北京團城的雨水哪去了？排灌系統成「C」字形

　　號稱「世界上最小的城堡」、迄今已有800多年歷史的北海團城，270多米長的城牆沒有一個泄水口，地面上沒有排水明溝，無論下多大的雨，這個城池上只是雨過地皮濕，很快滲得一乾二淨。

　　位於北京北海公園一側的團城是我國著名的古代園林文化遺址。團城以其擁有古樹、玉瓮和白玉佛三件珍寶而聞名於世。

　　它是一座高出地面4.6米，面積僅有4500多平方米的世界上最小的城堡。團城的特點在於它平面呈圓形，並由此得名。從團城的形體來看，很像一個大花盆。除了古園林建築和稀有珍寶之外，鬱鬱蔥蔥的參天古樹也給團城平添了一份魅力。團城現有百年以上古樹38株，樹齡大於三百年的古樹17棵，其中油松「遮陰侯」、白皮松「白袍將軍」樹齡高達八百年(為公元1115～1234年的金代所植)。幾百年來這些樹不但沒有衰敗，而且長得鬱鬱蔥蔥。

　　團城是一個孤立的、封閉的單元，城內地面高出周圍水面和地面。古樹的根系很難從湖水形成的地下水得到補給，它們生長所需的水分只有來自天然降水。細心的人不難發現，找遍團城270多米長的城牆居然沒有一個泄水口(吐水嘴)，地面也沒有排水明溝。即使在承光殿屋頂匯流的落水處，地面也未見排水設施，仍是平鋪青磚。而北京正陽門箭樓、鼓樓、萬里長城及北海白塔等古建築均有泄水石槽。這一點，說明古人在建築團城園林時，就有意將降水盡量留在城區內。

　　雖然沒有泄水口和排水明溝，但無論天下多麼大的雨，在這個城池上，只是雨過地皮濕，很快滲透得一乾二淨。城外雨水遍地與城內略顯潮濕的地面形成了鮮明的對比。人們不禁要問，團城的雨水都哪兒去了呢？

　　倒梯形磚、透氣透水土壤層，團城地面滲水性能很高效

　　曾任北海公園副園長的沈方先生講了這樣一件事。有一年北海公園的園林管理者想給古樹施肥。施肥通常要施在樹的吸收根上。而一般來說，樹冠有多大，樹根也相應有多大，吸收根就在相應樹冠邊緣的這一圈上。

　　園林工人選了幾個地方把地下的磚拿開，察看樹根的生長情況。當把磚掀開後，專家們發現，磚的形狀是上大下小的倒梯形，磚跟磚之間的縫隙沒有灰漿，它們之間縱橫都有一些通道。即使縫隙被塵土積滿後，這種縫隙排水性能仍很強。再看磚下面襯砌的材料，拿根水管子一放水，這水就嘩啦嘩啦從襯砌材料漏下去了，說明這裡的地面從鋪裝到襯砌材料都是又透水又通氣。

　　團城上的地磚分兩種，甬道上鋪的是方磚和小條磚，滲水少，但絕大部分地磚是鋪設的倒梯形青磚，用於入滲雨水。團城地勢北高南低，而大部分吸水性強的倒梯形磚多位於團城的南半區。

　　倒梯形磚排列在一起，磚與磚之間形成一個三角形的縫隙，這樣一個縫隙會很容易將雨水引入地下。由於磚縫大，雨水不易停留在磚表面形成徑流，這個縫隙對土壤表層起著通氣和蒸發作用。

　　科學家用熱釋光法對磚塊進行了年代測定。結果發現青磚中燒制年代最早為公元1411年，也就是明永樂年間，距今已有600年歷史，燒制較晚的為清道光年間，距今也有190年。因此推斷團城在清代進行過地面修補。

　　除了青磚本身吸水性較強，磚與磚之間形成的縫隙大，可以有效地將雨水引入地下，專家們還發現，團城上的土壤層也有很好的透氣透水性能。

　　這些土壤層按結構自上而下可分為支撐層、有機質層和黃沙壤層。

　　10厘米厚的支撐層主要成分有穀殼、石灰等，這些成分能使地表水快速滲透，透氣透水性好。10厘米厚的有機質層主要成分包括貝殼、骨頭、活性鈣、獸血、有機酸等，歷經數年緩慢釋放，可以對植物生長提供大量有機質和微量元素，有利於植物的生長。而深達4至5米厚的黃沙壤層，滲水性、透氣性良好，適合植物生長。

　　「C」形涵洞使地下排水在團城流淌的時間盡量延長，充分滲透土壤滋潤樹木

　　熟悉團城的人知道，團城地面上分布著一些滲水口，大雨時水順著井口流進去，但沒有滿的時候。在找不到出水口的情況下，人們開始懷疑團城地下是不是深藏著什麼奧秘。

　　進入團城就會看到一棵具有800年歷史、曾被乾隆冊封為「白袍將軍」的古樹。就是這棵古樹，在上世紀80年代初，不知什麼原因有兩個枝杈枯萎了。這可急壞了園林工人。排除了其他原因以後，園林工人開始尋找樹根方面的原因。

　　他們發現，「白袍將軍」旁有一個古滲井的蓋，工作人員打開井蓋鑽進去，人在涵洞中只能爬行，洞的四周都是由青磚砌成的，涵洞地面上有一層厚厚的黑土，「白袍將軍」根系有些受傷，洞也塌陷了。

　　這一發現使得園林工人感到很意外，他們一直以為這些深水井是用來滲排污水的，沒想到打開這個井蓋，露出的竟是一條找不到盡頭的涵洞，這條涵洞究竟有多長，雨水怎樣在裡面滋潤樹木呢？園林工作者拿來繩子和手電筒往前探險，由於涵洞的狹窄始終也沒有找到出水口的方向，爬到地面上看，除了分布沒有規律的井口以外，就再也找不出任何關於涵洞走向的跡象了。

　　為了探明涵洞的走向和雨水灌排有什麼關係，中國水利水電科學研究所的科研人員採用地球物理電磁法對團城的雨洪灌排系統進行了探測，並將9個雨水口進行了標記。科研人員對井與井之間可能走過的路徑都進行了細緻的探測，這樣就第一次描繪出一張地下涵洞組成的排灌系統。探測顯示：地面上雨水井口所處的位置均是涵洞走向的轉折點，整個排灌系統形成了一個英文字母「C」的形狀。雨大的時候，這個雨洪系統即會發揮作用。

　　古人之所以這樣設計，為的是使地下水在團城流的時間盡量延長，在每個排水溝下面都有滲透性的水，這說明當時的設計思想是十分先進的。

　　科研人員也從中找出了白皮松枝杈死亡的原因。涵洞坍塌以後失去了原來的功能，使整個團城的集水和排水功能都受到了阻礙。它塌了以後水不能很快地排下去，多餘的水會泡根、爛根，就造成了白皮松枝杈的枯萎。針對這種情況，園林工人用了一個水泥圓管，鑲嵌到塌陷部分的涵洞中。不久，白皮松又恢復了它的活力。

　　人們試著描繪了古團城這樣一個雨洪排灌系統——暴雨時雨水通過青磚及涵洞滲入地下，多餘的水順著涵洞圍繞團城逆時針旋轉後流走；中小雨時土壤水飽和後，水分回滲到涵洞中。這樣一個系統充分留住和利用了有限的雨水資源。

　　科研人員分析，深埋涵洞除具有排泄地面徑流及通過洞底滲漏水量外，它還具有以下功能：可以迅速降低涵洞(樹根)附近土壤含水量；由涵洞與雨水口形成一個深層土壤與大氣相通的地下通氣系統；利用涵洞埋深，冬季深處地溫較高，可通過涵洞提高表層土壤中地溫，有利於古樹生長。

　　團城修建中表現出的古人利用雨水智慧，至今仍值得我們效仿

　　北京是一個缺水城市，地下水持續超量開採，地表水開發已達90%以上。如何科學、合理地利用有限的水資源，發展新型的節水、集水灌溉技術，是擺在我們面前的重要課題。

　　有這樣一組數據測定，在城市一場降雨後，流落在地面90%的雨水從下水道流走，10%被蒸發，這是很可惜的事情。雨水的利用正在被人們所重視。回過頭來看，小小團城帶給人們的不僅是休閑的享受，還有智慧的啟示。

　　團城的滲排系統和土層構成形成一個統一的調節系統，調節水、大氣、溫度和有機質等植物生長的要素，數百年來為古樹營造了適宜的生長環境。團城中能夠保留那麼多百年老樹並且長勢良好，絕不是偶然的。

　　團城地下結構勘探表明，古代採用的干鋪倒梯形青磚和深埋滲排涵洞的做法，歷史悠久，技術高超。它們充分利用天然降水，可將年降水量存儲於團城中，時至今日仍可做到中雨地面不產生徑流。幾百年前我們祖先的做法是非常科學的。

　　專家表示，團城的干鋪倒梯形青磚和地下設施一方面涵蓄降水，另一方面還有透氣效應，土壤的理化性質適合植物根部的生長，是在鋪裝地面的條件下栽培樹木的必要技術，可廣泛用於一切道路、人行道鋪裝和有樹木的廣場鋪裝，應大力宣傳推廣。

　　有人提出這樣的設想，當今北京的道路發展迅速，各種廣場、人行道鋪裝越來越多，如果能夠將天降之水加以收集利用，將是一個可觀的數字。以四環路為例，如果將全長68公里的四環路路面上的雨水收集、儲蓄、利用，按全年利用雨水20%計算，四環路周邊1300公頃的綠地每年就可利用環路上的雨水60萬噸。

　　延伸閱讀

　　景山雨水利用改造

　　充分借鑒古人智慧

　　景山公園地處北京城的中軸線上，公園內文物古迹眾多，其中景山的五亭（萬春亭、輯芳亭、富覽亭、周賞亭、觀妙亭）是著名的文物古建，尤其是位於山頂的萬春亭，是觀賞京城市區美景的絕佳場所。然而在過去一段時間裡，景山山體的雨水沖刷造成水土流失，整個山體以及植被被破壞，「無雨滿山土，下雨三尺泥」是它的真實寫照，同時也對古亭造成了潛在的威脅。

　　 景山公園的園林工作者從北海團城的雨水利用系統中得到了很多啟示。他們深深體會到，要把團城這種方式充分利用，雨水不要排到污水管里，要排到收集雨水的地方去，利用雨水充分滋養植物，補充地下水。

　　景山萬春亭南坡山體的雨水利用改造工程，正是借鑒了團城的滲排系統原理和保護自然降水的技術，結合當今園林事業的實際提出了一套行之有效的解決方案。

　　根據氣象局的統計,景山位於北京地區少雨區，夏季降水量占年降水量的74％，呈現出年降雨量少,且相對集中的特點。公園管理者根據上述參數和特點，設計了山坡頂端匯水滲灌、山腰匯水收集入井、山下修建蓄水池的雨水利用工程。

　　山頂匯水滲灌收集方案主要採用魚鱗溝收集雨水，通過滲透裝置把雨水快速滲灌於土壤中，形成雨水一次利用。

　　山腰集水系統是由新建道路、擋土牆、荷葉溝、吊井和集水井組成。雨量過大時，山頂多余雨水及山腰的雨水，經地面植被減緩流速後，流入景山西南坡的道路系統。新建擋土牆及道路從景觀、節水兩方面著手，既有效地改善了環境，且通過合理的位置、坡度將雨水有組織地引入路旁的吊井，經吊井沉澱泥土後，再進入集水井。

　　山下蓄水系統是由4個容量為10噸的蓄水池組成。水量過大時，高位集水井通過溢流管往下一級集水井瀉出多餘的雨水。雨水到達最低一級井時，通過四層過濾網濾掉泥土。當水位達到1000毫米時，雨水經過水泵加壓，通過原有噴灌管線送回山上二次利用。

　　歷史鉤沉

　　周恩來夜訪團城

　　採納梁思成意見留下文物

　　團城至今已經有八百多年的歷史。遼代時，因開挖湖泊堆積泥土，團城日漸形成了水中島嶼，稱為「圓坻」。金滅遼後，金世宗完顏雍以瓊華島為中心建造太寧宮，又將挖湖的泥土擴充瓊華島和圓坻，在瓊華島上建造廣寒殿的同時，在圓坻上也建起了一座殿宇，和廣寒殿遙遙相對。

　　元至元元年（公元1264年）元世祖忽必烈在金中都的基礎上營建大都城，選定團城為大內東西兩宮的中間地帶，團城遂成了東西兩宮的聯繫中心。傳說在選擇大內地址的時候，忽必烈先來到團城上，環視周圍的景色，然後捻弓向東射了一箭，箭落之地就成了建造大內宮殿的地址。忽必烈還在團城舊殿的基礎上建起儀天殿。

　　明永樂十五年(公元1417年)重建儀天殿，改名為承光殿，並用磚砌築起城牆。嘉靖三十一年(公元1552年)，再次對承光殿進行修葺，改稱乾光殿。

　　清康熙十八年(公元1679年)北京遭受強烈地震(震中位於北京東部三河至平谷之間，震級8級，是北京地區自公元294年至今發生的最大的一次地震)，乾光殿被震毀。康熙二十九年(公元1690年)重建乾光殿。乾隆十一年(公元1746年)時，團城進行了大規模的修建，添建了玉瓮亭等建築，並重建乾光殿改稱承光殿。

　　1900年(清光緒二十六年)，團城遭「八國聯軍」洗劫，玉佛左臂被砍傷。

　　1913年，袁世凱曾在團城召開過「政治會議」。梁啟超曾在團城居住。1915年，辛亥革命後團城闢為公園。

　　1954年北京大規模建設時，為展寬「金鰲玉蝀」橋並將道路取直，有人主張拆去團城南部。建築學家梁思成堅決反對，並設計出改造方案。原文化部文物局局長鄭振鐸於六月某日深夜陪同周恩來總理視察團城。當時鄭振鐸也堅決反對在擴建「金鰲玉蝀」橋時拆除團城，力主保存這一名勝古迹。周總理採納了梁思成、鄭振鐸等人的意見，團城得以保存。

　　1961年，團城被國務院列為重點文物保護單位。

　　全世界與北京團城能相比較的只有辛巴威的石圍城。兩城有很多相似之處，但又有很大不同。它們的城郭都是圓形，團城周長276米；辛巴威石圍城周長約240米。團城城牆高4.6米，石圍城高約10.0米；石圍城建於11世紀，廢棄於15世紀，而團城至今保護完好。值得一提的還有，在辛巴威石圍城考古發掘中，發現四塊中國明代瓷器殘片。辛巴威石圍城於1986年已被聯合國教科文組織列入《世界文化遺產保護名錄》。