北京奧林匹克公園的人工生態(tài)水系參觀與思考

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　　2008年第29屆奧林匹克運動會的舉辦，使北京奧林匹克公園舉世矚目。那一年筆者曾去北京奧林匹克公園，主要是觀看奧運賽事和“鳥巢”、“水立方”等奧運場館建筑。在近期對城市生態(tài)水利領域知識的學習中，我們讀到北京市水利規(guī)劃設計研究院編著的《北京奧林匹克公園水系及于洪利用系統(tǒng)研究、設計與示范》一書，才明白這一屆奧運會“綠色奧運、人文奧運和科技奧運”理念的深一層內涵。原來，北京奧林匹克公園中的重要景觀、各種硬化路面及綠地、龍形水系等地設計都考慮了水資源的循環(huán)利用，把雨洪控制與凈化利用納入到實際的建設中，實現(xiàn)雨水資源化。這樣，一方面緩解了北京水資源缺乏與奧林匹克公園需水的供需矛盾；另一方面，也減輕了奧林匹克公園及周邊的防洪和排水壓力。據(jù)書中資料介紹，整個奧林匹克公園每年的用水量超過1700萬立方米，其中利用再生水就有800萬立方米，將近全年總用水量的一半。
　　北京奧林匹克公園坐落于北京市中軸北端、北四環(huán)中路北部，總用地11.59平方公里，由南往北分為：南區(qū)1.64平方公里是國家奧林匹克體育中心用地及其南部預留地、中華民族園部分及北中軸路用地；中心區(qū)3.15平方公里，“鳥巢”、“水立方”、國家體育館、國家會議中心、奧運村等建筑散布在中心區(qū)的四周；北區(qū)是奧林匹克森林公園，分為南北兩園，南園是山、水相間的生態(tài)森林公園，北園是以自然、生態(tài)綠色景觀為主的自然密林，面積共6.8平方公里。筆者于2011年11月中旬再度探訪了這座集中展現(xiàn)近年來城市水環(huán)境生態(tài)治理理念和技術的大型城市水系作品。
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　　北京奧林匹克公園展現(xiàn)的是一個多元性的綜合生態(tài)水利規(guī)劃設計，有雨洪收集、再生水利用、循環(huán)過濾凈化、濕地凈化等各種工程設施，總水系面積84.2公頃，總蓄水量130萬立方米，這些工程設施的外在形式表現(xiàn)為公園內的景觀路面、休閑綠地、下沉花園、龍形水系、森林公園等，既做到了節(jié)水養(yǎng)水，同時還營造了一道亮麗的景觀帶。
　　龍形水系
　　龍形水系是奧林匹克公園一條完整的水系總稱，從鳥巢的南面出發(fā)一直往北走，一路之上都有一條河流在身旁，岸邊柳蔭護道，水面映襯著現(xiàn)代建筑群。在看到園區(qū)的整體導游圖后，才知道這段河水就是著名的龍形水系中的“龍尾”和“龍身子”。
　　龍形水系分布在奧林匹克公園的中心區(qū)，位于公園的東側、中國科技館的西側，是亞洲最大的城區(qū)人工水系。“龍頭”昂首于最北段的奧林匹克森林公園奧海，“龍尾”盤著國家體育館——鳥巢，整個水系龍頭朝南、龍尾向北，南北走向，活靈活現(xiàn)，非常像一條龍的形象，顯的壯觀而雄偉，龍形水系也因此而得名。參觀游覽時，可以沿這水系從鳥巢一直走進奧林匹克森林公園，一路上感受這蜿蜒水系的生動氣韻和宏大氣勢。
　　龍形水系構成了全園的脈絡和紐帶，兼具水景、娛樂、生態(tài)、交通和消防等功能。奧林匹克公園的水系是流動、循環(huán)的，園內有兩個循環(huán)體系：“龍身”建有過濾凈化處理體系，水體經(jīng)過處理，強化去除水體中的磷、氮等營養(yǎng)物質后，再流回“龍身”，循環(huán)不斷；“龍頭”之水來自附近的清河再生水廠，先流入森林公園內的人工濕地凈化，再流入湖區(qū)，再流入循環(huán)凈化濕地，再進入湖區(qū)，如此循環(huán)往復。奧林匹克公園每日排放污水25000立方米，全部都會收集進入清河、北小河再生水廠，再生水質可達到地表水三到四類標準，全部返回用于公園的沖廁、綠化和景觀用水。
　　雨水收集利用系統(tǒng)
　　走在奧林匹克公園中，我們發(fā)現(xiàn)了各式各樣的路面：中軸大道上的花崗石鋪裝路面、鳥巢廣場上的青磚透水路面、國家體育館前的風積砂透水路面、龍形水系旁小道上的木塑地面、森林公園中的嵌草石板路、停車場上的碎石底草格路面等等，它們的共同特點就是透水性好，能夠減少地面積水、提高地區(qū)的防洪能力、增加地下水的補給量。當年奧運會舉辦時正值北京汛期，能保證賽期的防汛安全，它們應該功不可沒。
　　由于時間倉促，我們沒有找到專業(yè)人士帶領我們參觀并進行講解，但拿著《北京奧林匹克公園水系及雨洪利用系統(tǒng)研究、設計與規(guī)范》按圖索驥，仔細觀察中，還是發(fā)現(xiàn)了不少細節(jié)的奧秘，比如在中軸大道的兩側，各設置了一條透水性雨洪集水溝，以便能夠更好的收集雨水；公園內的綠地部分均比周圍的路面或廣場下凹50～100毫米，路面和廣場的雨水可經(jīng)過綠地入滲或外排；還有一種我們從沒見過的雨水滲透井，它可以去除降雨過程中初期較臟的雨水，據(jù)說一旦安裝，不易損壞，只需定期清掏即可，但是我們尋找到的兩三個雨水滲透井，上面已經(jīng)覆蓋了一層落葉和垃圾。如果沒有很好的維護和保持，再高級的設施也難發(fā)揮其長久功效的。
　　在這些N1327Zc1M2hUl0cXSyFWCQ==地面設施的下方，安裝有我們看不見的過濾膜、滲濾溝、雨水收集池以及泵站等地下設備，這樣組成了一套整體性的公園雨水利用系統(tǒng)，能夠將雨水就地過濾、凈化、回用，設計標準為50年一遇的洪水可全部蓄積園內，每年可下滲、收集回用雨水150萬立方米以上。
　　下沉花園
　　下沉花園位于奧林匹克公園中心區(qū)中軸線東側，低于地面9米，兩側是大型購物中心和地鐵出入口，它獨特的風貌與鋼結構的“鳥巢”、膜結構的“水立方”的現(xiàn)代風格形成了明顯對比，“中國傳統(tǒng)元素”在這里體現(xiàn)得更為突出。遠遠望去，下沉花園最明顯的標志就是一面用紅色的鋼構支起上百面“響鼓”的紅墻，鼓面可敲，鼓內藏燈，白天是鼓晚上是燈，稱為禮樂重門。走進下沉花園中心，古木花亭、鏤空瓦墻、倒影水池、立瓦鋪地等元素，給傳統(tǒng)空間注入了新的表達語言，院內種植白玉蘭、丁香以及龍爪槐、壽星桃等代表性地方樹木，仿佛步入老北京的四合院。
　　下沉花園低于地面九米，且地下水位較高，所以設計的排水標準很高，為50年一遇排水標準，相應的雨水利用標準也較高，為5年一遇24小時降雨。地上大面積采用透水鋪裝，雨水下來時通過設置的水平疏水層、豎向疏水層，將雨水引流到兩側的雨水收集溝，然后匯集到達地下的蓄水池，用于灌溉。超過雨洪利用設計標準的雨水，通過排水系統(tǒng)向另一個蓄洪溝暫蓄，減小外排水量及市政排水的壓力。下沉花園的綠地部分，低于周邊的鋪裝地表，綠地下的鋼筋混凝土底板上設置蓄排水層，滯留在綠地內的雨水可以在其底部及時排走。
　　奧林匹克森林公園
　　奧林匹克公園實在是大，我們由南向北走了兩個多小時，終于到達了最北段的奧林匹克森林公園，這是目前北京市最大的城市公園，占地680公頃，由南北兩園組成，兩園被北五環(huán)路一分為二，中間可以通過園區(qū)內的游覽橋相連，它被稱為第29屆奧運會的“后花園”，賽后就成了北京市民的免費自然景觀游覽區(qū)，完成了人們回歸自然的綠色夙愿。
　　我們由南門進入南園區(qū)，不久就看到了奧運水系的“龍頭”奧海，這是森林公園的主湖，因為是冬季，景色略顯蕭瑟，但湖水如鏡，岸邊垂柳黃綠相間，倒也值得人細細品味，岸邊的林間小道曲徑通幽，時而還有小橋串聯(lián)，深吸一口氣，空氣中彌漫森林、青草的味道。奧海北面是森林公園的最高點主山仰山，仰山主峰海拔86.5米，與北京西北屏障燕山山脈遙相呼應，暗合《詩經(jīng)》中的“高山仰止，景行行止”。奧海背依仰山，兩者山水環(huán)抱、山隨水轉，形成渾然一體的效果。冬季時節(jié)，沒有綠蔭成趣、草木繁茂的景象，但仍能看出仰山上成片的樹林不少，雖然不是粗壯的參天高樹，但保護的都不錯，每棵樹底部都涂有防蟲的白石灰。據(jù)介紹，全園的綠地中，有100余種共53萬株喬木、80余種灌木和100余種地被植物，按照生物多樣性組成自然林系統(tǒng)。專家測算，森林公園是改善北京城市環(huán)境與氣候的一塊“綠肺”，年可產(chǎn)氧5400噸，吸收二氧化碳7200噸，樹木滯塵4900噸。
　　
　　行走在南園中，我們注意到，樹林的周邊放置有一些介紹奧林匹克森林公園生態(tài)系統(tǒng)工程的模型和講解牌，介紹了園區(qū)內物質循環(huán)處理與再利用、雨水回收系統(tǒng)等設施。在整套生態(tài)系統(tǒng)中，現(xiàn)代科技發(fā)揮了不小的作用，園區(qū)選擇了膜處理、生物分離污水處理等具有代表性的生活廢水及糞便處理技術，使處理后的污水達到景觀環(huán)境用水的再生水質標準，實現(xiàn)污水零排放，污水處理及循環(huán)利用量每年達100萬立方米。全自動化智能化的澆灌系統(tǒng)直接將土壤水分、植物生長、蒸發(fā)、蒸騰等各種環(huán)境信息反饋給中央計算機，比手動或半自動灌溉節(jié)約一半用水量。
　　除了這些技術，人工濕地凈化技術也需要介紹。在森林公園南園，建有濕地11.4公頃。人工濕地的核心功能是凈化水質，它仿佛是奧海的腎臟。對污染物的凈化去除主要由植物、填料基質以及微生物等通過物理、化學和生物多種途徑共同完成，去除懸浮物、有機物、脫氮、除磷、殺死病菌和藻細胞。同時，濕地上還栽植了大量荷花、鳶尾等觀賞性較強的水生植物。如果夏季前來，走在濕地之間，既能觀賞漂亮的蘆葦蕩、菖蒲、水蔥等水生植物和花卉，還能看到一群群暢游的各色鯉魚，甚至不經(jīng)意間還會被從蘆葦中一飛沖天的野生白鷺們嚇一跳。
　　森林公園的南園為生態(tài)森林公園，以大型自然山水景觀的構建為主，主要景點是奧海和仰山，另配有露天廣場、森林劇場、疊花水臺、亭臺瀑布等看點。園區(qū)中的主路都被塑成紅色跑道的樣式，這里是那些愛好運動“晨跑族”、“夜跑族”的最佳室外有氧運動場地，大量的負離子對人體非常有益，這種設計更加符合了奧運精神，傍晚時，我們就在園中看到了不少身著運動服的人在進行慢跑運動。北園為自然野趣密林，定位為鄉(xiāng)土植物種源庫，以生態(tài)保護和生態(tài)恢復功能為主。但由于游完南園，天色已經(jīng)完全黑透了，北園的景致我們并沒有看到，聽說那里樹林更多，并且有不少老樹，已經(jīng)形成森林，野趣盎然。其中有一處景點雨燕塔，塔身上有密密麻麻的小洞，是專門留給雨燕的棲身之地。
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　　當初，在2002年征集奧林匹克公園的設計方案時，來自15個國家和地區(qū)的設計機構遞交了共80余個規(guī)劃設計方案。其中，北京大學俞孔堅教授設計的以“田”為總體概念的方案，也與如今已實施的方案一起入圍備選。他的方案主張奧林匹克公園的設計應采擷五千年的造田、種田、灌田的技術、藝術和精神，將公園的綠地做成農(nóng)業(yè)用地，此方案的優(yōu)點是維護成本比現(xiàn)在實施的方案低，不足之處是內容略微單調，沒有這么多復雜的山和樹等。現(xiàn)在實施的方案是美國薩薩基公司與天津華匯工程建筑設計有限公司合作完成的，其長處是內容豐富，各種景觀要素都有，但不足之處就是日后的運行費用較高。如今，奧運會才結束三年，奧林匹克公園維護不足的問題已經(jīng)暴露出來了。
　　在我們的行走中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雨水滲漏井無人清理的狀況。另據(jù)新聞報道，龍形水系曾經(jīng)一度出現(xiàn)水質遭受破壞的情況。2010年夏季，“龍形水系”的部分區(qū)域水面上出現(xiàn)了大片綠色泡沫狀漂浮物體，并不時有大量腐爛的滑膩物從水底涌起，管理人員用水泵抽水后高壓噴射漂浮物的方法對付了近半個月，還是不能根治。其相關負責人介紹，這里的水源為污水處理廠的優(yōu)質中水，而中水的氮、磷含量較高，導致藻類和微生物瘋長，他們專門就此事請教清華大學環(huán)境科學與工程系的幾位專家，得知漂浮物應為腐殖質，是長期積累的植物腐爛后沉積到底泥表層的物質。因河道較淺、流動性弱，河底厭氧性微生物大量生長繁殖，產(chǎn)生厭氧反應，導致底泥上的腐殖質大面積上浮。該負責人稱，龍形水系所設計的生態(tài)平衡系統(tǒng)被人為因素打破，垂釣、洗車、放生等現(xiàn)象，也是導致水草瘋長、底泥上浮等異常情況出現(xiàn)的原因。管理方曾投放殺菌氯片，但收效甚微。也曾有專家建議抽水清淤，但龍形水系重點區(qū)域下建有商業(yè)區(qū)，清淤可能破壞其防水體系，因此也不現(xiàn)實。①
　　從這條新聞可以看出，龍形水系在設計和治理上還是有不周到的地方。
　　第一，奧林匹克公園的亮點就是再生水的循環(huán)利用，龍形水系的設計理念就是希望實現(xiàn)生態(tài)自凈，有生態(tài)水循環(huán)處理系統(tǒng)為何還會出現(xiàn)大量漂浮物？是由于龍形水系的水處理系統(tǒng)不過硬，還是中水處理只能達到這種標準？甚至處理后的中水究竟適不適合做景觀水？這都是應該深入討論的問題。第二，報道稱由于龍形水系此段河道較淺，流動性弱，導致河底厭氧性微生物大量生長繁殖，那么，是否在當初設計河道時，對水流速度問題就沒有考慮周全呢？第三，龍形水系的生態(tài)平衡系統(tǒng)被垂釣、洗車、放生等人為因素打破，國家斥資巨大的大型城市生態(tài)水利項目，不應該如此疏于管理。
　　事后，出問題的龍形水系區(qū)域管理方解釋，這段系統(tǒng)是通過抽水達到循環(huán)，并除去了一部分氮和磷，但因為預留堰口位置較高，只有表層的水體實現(xiàn)循環(huán)處理，堰口以下水體除氮、磷的效果一般，水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化。負責“水立方”水處理系統(tǒng)運行管理的陳雷工程師也曾表示，使用中水做景觀水，又想阻礙水生物生長，目前是國際性的難題。②那在當時選擇這個設計方式時，是沒有意識到這個難題，還是意識到了沒有想辦法處理？
　　對于奧林匹克公園這座大型城市生態(tài)水系，我們不能僅陶醉于其光鮮亮麗的外表，它承載著我們的治水夢想，也是我國在城市生態(tài)水利建設實踐過程中的一個探索。在探索過程中出現(xiàn)這樣或那樣的問題是可以理解的，我們期待著對這些問題的研究和解決，加深我們對于城市人工生態(tài)水系設計的認識，總結經(jīng)驗，改正不足，并將這一工程取得的經(jīng)驗教訓寫入未來的教科書中，避免別人再走彎路。同時，相關專家應保持和深化其理念和工程設施，使其功能得到更好的發(fā)揮。2011年6月，奧林匹克公園管委會召集相關單位專家，研究龍形水系水質修復與保持技術方案。此方案以營養(yǎng)鹽削減、藻類控制和生態(tài)系統(tǒng)恢復為目標，利用并人工強化水生態(tài)系統(tǒng)的自我組織、調節(jié)與恢復能力，采用水體外水質凈化和水體內生態(tài)調控相結合的模式，達到水質改善和水生態(tài)修復重建的效果。這一項目研究期限為兩年，第一年進行污染成因分析和技術方案研發(fā)，第二年將在現(xiàn)場建設一套小型實驗裝置，進行小型測試研究和技術方案的完善，力爭在兩年內使遭到破壞的水生態(tài)系統(tǒng)逐步向良性循環(huán)方向發(fā)展。③我們對此將保持持續(xù)觀注。