元上都是13—14世紀世界上最著名的都市之一，也是一座空前絕后的草原都市，其城市防洪與排水的成功經驗，對于今天人們應對暴雨、泥石流等自然災害具有一定的啟示意義。
　　
　　元上都的暴雨山洪
　　
　　元上都位于內蒙古自治區錫林郭勒盟正藍旗上都河鎮東北20千米處，地處閃電河（即灤河上游）北岸水草豐美的金蓮川草原。1256年，還沒有成為蒙古大汗的忽必烈，派僧人劉秉忠謀劃，選定了四面環山、水源豐富的金蓮川，開始建造一座名為開平的新城，經過三年的建設，城市初步建成，即后來的元上都。它北依龍崗，南臨灤河水，史上贊其曰：龍崗蟠其陰，灤水經其陽，四山拱衛，佳氣蔥郁……山有木，水有魚鹽，百貨狼藉，畜牧蕃息。
　　
　　元上都地處我國沙漠—黃土邊界帶上，其北界是我國夏季風所到的最北邊，但是元代時期的金蓮川仍以溫暖濕潤氣候為主，雨水豐沛。元上都西北的龍崗以北是廣袤的渾善達克沙地，因此龍崗也是元上都城抵御北方風沙的重要屏障，而龍崗以南的金蓮川因受到灤河水系滋潤，則呈現與龍崗以北截然不同的自然風貌。冬季風來臨時，此天然屏障阻擋了由西北吹過來的強烈寒冷干燥季風，減少了渾善達克沙地風沙對元上都的影響。夏季風時，龍崗阻緩了東南季風的西進，使水汽在龍崗南側聚集停留形成迎風坡降雨，滋潤了龍崗以南廣大的金蓮川。但是夏季風強烈的年份，龍崗南面降雨過多，往往形成山洪，山洪加上閃電河的洪水會直接威脅到元上都，因此元上都的建造者和管理者不得不考慮防洪問題。

　　古代城市水利工程——鐵幡竿渠
　　
　　
　　元上都的水利工程首推鐵幡竿渠，該渠以立在山上的鐵幡竿而得名。據記載，傳上都所在的金蓮川曾經為海，有龍，劉秉忠建造上京時，曾經做法驅龍，并立鐵幡竿鎮之。根據考古調查，鐵幡竿渠位于元上都城西墻外側的西北方，主要防御西北龍崗下來的山洪。劉秉忠初建開平城時，因地多沼澤，便在山上立鐵幡竿以鎮水，“鐵竿屹立海水竭，臥龍飛去空冥冥”。元人詩注有記述：“上京西山上樹鐵竿，高數十丈，以其下海中有龍，故用梵家說鎮之”，此鐵幡竿所立之山遂被稱為鐵幡竿山。
　　
　　據在元上都西北方的哈登臺敖包頂部的調查發現，石塊堆起的敖包底徑約40米，頂高8—10米。在敖包西側，有一長寬各約15米，深3—4米的采石坑。在坑內東南側，東西向放有一長212厘米、寬118厘米、厚在55—61厘米的褐色長方形石條。石條表面及四側面均經加工，其上有斜向刻紋。在石條的正面有兩個未穿透之鑿孔。賈洲杰先生認為這可能就是《營造法式》中所指的幡竿夾，即鐵幡竿的基座。由此可以推定，哈登臺敖包就是元上都的鐵幡竿山，元上都的鐵幡竿即位于此山之頂部。此外，在哈登臺敖包的采石坑中，曾發現一柄鐵釬，“長約20厘米，截面為1—1.5厘米見方，頭部呈尖狀，尾部因多次敲打而卷曲”。
　　
　　元上都城北向西是連綿的龍崗。在距上都外城西北角約2000米處的龍崗西端和哈登臺敖包間，有一道寬約1000米的山口，鐵幡竿渠北段即修筑在兩山之間。據現今地面調查，在哈登臺敖包山腳下向東北方龍崗山西端山腳下有一道筆直的攔洪大壩，長1064米，底寬5.2—5.8米，存高2—3.5米，方向32度。大壩兩側以自然石塊包砌，向上斜收，石墻厚約0.6米，外側石墻以白灰坐漿，內側石墻以紅膠泥坐漿。石墻內以黃褐色土夯筑，夯層厚8—10厘米。在據哈登臺敖包山下大壩向東北55米處留有溢洪口。溢洪口寬68米，兩端均留有石墻包砌的痕跡。在溢洪口向東北28米處內側，有西北—東南向的泄洪渠與攔洪石壩相連。
　　
　　關于這段防洪渠，學界普遍認為是元代的大科學家郭守敬設計建造的。史載：（元成宗）大德二年（1298），“召公（郭守敬）至上都，議開鐵幡竿渠。公奏：‘山水頻年暴下，非大為渠堰，廣五、七十步不可。’執政吝于工費，以公言為過，縮其廣三之一。明年大雨，山水注下，渠不能容，漂沒人畜廬帳，幾犯行殿。翌日，天子北狩，謂宰臣曰：‘郭太史神人也，可惜不用其言’”。
　　
　　上述記載并不能斷定鐵幡竿渠是由元代大科學家郭守敬親自設計修建的，但是在修建前，郭守敬提出了建設方案，他認為元上都連年大水，防洪渠必須寬50步到70步之間（相當于現在75—105米），如此精確的數字，如果沒有實地考察和計算，顯然無法得出，因此鐵幡竿渠最初的設計方案很可能是郭守敬提出的。這段防洪渠很有可能就是大德二年建造的，這應是內蒙古有歷史記載的最早的城市防洪工程。
　　
　　可惜郭守敬的意見并沒有得到重視，由于當政者的吝嗇，縮減了渠道設計寬度的三分之一（50—70米），結果釀成慘劇。
　　
　　防洪、泄洪設施的建造
　　
　　經過調查，研究者發現在閃電河前約100米的西關大街南側，有一條向西南岔出的渠道，長200余米，現推測應是后來渠道遠離城墻向西改道而重新修筑的。在石砌攔洪壩的東北端再向東北，沿龍崗山下，還筑有一道同樣的攔洪壩與之相接，壩體方向60度，長1000米左右。可能是為攔截北面龍崗南側緩坡的雨水而修筑。上述兩壩相接處，在內側形成120度夾角。此外，在攔洪壩內側，亦有一條寬30余米的外弧狀渠道，兩側略高，中間稍凹，似為兩道土垅，存高1.5—2米，土為堆筑，夯層不清。這道寬大的土垅西南呈弧形至泄洪渠相連，東北方延伸至兩攔洪壩的夾角處。
　　
　　綜合考古調查并參考文獻記述，我們不難發現：大德二年修筑的防洪渠，盡管次年即遭遇水毀，但后期僅對渠道進行了部分增筑，并沒有全面擴建和整修。上都城西北攔洪大壩內側的弧形建筑遺跡，很可能就是大德二年縮減建筑規模后重新增筑的泄洪渠。由于不能抵擋洪水，其后又重新在其外側修筑了更為堅固的包砌石塊的攔洪大壩。此外，在南端向西南入閃電河的泄洪渠，很可能也是后來為保障上都安全改筑的。
　　
　　除防洪工程外，元上都城興建時還有排澇工程。元上都城距離灤河較近，地勢較低，有大量湖泊和沼澤，因此在上都的修建過程中還要涉及排干湖水、堵塞水源的問題。
　　
　　在皇城東北角建有華嚴寺，據記載，當年“殿基泉水沸涌，以木釘萬枚筑之，其費巨萬”。據實地考古調查，在皇城西南角有一組寺院建筑遺址，遺址的西墻外，從地上露出一排半米高的木樁，長1.5米，地下部分被削成錐體，這些木樁應該就是記載中的木釘。這也是興建元上都時排澇的實例。另外，為了排泄皇城城墻城頭的積水，還在城墻的墻皮砌出10厘米深、20厘米寬的流水漕。元上都的治水經驗即使放到今天也是極有意義的。
　　
　　（本文系中國人民大學985工程第三期專項經費成果）
　　
　　（作者單位：中國人民大學歷史學院）