水是生命之源。人类的生存和发展，须臾离不开水，对水的开发、利用和管理，始终与人类社会相伴随。在远古时代，先民们对水主要是取之、用之和避之。但大约一万年前，随着定居生活的出现和原始村落的产生，排水成为管水和用水的一个重要方面。尤其是城市产生之后，城市排水更是成为抗击雨害、治理水患的一种重要手段。于是，排水设施和排水系统的设计和建造成为防治城市水患的关键一环。我国史前至秦汉时期的城市排水设施和排水系统，历史文献少有记载，但相关的考古发现和研究可初步揭示出其发展演变轨迹。
临淄齐国故城3号排水涵洞
史前时期：初步形成排水设施
在我国，城市的起源可以上溯到距今5000年前后的史前时代末期。城市有别于一般乡村聚落的突出特征之一，是人口的相对集中。就其物质形态而言，初期城市的一个突出特点是四周环绕有城墙、城墙外有城壕，形成所谓的“城”，这也成为我国古代城市建造的一个基本传统。在这样一个城墙环绕、人口相对集中的封闭空间内，排水设施和排水系统便成为防治城市水患的基本手段。
我国史前时代末期的城址广泛发现于北起内蒙古高原河套地区、南至长江中游的两湖平原、东起山东半岛、西至长江上游的四川盆地的广阔范围内，迄今已发现50余座，其年代大多是距今5000—4000年间的仰韶时代晚期和龙山时代（任式楠《中国史前城址考察》，《考古》1998年第1期）。
各地史前城址的物质形态往往因当地自然环境和文化传统的不同而有所差异，但在选址和布局结构上，既便于取水和用水又利于防治水患的理念是基本一致的。就黄河中下游地区来说，史前城址一般是坐落在河旁台地或平原地带的地势高亢之处。如郑州西山城址、登封王城岗城址、山东章丘城子崖城址以及鲁西地区建在地势较高的“堌堆”上的城址等，其选址无疑既考虑到用水的方便，又注重防治水患。
正因为如此，有不少史前城址因后来河流的摆动或河水的泛滥，局部被冲毁。城址的平面形态大多呈方形或长方形，四周建有夯土城墙，城墙外有城壕。城壕大多是人工挖掘而成，宽度往往因城址不同而异，以5—7米最为常见，有的城壕还部分地利用了自然河流。一般认为，城墙和城壕的功能主要是防御，但从城市水利的视角观察，接纳城市排水并将其排出，应当是城壕的另一个主要功能，属于城市排水系统的有机组成部分。
史前城址内的排水设施各地多有发现，有地面排水沟渠、陶排水管道、地下排水涵洞等多种类型。地面排水沟渠最为常见，如湖南澧县城头山城址，发现了屈家岭文化时期的道路两旁用于排水的沟渠。山东邹平丁公城址发掘清理出陶排水管道的同时，还在外城北墙中部的北门附近发掘清理出一处龙山文化时期的排水设施，从城墙底部穿墙而过，直通到城外的城壕内。该排水设施断面近方形，两侧竖立经过粗加工的木柱作为支撑，顶部覆盖密集的原木，底部用土和碎陶片铺垫并加以夯打（栾丰实《丁公龙山、岳石文化古城》，《山东古城古国考略》，文物出版社2016年版）。这是迄今所见我国最早的木结构排水涵洞。
河南淮阳平粮台城址发现了多种排水设施和初步完备的排水系统，其年代距今约4300年。平粮台城址平面呈方形，南城墙和北城墙上各发现一座城门；城内发现大量建筑在夯土台基上的土坯墙排房，高台排房的外缘和道路两侧分布有纵向和横向的排水沟；长排房址西部发现一组陶排水管道，与其西侧的南北向路沟连通；南城门的门道下面埋设三条呈倒“品”字形摆放的陶排水管道，从地下穿过城墙和城门，北与路沟和地下陶排水管道相接，向南通往城壕；陶水管断面呈圆形，每节长35—45厘米，直径23—32厘米不等，一端粗一端细，节节套扣（河南省文物研究所等《河南淮阳平粮台龙山文化城址试掘简报》，《文物》1983年第3期）。这是迄今所知我国年代最早的城市排水系统。
要之，我国史前时代末期的城初步形成了通过地面排水沟渠、地下排水管道和城墙下排水涵洞等排水设施，将雨水以及日常生产和生活废水排入城墙外城壕的城市排水系统，为历史时期城市排水设施和排水系统的进一步发展奠定了坚实基础。
淮阳平粮台城址出土的陶制管道
夏商周时期：选址与排水并重
夏商西周时期的城市排水设施和排水系统，在史前时期的基础上获得进一步发展，史前时期已经出现的地面排水沟渠、地下排水管道以及穿城墙而过的排水涵洞，在各地的城邑遗址中都有所发现。河南偃师二里头夏都遗址2号宫殿建筑基址的西墙外发掘清理出用于宫殿区排水的露明沟渠。偃师商城遗址宫殿区发现的排水设施，既有大量“相互贯通，构成网状排水系统”的小型简易露明沟渠或石砌沟渠，又有埋设于夯土基址中的地下石砌排水暗渠，还有宫殿院落之间的大型石砌露明沟渠，以及穿宫墙或城墙而过的石砌或木石结构排水涵洞（中国社会科学院考古研究所《中国考古学·夏商卷》，中国社会科学出版社2003年版）。
在郑州商城、安阳洹北商城、安阳殷墟、西安丰镐周都遗址和宝鸡周原遗址等都发现有陶排水管道，可知其是当时普遍使用的一种排水设施。其中，安阳殷墟发现的圆形陶水管形制多样，一种是一端粗一端细的插口式排水管，另一种是两端管口平齐的平口对接式陶水管，还有一种是T形的三通陶水管接头（中国科学院考古研究所安阳发掘队《殷墟出土的陶水管和石磬》，《考古》1976年第1期）。这种陶水管接头也是迄今所见我国最古老的三通接头。
春秋战国时期，伴随着筑城活动高潮的出现，城市排水设施更趋于多样化，露明沟渠、陶排水管道、排水涵洞等多种类型的排水设施在列国都城遗址中都有所发现，城市排水系统进一步完备。洛阳东周王城遗址宫殿建筑基址发现的战国中晚期的陶排水管道，既有单管道，也有双管并列的双管道；陶水管既有长短、粗细不等的直管道，还有曲尺形两通管道。在新郑郑韩故城西北部韩国宫城遗址的宫墙下，曾发掘清理出穿墙而过的战国后期的五角形陶水管道，这也是目前所知最早的五角形陶水管道（蔡全法《郑韩故城的发现与研究》，《华夏都城之源》，河南人民出版社2012年版）。
河北邯郸赵都故城遗址发现多处圆形陶水管道和排水路沟的同时，在赵王城东城和西城以及大北城的城墙内侧，还发现有铺设于城墙坡面、用于城墙排水的簸箕形陶水槽，而这样的排水槽系赵都邯郸城所仅见（段宏振《赵都邯郸城研究》，文物出版社2009年版）。在陕西秦都咸阳城，排水设施遍布城内各地且结构多样。陶水管道最为常见，陶水管既有圆形直管，也有曲尺形弯管，还有少量五角形直管。由陶水管套接而成的排水管道均深埋于地下，有单管、双管并列和四管并列等多种。此外，还发现有用板瓦或筒瓦扣合而成的地下管道、用板瓦铺装沟底的露明沟渠或排水沟，以及雨水井、排水池等排水设施（陕西省考古研究所《秦都咸阳考古报告》，科学出版社2004年版）。
就战国时期的城市排水系统而言，以山东临淄齐国故城的发现最为完备。战国时期的齐都临淄城，由近方形的大城和嵌接于其西南部的小城构成，面积达15平方千米，东临淄河，西依系水，城南和城北有城壕，地势总体上东南高、西北低，由自然河流、城壕与城内的陶水管道、小型沟渠、排水干渠和排水涵洞等，构成一套完整的排水系统（山东省文物考古研究所《临淄齐故城》，文物出版社2013年版）。
其中，陶水管有圆形直管、三角形直管等类型，另有用筒瓦扣合而成的排水管道。小型沟渠多为挖建而成，有的用石块铺底，多分布于各建筑区之间。小城西北部发现一条全长约700米、宽20米、深约3米的排水干渠，其末端分别与西墙北段和北墙西段的排水涵洞相接，通向城北的城壕和城西的水系，构成小城的排水系统。大城东部发现3条排水干渠，其末端分别与东城墙和北城墙的排水涵洞相接，构成大城东部的排水系统。大城西部探明一条南北向、北段分叉的排水干渠，全长2800米、宽30米、深3米以上，其末端分别与北墙西段和西墙北段的排水涵洞相接，构成大城西部的排水系统。其中，位于西墙北段的3号排水涵洞，是一处用石块垒砌的大型排水设施，由进水道、过水道和出水道3个部分组成，总长42米，宽7—10.5米，深约3米。过水道内用石块构筑出相互交错的15个方形水孔，水可以从孔内石块间隙流出，但人却不能从水孔中穿过，结构之巧妙令人叹为观止（临淄齐国故城遗址博物馆《临淄齐国故城的排水系统》，《考古》1988年第9期）。概括而言，大型建筑周围以及庭院内的积水，通过地下排水管道和小型沟渠汇入排水干渠，排水干渠通过城墙下的排水涵洞，将积水导入城外的城壕或河流，可谓当时城市排水系统设计和建造水平的代表。
综上所述，春秋战国时期的城市建设，既注重城市选址“非于大山之下必于广川之上，高毋近旱而水用足，下毋近水而沟防省”（《管子·乘马》），同时也注重城市排水，“内为落渠之写，因大川而注焉”（《管子·度地》），为后来的城市建设积累了经验，提供了借鉴。
淮阳平粮台城址南城门附近的地下陶排水管道
秦汉时期：排水系统日臻完善
秦汉时期，城市排水设施和排水系统进一步发展和完善。目前，全国各地考古发现的600余座秦汉时期的城址中，大都发现有各种排水设施，其类型和结构大多是战国时期的延续（徐龙国《秦汉城邑考古学研究》，中国社会科学出版社2013年版）。其中，排水设施类型最多、排水系统最为完善的莫过于西汉都城汉长安城。
西安汉长安城发现的排水设施主要有室内集水排水设施、庭院排水设施、雨水井、排水管道、路沟、排水沟渠和城壕等，并由此构成一套完整的排水系统。室内集水排水设施，主要发现于具有特殊功能的建筑内，如凌室和浴室建筑等，有小型排水沟和砖砌水池等，末端与穿过建筑墙体的地下陶水管道连接。庭院内的集水排水设施，主要由雨水井和地下陶排水管道构成，雨水井或为砌有陶井圈的圆形深井，或为砖砌的方形水池。陶排水管主要是圆形和五角形的两种直管道，还有断面为圆形的曲尺形管道，根据排水量的大小，分别以单排、双排、三排、四排和五排水管构筑成排水管道。路沟挖建在道路两侧，用以排泄道路及其附近的雨水，其中安门大街两侧的路沟，宽2米以上，深1米有余。路沟既与各建筑区之间的排水沟渠相连，末端又与城门下面的排水涵洞相连，将城内的积水排至城外的护城壕。
排水沟渠大量发现于宫殿建筑区的建筑物之间，其中，小型排水沟渠多用砖砌筑，有的为明沟，有的为砖砌暗渠；庭院之间的排水沟渠规模稍大，大多为露明沟渠，但穿过院墙时多采用地下陶水管道的方式。建筑区与街道、城墙之间的排水沟渠规模较大，既有明沟也有暗渠，是城内的大型排水干渠，如桂宫3号建筑遗址7号房址下面的砖砌暗渠，内径高、宽均1米左右。城门之下，往往建造有砖砌排水涵洞，内外分别与城内和城外的排水沟渠连接，将城内积水排出城外，并最终排入护城壕中。如西城墙中部的直城门南门道下面的涵洞为砖石铺底、子母砖券顶的砖砌券顶结构，内径宽1.4米、高1.33米，最大排水断面达1.8平方米。
上述各种排水设施相互连接、相互配套，构成一整套排水系统：庭院中的雨水经收集后通过地下排水管道排出；建筑物周围或建筑区之间的雨水，通过露明沟渠和地下排水管道排入路沟或大型排水干渠；路沟和排水干渠的水，通过城墙或城门附近的地下排水涵洞排出城外，最后通过城外排水沟渠排入城壕。很显然，汉长安城的城市排水设施和排水系统已相当发达、相当完备。
由此可知，我国先民早在五千多年前的城市诞生之初，就开始了设计和建造城市排水设施和排水系统的探索和实践；城市排水设施和排水系统最初是从简单的排水沟渠和地下陶排水管道开始的，此后不断发展和完善，春秋战国时期已经比较成熟和完备；到了两千多年前的西汉时期，以首都汉长安城为代表，城市排水设施和排水系统趋于完善，达到了相当高的设计和建造水平。我国史前至秦汉时期城市排水设施和排水系统的演进轨迹、规划设计及其成就，为其后历代乃至当今城市排水设施和排水系统的规划和建造，提供了有益的借鉴和历史的启示。
