与张公台距离约450 m,之间有一φ约为260 m的圆形内湖,由全长5 700 m,宽60~80 m的2号古河道引水注入其中。

《管子》构思了用管道引水向高处的办法。《管子》载:桓公曰:“水可扼而使东西南北及高乎?”管仲对曰:“可。夫水之性,以高走下则疾,至于石。而下向高,即留而不行,故高其上领瓴之,尺有十分之三,里满四十九者,水可走也。乃迂其道而远之,以势行之[22]。桓公问管仲,能否拦截水而使之窟流向东西南北以及高处。管仲回答说,提高上游的水位,用瓦管子来导引,每尺之内有3/10的坡度,每里内铺设49根管子,水就可流得快。再使水道迂曲而流向远处,顺着水势就能流到高处。

登封战国时期阳城遗址建筑在地势较高的坡地上,借助埋设于地下的输水管道,从小河上游向城内供水。陶水管道自北向南铺设在岩石层中挖好的沟槽内,每隔30~50 m有一个三通管,其南端与一个贮水池相连,把北面高地流来的水送入贮水池内[23];城内共发现8处供水设施,这些设施将城外东、西两边的小河上游的水通过地下输水管道引入城内使用。整个供水设施,包括由陶排水管道组成输水管道,控制水流量的控制坑,沉淀泥沙的澄水池,储水坑和蓄水瓮组成。从平面布局来看,Ⅰ~Ⅴ号管道位于城内北中部,Ⅵ~Ⅶ号管道位于城内的西北部,Ⅷ号管道位于东城墙下,分别向各个地区的居民供水[24]。这个设施,即使在今天来看也不落后。此外,铁器的出现和数学、测量技术的进步,也在不同程度上推动了城市供水设施的建设。

5 结 语

先秦时期中原地区城市,尊重自然规律,多依河湖建城,因地制宜运用自然河湖、凿井汲水、修池贮水、开渠引水、管道输水等方法,从“硬件上”扩大城市水体规模,解决生产生活用水、宫殿园林用水、灌溉用水、消防用水、护城河用水问题;供水设施的不断完善,具备了满足更多人口聚居生活的条件,促进城市的良性发展。城市的发展是一个历史的过程,先秦时期中原地区城市的供水方式,是中国城市供水设施演进的先驱,体现了古人的智慧,展现了我国早期城市建设的成就,也为中国后来城市的规划和发展奠定了基础。近年来,在国家的重视下,随着考古发现的突破和古文献研究的深入,我们对先秦时期中原城市水利建设的了解,得到极大的丰富和拓展,许多不甚明晰的问题也得以厘清。未来一段时间这一问题的深入,仍然有赖于此。

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