汉唐长安城明清西安城地下水的污染

     
　　西安是中国七大古都之一，有3000多年的悠久历史。汉唐时期以长安这个金光闪闪的名字著称于世。公元1369年(明太祖朱元璋洪武二年)开始称西安。在漫长的历史岁月里，这座千门万户、车水马龙的繁华都城的居民，在相当长的时期都无可奈何地饮用着苦水。到20世纪40年代，西安还流行着“吃油容易吃水难”的谚语。其实，对城市居民来说，吃油谈何容易，这只不过说明想吃到一口甜水是多么的艰难而已。在这里不禁使人提出这样的疑问：当初建造这座巍巍长安城时地下水是苦的吗?统治者为什么要在苦水区建造这座都城呢?如果说当时这里的地下水不是苦的，那么，从什么时候开始，是什么原因造成长安城的地下水咸苦?
　　一、汉唐长安城址选择的地理环境
　　汉唐长安城位于中国黄土高原的南部边缘，陕西省关中平原的中部。南依秦岭，北临渭水。由于地质构造运动形成的秦岭山体和渭河地堑，经过长期流水的侵蚀、搬运、堆积作用形成了河床、河漫滩、阶地，特别是流水堆积物及黄土侵蚀形态组成复杂多姿的地貌类型。西安地区总的地势是东南高，西北低。发源于秦岭的灞河、浐河、潏河、沣河，受地形的制约，均由东南趋向西北。
　　汉唐长安城选择关中平原最开阔地区的渭河南岸二级阶地上，高出渭河床约20米，受不到洪水泛滥的威胁，而它的东面有灞河、浐河；南有潏河、洨河；西有沣河、涝河；北有泾河、渭河，八水环绕(所谓“八水绕长安”)。有丰沛的地面流水和地下水资源(据西安市地方志馆等所编的《西安通览》记载，西安市水资源总量为31.46亿立方米，其中天然地表水资源量为24.87亿立方米，地下水资源量为16.95立方米)，这正符合中国古代选择都城对水资源条件的要求①。
　　汉唐长安城是人类经过长期实践于丛莽混沌的自然环境中选择了龙首原的南北麓。龙首原是突起于渭河二级阶地的一条长岗，东起浐河崖畔的光泰门，尾至三桥火车站以南，长约30公里，高出南北约10余米，海拔高度约420米，宛如一条游龙，故称龙首原。据考察所知，渭河二级阶地不是一次形成，当三级阶地形成之后，地壳上升，渭河下切，继之一个相对稳定时期，后因渭河游荡，侵蚀原来三级阶地的泥沙，又形成二级阶地，残留于二级阶地之上的三级阶地就是现在所称的龙首原。龙首原与渭河二级阶地，均为由更新世黄土覆盖的冲积层，多孔，疏松，有垂直节理，渗水透水性能良好。龙首原川原秀丽，地势高亢，把都城，特别是都城内的宫殿建在这里，既占有军事上的有利地位，又气势磅礴，异常壮丽，使都城的建筑艺术与当地地理特征紧密结合，充分发挥地理上的优势。
　　唐长安城毁于唐昭宗天祐元年(904)，同年祐国军节度使韩建以唐皇城为基础，去其宫城和外郭城。明洪武二年名西安，此后又扩大并增修了城垣(东北两面向外扩展)，这就是保留至今的明清西安城。
　　二、地下水污染的历史记载
　　汉唐长安城内外曲流环绕，有丰沛的水源，既为宫殿建设提供了优美的环境，又为水运提供了有利条件，还能为全城提供清澈的饮用水。所以在公元前194年兴建汉长安城以后的几百年间，从历史的记载中，还没有关于地下水苦咸的记录。相反从西安出土的汉代铜镜上的铭文“食玉英饮礼泉”来看，却是甘美的地下水。当然，铜镜上的铭文是一种美好的愿望。
　　汉长安城最早出现苦水的记载是公元582年(隋开皇二年)“汉营此城，经今将八百岁，水皆咸卤，不甚宜人”(《隋书·庾季才传》)，这竟成为隋另建新都的主要原因之一。隋文帝在汉长安城的东南“龙首山川原秀丽，卉物滋阜，卜食相土，宜建都邑”(《隋书·高祖纪》)的地方另建了大兴城，大兴城到唐代仍称长安城。从此以后，汉长安城就成为隋唐两代的内苑。
　　隋唐长安城是当时世界上最大最完整按统一规划建造的城市，地下水丰沛，清甜可口，史籍所载城内的甜水井，比比皆是，如醴泉坊的甜水井：《两京新记》“……次南醴泉坊，开皇初筑此坊，忽闻金石之声，因掘得甘泉七所，饮者疾愈，因以名坊……”《长安志》也有相同记载，又说“隋文帝于此置醴泉监，取甘泉水供御厨”。20世纪80年代在西安市西稍门原西安飞机场内发现了隋唐时代的这七口水井。
　　延康坊西明寺内的水井，《两京新记》“延康坊西明寺，……寺内有杨素旧井，玄感被诛，家人以金投井。……今寺众谓之灵井，在僧厨院内”。这条史料虽然没有说明西明寺的井水是否甘醇可口，但既为“灵井”，又在长安城之西南，地下水由东南向西北流，应为甜水。1985年在西明寺遗址发现水井和渗井多口，其中一井是在寺东南院回廊以南一座房址里，原井口已破坏，圆形，直径2.1米，井底径1.9米，井深6.55米，全部砖砌，井壁现存103层砖②。
　　怀远坊井，据《宋高僧传》卷一八《万迥传》所载，唐中宗末年，太平公主为神僧万迥“造宅于怀远坊中，与主宅前后耳”。万迥在临终之际，众僧于阶下掘井，其水甘美，“迥宅坊中井皆咸苦，惟此井甘美”。《太平广记》卷第九二万迥条所引《谈宾录》及《两京记》与《宋高僧传》有不同点：“此坊井水，至今甘美。”《唐两京城坊考》一书将万迥宅置于醴泉坊，不知何据。
　　但唐长安城到公元860年以后，井水已多咸苦。李肇《国史补》：“善和坊旧御井，故老云非可饮之水，地卑水柔，宜用盥浣，开元中，日以骆驼数十驮入内，以供六宫。”李肇是唐元和时代(806—820)人，他说“故老云”可见善和坊的御井在元和以前就不能饮用了③。
　　唐元和以后，关于长安井水咸苦的记载逐渐增多，诗人姚合在他的《新昌里》一诗中说：“旧客常乐坊，井水浊而咸。新屋新昌里，井泉清而甜。僮仆惯苦饮，食美翻憎嫌……”(新昌坊比常乐坊偏南)。姚合在《街西居》诗中又说：“受得山野性，住城多事违。青山在宅南，回首东西稀。浅浅一井泉，数家同汲之。独我恶水浊，凿井庭之陲。自凿还自饮，亦为众所非。呈嗟世间事，洁身诚难为。”(《全唐诗》卷四九八)姚合是元和开成年间(806—840)人，他住的常乐坊所出的美酒声价满长安，但是饮水却是咸的，他搬到新昌里，那里也有“浅浅一井泉，数家同汲之”的困难情况，不过因为新昌里地处长安南部，在今大雁塔附近，地下水流向是由东南流向西北，地下水尚未受城市污染的原因，故井水是甜的。
　　《酉阳杂俎》“永宁坊……王相涯宅南，有一井水腐不可饮”。从唐中叶开始的井水苦咸现象就愈来愈严重了。宋大中祥符七年(1014)，陈尧咨奏“永兴军(即西安城)井泉大半咸苦，民居不堪食，州臣亲相度城东二里有水渠曰龙首渠其水清冷甘洌，可五十六丈开渠引注入城，散流缠闾间，出纳城壕，阖城食甜水……”(《宋史·河渠志》)，陈尧咨的传上也记载“长安斥卤无甘泉”。
　　宋熙宁七年(1074)，长安《善感禅院新井记》碑(碑现存西安碑林)载“长安实汉唐之故都，当西安之冲重，衣冠豪右错居其间，连甍接桷，仅数万家，官府佛寺道观又将逾百，计其井不啻乎万也，然而舄卤之地，井泉惟咸，凡厥膳羞烹饪皆失其味，求其甘者略无一二焉”。这说明陈尧咨开渠后60年仍没有改变居民饮用苦水的情况。到了明代，“西安城中水咸苦，不可饮，请凿地引龙首渠入城以便汲，从之”(《明史·李文忠传》卷一二六)。“洪武十二年(1379)李文忠言：陕西病咸卤请穿渠城中，遥引龙首渠东注，从其请，甃以石”(《明史河渠志》)。这离陈尧咨引龙首渠已有360多年。但据《新开通济渠记碑》(碑现存西安碑林)所载龙首渠至明成化时(1465)“水仅一脉，城中居民多于晨昏争汲，汰清然后可用……”这一脉细水可能是80余年前李文忠复修的结果。当时陕西巡抚项忠按群众的建议在城西南十五里丈八沟引皂河水注城，是为通济渠。在城内用砖砌水道，上与街平，每二十丈留一口井，专人看管，启闭以时，井上备有锁钥，渠上或渠旁禁开饭店和粮店以防鼠串洞使污秽之物入内。这充分说明地下井水苦咸不得不花费很大力量从城外引进地面水来饮用的事实。与此同时，东城门也引龙首渠入城。“陕西城中旧无水道，井亦不多，居民日汲水西门外。参政余公子俊知西安府时(1465)以为关中险要之地，使城闭数日，人何以生。始凿渠城中，引浐霸水从东入西去，环甃其下以通水，其上仍为平地，迤逦作井口，使民得以就汲……”(《菽园杂记》)(明陆容撰，载《墨海金壶》卷一)，说城中旧无水道不符合事实，《新开通济渠记》碑阴已经记载东引浐河的事实。
　　上述引渠入城，屡修屡废。明·王恕《修渠记》(康熙《长安县志》卷一)“陕西城中水苦咸不可用，故昔人凿龙首、通济渠……”。此后，弘治间(1488—1505)周季麟等修通济、龙首两渠。“二渠每十家作一井口，以砖为栏，以磁为口，以板为盖，启闭以时，尘垢不洁之物无隙而入，湛然通流，举皆充溢”。周季麟还是想实行20多年前新开通济渠时的制度，但是也没有实行多久。
　　降及清代，虽屡次增修龙首、通济二渠(参阅《长安县志》卷一四，《续修陕西通志稿》卷五七水利条)都是旋修旋废不能彻底解决，广大居民被迫饮用着苦咸的井水。另外，清初在西门瓮城中挖了一个水量丰沛的甜水井(可能是深水井)，许多工人推车卖水，直到20世纪50年代初期“西门甜水”还是多数茶铺招引顾客的招牌。
　　三、地下水污染的原因
　　汉唐长安及明清西安地下水苦咸究竟是什么时候开始的?形成苦咸的具体条件又是怎样变化的?为什么汉长安城初期未闻地下水苦咸而后来苦咸到非另迁都不可?为什么隋唐长安城初期大多为甜水而安史之乱后多为苦水呢?又为什么自唐中叶开始的苦水愈来愈严重呢?
　　本文所述之地下水“污染”，从严格的定义上来说，并非现代环境监测法测定出水中有害物质的化学成分超过了规定的指标，从而确定的水污染。而是从史籍所载汉唐长安城地下水苦、咸的记述，结合当今西安市区及附近仍然是苦、咸的地下水的化学成分分析而推论的污染。
　　地下水甜和咸或苦的区别乃是由于地下水(或井水)含有不同的矿物质和气体的缘故。当水中溶解有二氧化碳气时就有爽口的味道，含有适量的重碳酸钙，水就甘美可口，这就是甜水。但当水中含有硫酸镁和硫酸钠时就带苦味，含有氯化钠的水就有咸味，这就是通常称的“咸水”。反映西安历史时期地下水咸的字辞综计有“卤”、“咸”、“苦”、“腐”、“水柔”等。“卤”许慎《说文解字》十二篇上《卤部》中说：“卤，西方咸地也。……安定有卤县，东方谓之厥(斥)，西方谓之卤。”《左传》襄二十五年，“表淳卤”。贾逵注“淳，咸也”。杜预《左传集解》“淳卤，埆薄之地”。刘熙《释名释地》“地不生物曰卤，卤或加水为*(左氵右卤)”。“*(左氵右卤)”字《尔雅·释言》“*(左氵右卤)科，咸苦也”。郭璞注“*(左氵右卤)，苦地下……苦即大咸”，由此可见“*(左氵右卤)”、“咸”、“苦”都是由于其中的硫酸盐类和氯化物所致。至于“水腐”，腐即是臭败陈旧，《吕氏春秋·尽数》“流水不腐”，注谓“腐”，臭败也。这除了气味外，还可能有不符合饮用水的微生物存在。“水柔”推敲贯穿上下文句“地卑水柔，宜用濯”来看，大概也属于苦咸之类吧!
　　造成地下水苦咸的原因首先是造成苦咸的物质来源，这种物质来源一是来自地下水的上源，二是可能与该地区地层中所含的化学成分有关，或者是历史时期人类长期活动的污染所造成。根据有关资料来分析，西安市地下水的苦咸既不是上游溶解各种盐类，也不是本地区地层中所含化学的成分所致，而是城市居民长期生产生活的污染。据化验西安有关井水的资料来看，地下水(井水)除个别井及南郊外，主要是HCO2SO4、HCO3CI矿化度较高的咸水，是不符合对饮用水水质评价的基本要求的④。
　　另据《西安市郊区肥水资源普查报告》和《肥水》⑤一书中关于肥水分布的规律来看，肥水即是一种含有相当数量硝态氮和或多或少其他可溶盐的浅层地下水，透明、无色、无臭、味苦、燥、涩、咸，一般为中性或微碱性的潜水。这种肥水从各地调查情况来看，主要是由于居民点长期人类活动的结果。
　　四、地下水污染过程与规律
　　汉长安城建城初期，人们活动时间较短，污物垃圾的污染还有一个形成过程，再加上：第一，汉长安城兴建时很注意地下水排污设施，无论是房屋或是街市建筑，许多都有严密的陶制水道管连接起来，把污水向外排出，这在许多考古发现的遗址中都常常看到。第二，汉城内外有漕渠、昆明池水和泬水等及其支流纵横贯注，对地下水的稀释作用很大。特别是渭河，它补给汉长安城的地下水。
　　从西汉末年至隋初这五百多年间，汉长安城遭受到多次严重的破坏，“此城从汉凋残日久，屡为战场，旧经丧乱……”(《隋书·高祖纪》)。至于多次战争的破坏事例更不遑列举。地面引水系统大部分已淹没无闻，地下排水管道也遭到严重破坏而宣泄不畅，污泥浊水人粪垃圾等秽臭之物潴积，所以到隋初水皆咸卤，这个污染过程，大致是从西汉末年开始，至隋初便非迁居不可。元代胡三省注《通鉴》时已经指出“京都(指汉长安)地大人众，加之岁久壅底垫隘，秽恶聚而不泄，则水多咸苦”。这样的见解是有道理的。
　　隋唐长安城不仅山川秀丽，而且在城市建设之初就兴建龙首、清明、永安三大渠道网，随后又修建了黄渠、漕渠等，引水入城区萦回曲折并和城区内的曲江、兴庆、蓬莱等池串通。这些清澈的流水不仅给美丽宏伟的长安增添了不少风采，而且还能补给地下水，稀释地下水的浓度。隋唐长安城的排水系统也较汉长安更为完善。据考古发掘⑥，每条大街的两侧或一侧都有水沟。例如朱雀门大街水沟的形制是沟上口宽3.3米，底宽2.34米，沟东壁深2.1米，沟西壁深1.7米，断面呈上宽下窄的梯形，沟两壁均呈76度的坡度，沟壁修制得很光整，未加木板或砖砌，这是大街的情况。一般坊市也有排水沟，商业区的西市在街道两侧均有水沟，早期的水沟尚未砌砖，但两壁均附有木板，在木板之外竖有木柱，以此来防备沟壁坍塌，这些木板与立柱及柱洞等均清晰可辨。晚期的水沟两壁均砌以长方砖，沟底平铺素面方砖。另据陕西省文管会的报导，“几年来在西安市东西北郊都发现有唐时石与砖筑的水道，还有用瓦筒与石灰接的水道，在砖石砌筑的水道间还有铁闸门，这种闸门有菱形和直棂形之不同。……可能是唐时通皇宫的水闸门”⑦。这种水道可能是引渠水而不是排污水。正因为如此，在隋唐初期以至于开元年间，自居民以至于皇宫均饮用井水，而这些井水没有苦水的记录，却有不少甜水的记载，这一点恐怕不仅是由于资料残存的偶然原因吧!
　　但是经过安史之乱，城市公共设施遭到了一定程度的破坏，原先地面和地下排水道有些堵塞宣泄不畅，如贞元二年夏，“京师通衢水深数尺，吏部侍郎崔纵自崇义里西门为水漂浮行数十步，街铺卒救之获免，其日溺死者甚众”(《旧唐书·五行志》)。元和七年，“京师大风雨，毁屋扬瓦，人多压死。水积城南，深处丈余，入明德门犹渐车辐”(《旧唐书·五行志》)。这些特大降雨造成的积水，主要是因为排水设施的破坏，城内积水是造成地下水污染的条件之一。
　　从上述可知唐长安地下水咸苦大约开始于天宝末年(755)之后，这距开始建都仅170多年。
　　从唐中叶开始的井水污染一直延续下来，虽然经过宋、明、清各代引用地面水来改善居民的饮水条件，但由于没有排水设施，千家万户的生活污水无法排出而潴积城内，几乎每家每户的院落内都有藏污纳垢的“渗坑”(渗井)直接污染地下水。而地面又缺少一条起到稀释作用的流水，因此城内地下水形成了恶性循环，污染越来越严重。从有关部门在关中地区大量调查肥水资源的事实说明，凡是肥水都与古代人类活动的居民点有关。就是说污染一旦形成，要消除它可能需要很长很长的时间。
　　五、汲取历史教训，改善生态环境
　　汉唐长安城布局规整，寓有新意，环境绿化，井然有序；城区内外苑囿陂池密布，风景优美；有着发达的地面和地下给、排水网，积极保护地下水，这一伟大都城的建设成就在世界古代城市建设史上也有其特殊的地位。但由于人为和自然的破坏，随着时代的变迁，汉唐长安城以及明清时期西安城的地下水的污染给这座城市居民生活造成严重的危害。然而，必须清醒地认识到，正是这座城市的所有居住者大量的粪便和生活污水，通过渗井或渗坑，逐年累月透过黄土层渗入地下，形成不宜饮用的地下苦、咸水。这一黄土地带生态环境的破坏，加之地面植被减少，地面给水的枯竭，更加严重地影响到这座城市居民的生活和城市的发展。尤其是自20世纪80年代以来，随着工业和城市建设的发展，工厂肆意排放污水废气，生态环境遭到有史以来更加严重的破坏(参见文末所附西安潜水污染图)。历史和现实都表明，由于人们认识能力和科学技术水平的限制，生态环境的破坏能够较快地形成，并逐渐朝着不利于人类生存的方向发展，而要清除这种污染，改善人们的生活环境则需要很长的时间和花费很大的力气。只有认识到这一人地矛盾关系的规律，才能汲取历史教训，采取积极防御和治理措施改善人类赖以生存的生态环境。
　　(附注：在原文基础上摘要《汉唐长安城地下水的污染与黄土地带国都的生态环境嬗变》，收集于《汉唐长安与黄土高原》《中国历史地理论丛》1998年增刊)
　　(原载《西北历史资料》1980年第1期)
　　①《管子·乘马》：“高毋近旱水用足，下毋近水而沟防省。”在江河沿岸二级阶地建造城市，既可以解决城市供水、排水，又不至于被洪水所冲毁。
　　②中国社会科学院考古研究所西安唐城工作队《唐长安西明寺遗址发掘简报》《考古》1990年第1期。
　　③《类编长安志》则云：“《长安志》善和坊有井水甜美，以供内厨。开元中以骆驼驮入内，以供六宫，谓御井。”《类编长安志》所引用的《长安志》即宋敏求之《长安志》。今本宋敏求《长安志》无此记载。
　　④参见《西安地区潜化学成分变化规律》一文和《水文地质学》(南京大学地质系萧柟森、薛禹群编)。
　　⑤西安市郊区革委会农田水电管理站、中国科学院西北水土保持生物土壤研究所《西安市郊区肥水资源普查报告》，1971年6月；中国科学院西北水土保持生物土壤研究所编著《肥水》科学出版社，1973年。
　　⑥中国科学院考古研究所唐城发掘队《唐长安城考古纪略》载《考古》1963年12期。
　　⑦《唐水道》载《西安日报》1956年12月28日。