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(yùn)動(dòng)會(huì)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(yùn)賽事和“鳥(niǎo)巢”、“水立方”等奧運(yùn)場(chǎng)館建筑。在近期對(duì)城市生態(tài)水利領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)中，我們讀到北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與示范》一書(shū)，才明白這一屆奧運(yùn)會(huì)“綠色奧運(yùn)、人文奧運(yùn)和科技奧運(yùn)”理念的深一層內(nèi)涵。原來(lái)，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(shè)計(jì)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(shí)際的建設(shè)中，實(shí)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(shū)中資料介紹，整個(gè)奧林匹克公園每年的用水量超過(guò)1700萬(wàn)立方米，其中利用再生水就有800萬(wàn)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(guó)家?jiàn)W林匹克體育中心用地及其南部預(yù)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(niǎo)巢”、“水立方”、國(guó)家體育館、國(guó)家會(huì)議中心、奧運(yùn)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(fǎng)了這座集中展現(xiàn)近年來(lái)城市水環(huán)境生態(tài)治理理念和技術(shù)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(gè)多元性的綜合生態(tài)水利規(guī)劃設(shè)計(jì)，有雨洪收集、再生水利用、循環(huán)過(guò)濾凈化、濕地凈化等各種工程設(shè)施，總水系面積84.2公頃，總蓄水量130萬(wàn)立方米，這些工程設(shè)施的外在形式表現(xiàn)為公園內(nèi)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(shí)還營(yíng)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(chēng)，從鳥(niǎo)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(hù)道，水面映襯著現(xiàn)代建筑群。在看到園區(qū)的整體導(dǎo)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(cè)、中國(guó)科技館的西側(cè)，是亞洲最大的城區(qū)人工水系?！褒堫^”昂首于最北段的奧林匹克森林公園奧海，“龍尾”盤(pán)著國(guó)家體育館——鳥(niǎo)巢，整個(gè)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(shí)，可以沿這水系從鳥(niǎo)巢一直走進(jìn)奧林匹克森林公園，一路上感受這蜿蜒水系的生動(dòng)氣韻和宏大氣勢(shì)。
　　龍形水系構(gòu)成了全園的脈絡(luò)和紐帶，兼具水景、娛樂(lè)、生態(tài)、交通和消防等功能。奧林匹克公園的水系是流動(dòng)、循環(huán)的，園內(nèi)有兩個(gè)循環(huán)體系：“龍身”建有過(guò)濾凈化處理體系，水體經(jīng)過(guò)處理，強(qiáng)化去除水體中的磷、氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后，再流回“龍身”，循環(huán)不斷；“龍頭”之水來(lái)自附近的清河再生水廠(chǎng)，先流入森林公園內(nèi)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(jìn)入湖區(qū)，如此循環(huán)往復(fù)。奧林匹克公園每日排放污水25000立方米，全部都會(huì)收集進(jìn)入清河、北小河再生水廠(chǎng)，再生水質(zhì)可達(dá)到地表水三到四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，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(niǎo)巢廣場(chǎng)上的青磚透水路面、國(guó)家體育館前的風(fēng)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(chē)場(chǎng)上的碎石底草格路面等等，它們的共同特點(diǎn)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(bǔ)給量。當(dāng)年奧運(yùn)會(huì)舉辦時(shí)正值北京汛期，能保證賽期的防汛安全，它們應(yīng)該功不可沒(méi)。
　　由于時(shí)間倉(cāng)促，我們沒(méi)有找到專(zhuān)業(yè)人士帶領(lǐng)我們參觀并進(jìn)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(shè)計(jì)與規(guī)范》按圖索驥，仔細(xì)觀察中，還是發(fā)現(xiàn)了不少細(xì)節(jié)的奧秘，比如在中軸大道的兩側(cè)，各設(shè)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(nèi)的綠地部分均比周?chē)穆访婊驈V場(chǎng)下凹50～100毫米，路面和廣場(chǎng)的雨水可經(jīng)過(guò)綠地入滲或外排；還有一種我們從沒(méi)見(jiàn)過(guò)的雨水滲透井，它可以去除降雨過(guò)程中初期較臟的雨水，據(jù)說(shuō)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(gè)雨水滲透井，上面已經(jīng)覆蓋了一層落葉和垃圾。如果沒(méi)有很好的維護(hù)和保持，再高級(jí)的設(shè)施也難發(fā)揮其長(zhǎng)久功效的。
　　在這些N1327Zc1M2hUl0cXSyFWCQ==地面設(shè)施的下方，安裝有我們看不見(jiàn)的過(guò)濾膜、滲濾溝、雨水收集池以及泵站等地下設(shè)備，這樣組成了一套整體性的公園雨水利用系統(tǒng)，能夠?qū)⒂晁偷剡^(guò)濾、凈化、回用，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇的洪水可全部蓄積園內(nèi)，每年可下滲、收集回用雨水150萬(wàn)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(xiàn)東側(cè)，低于地面9米，兩側(cè)是大型購(gòu)物中心和地鐵出入口，它獨(dú)特的風(fēng)貌與鋼結(jié)構(gòu)的“鳥(niǎo)巢”、膜結(jié)構(gòu)的“水立方”的現(xiàn)代風(fēng)格形成了明顯對(duì)比，“中國(guó)傳統(tǒng)元素”在這里體現(xiàn)得更為突出。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，下沉花園最明顯的標(biāo)志就是一面用紅色的鋼構(gòu)支起上百面“響鼓”的紅墻，鼓面可敲，鼓內(nèi)藏?zé)簦滋焓枪耐砩鲜菬?，稱(chēng)為禮樂(lè)重門(mén)。走進(jìn)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(dá)語(yǔ)言，院內(nèi)種植白玉蘭、丁香以及龍爪槐、壽星桃等代表性地方樹(shù)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(shè)計(jì)的排水標(biāo)準(zhǔn)很高，為50年一遇排水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的雨水利用標(biāo)準(zhǔn)也較高，為5年一遇24小時(shí)降雨。地上大面積采用透水鋪裝，雨水下來(lái)時(shí)通過(guò)設(shè)置的水平疏水層、豎向疏水層，將雨水引流到兩側(cè)的雨水收集溝，然后匯集到達(dá)地下的蓄水池，用于灌溉。超過(guò)雨洪利用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水，通過(guò)排水系統(tǒng)向另一個(gè)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(shè)置蓄排水層，滯留在綠地內(nèi)的雨水可以在其底部及時(shí)排走。
　　奧林匹克森林公園
　　奧林匹克公園實(shí)在是大，我們由南向北走了兩個(gè)多小時(shí)，終于到達(dá)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(guò)園區(qū)內(nèi)的游覽橋相連，它被稱(chēng)為第29屆奧運(yùn)會(huì)的“后花園”，賽后就成了北京市民的免費(fèi)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(mén)進(jìn)入南園區(qū)，不久就看到了奧運(yùn)水系的“龍頭”奧海，這是森林公園的主湖，因?yàn)槭嵌?，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(xì)細(xì)品味，岸邊的林間小道曲徑通幽，時(shí)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(diǎn)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(yīng)，暗合《詩(shī)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(zhuǎn)，形成渾然一體的效果。冬季時(shí)節(jié)，沒(méi)有綠蔭成趣、草木繁茂的景象，但仍能看出仰山上成片的樹(shù)林不少，雖然不是粗壯的參天高樹(shù)，但保護(hù)的都不錯(cuò)，每棵樹(shù)底部都涂有防蟲(chóng)的白石灰。據(jù)介紹，全園的綠地中，有100余種共53萬(wàn)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(zhuān)家測(cè)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(shù)木滯塵4900噸。
　　
　　行走在南園中，我們注意到，樹(shù)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(nèi)物質(zhì)循環(huán)處理與再利用、雨水回收系統(tǒng)等設(shè)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(shù)，使處理后的污水達(dá)到景觀環(huán)境用水的再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)污水零排放，污水處理及循環(huán)利用量每年達(dá)100萬(wàn)立方米。全自動(dòng)化智能化的澆灌系統(tǒng)直接將土壤水分、植物生長(zhǎng)、蒸發(fā)、蒸騰等各種環(huán)境信息反饋給中央計(jì)算機(jī)，比手動(dòng)或半自動(dòng)灌溉節(jié)約一半用水量。
　　除了這些技術(shù)，人工濕地凈化技術(shù)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(zhì)，它仿佛是奧海的腎臟。對(duì)污染物的凈化去除主要由植物、填料基質(zhì)以及微生物等通過(guò)物理、化學(xué)和生物多種途徑共同完成，去除懸浮物、有機(jī)物、脫氮、除磷、殺死病菌和藻細(xì)胞。同時(shí)，濕地上還栽植了大量荷花、鳶尾等觀賞性較強(qiáng)的水生植物。如果夏季前來(lái)，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(yú)，甚至不經(jīng)意間還會(huì)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(gòu)建為主，主要景點(diǎn)是奧海和仰山，另配有露天廣場(chǎng)、森林劇場(chǎng)、疊花水臺(tái)、亭臺(tái)瀑布等看點(diǎn)。園區(qū)中的主路都被塑成紅色跑道的樣式，這里是那些愛(ài)好運(yùn)動(dòng)“晨跑族”、“夜跑族”的最佳室外有氧運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地，大量的負(fù)離子對(duì)人體非常有益，這種設(shè)計(jì)更加符合了奧運(yùn)精神，傍晚時(shí)，我們就在園中看到了不少身著運(yùn)動(dòng)服的人在進(jìn)行慢跑運(yùn)動(dòng)。北園為自然野趣密林，定位為鄉(xiāng)土植物種源庫(kù)，以生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)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(méi)有看到，聽(tīng)說(shuō)那里樹(shù)林更多，并且有不少老樹(shù)，已經(jīng)形成森林，野趣盎然。其中有一處景點(diǎn)雨燕塔，塔身上有密密麻麻的小洞，是專(zhuān)門(mén)留給雨燕的棲身之地。
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　　當(dāng)初，在2002年征集奧林匹克公園的設(shè)計(jì)方案時(shí)，來(lái)自15個(gè)國(guó)家和地區(qū)的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)遞交了共80余個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。其中，北京大學(xué)俞孔堅(jiān)教授設(shè)計(jì)的以“田”為總體概念的方案，也與如今已實(shí)施的方案一起入圍備選。他的方案主張奧林匹克公園的設(shè)計(jì)應(yīng)采擷五千年的造田、種田、灌田的技術(shù)、藝術(shù)和精神，將公園的綠地做成農(nóng)業(yè)用地，此方案的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)成本比現(xiàn)在實(shí)施的方案低，不足之處是內(nèi)容略微單調(diào)，沒(méi)有這么多復(fù)雜的山和樹(shù)等?，F(xiàn)在實(shí)施的方案是美國(guó)薩薩基公司與天津華匯工程建筑設(shè)計(jì)有限公司合作完成的，其長(zhǎng)處是內(nèi)容豐富，各種景觀要素都有，但不足之處就是日后的運(yùn)行費(fèi)用較高。如今，奧運(yùn)會(huì)才結(jié)束三年，奧林匹克公園維護(hù)不足的問(wèn)題已經(jīng)暴露出來(lái)了。
　　在我們的行走中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雨水滲漏井無(wú)人清理的狀況。另?yè)?jù)新聞報(bào)道，龍形水系曾經(jīng)一度出現(xiàn)水質(zhì)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(shí)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(duì)付了近半個(gè)月，還是不能根治。其相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這里的水源為污水處理廠(chǎng)的優(yōu)質(zhì)中水，而中水的氮、磷含量較高，導(dǎo)致藻類(lèi)和微生物瘋長(zhǎng)，他們專(zhuān)門(mén)就此事請(qǐng)教清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系的幾位專(zhuān)家，得知漂浮物應(yīng)為腐殖質(zhì)，是長(zhǎng)期積累的植物腐爛后沉積到底泥表層的物質(zhì)。因河道較淺、流動(dòng)性弱，河底厭氧性微生物大量生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生厭氧反應(yīng)，導(dǎo)致底泥上的腐殖質(zhì)大面積上浮。該負(fù)責(zé)人稱(chēng)，龍形水系所設(shè)計(jì)的生態(tài)平衡系統(tǒng)被人為因素打破，垂釣、洗車(chē)、放生等現(xiàn)象，也是導(dǎo)致水草瘋長(zhǎng)、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(zhuān)家建議抽水清淤，但龍形水系重點(diǎn)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(shí)。①
　　從這條新聞可以看出，龍形水系在設(shè)計(jì)和治理上還是有不周到的地方。
　　第一，奧林匹克公園的亮點(diǎn)就是再生水的循環(huán)利用，龍形水系的設(shè)計(jì)理念就是希望實(shí)現(xiàn)生態(tài)自?xún)?，有生態(tài)水循環(huán)處理系統(tǒng)為何還會(huì)出現(xiàn)大量漂浮物？是由于龍形水系的水處理系統(tǒng)不過(guò)硬，還是中水處理只能達(dá)到這種標(biāo)準(zhǔn)？甚至處理后的中水究竟適不適合做景觀水？這都是應(yīng)該深入討論的問(wèn)題。第二，報(bào)道稱(chēng)由于龍形水系此段河道較淺，流動(dòng)性弱，導(dǎo)致河底厭氧性微生物大量生長(zhǎng)繁殖，那么，是否在當(dāng)初設(shè)計(jì)河道時(shí)，對(duì)水流速度問(wèn)題就沒(méi)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(chē)、放生等人為因素打破，國(guó)家斥資巨大的大型城市生態(tài)水利項(xiàng)目，不應(yīng)該如此疏于管理。
　　事后，出問(wèn)題的龍形水系區(qū)域管理方解釋?zhuān)@段系統(tǒng)是通過(guò)抽水達(dá)到循環(huán)，并除去了一部分氮和磷，但因?yàn)轭A(yù)留堰口位置較高，只有表層的水體實(shí)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(yíng)養(yǎng)化。負(fù)責(zé)“水立方”水處理系統(tǒng)運(yùn)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(zhǎng)，目前是國(guó)際性的難題。②那在當(dāng)時(shí)選擇這個(gè)設(shè)計(jì)方式時(shí)，是沒(méi)有意識(shí)到這個(gè)難題，還是意識(shí)到了沒(méi)有想辦法處理？
　　對(duì)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(mèng)想，也是我國(guó)在城市生態(tài)水利建設(shè)實(shí)踐過(guò)程中的一個(gè)探索。在探索過(guò)程中出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題是可以理解的，我們期待著對(duì)這些問(wèn)題的研究和解決，加深我們對(duì)于城市人工生態(tài)水系設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改正不足，并將這一工程取得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)寫(xiě)入未來(lái)的教科書(shū)中，避免別人再走彎路。同時(shí)，相關(guān)專(zhuān)家應(yīng)保持和深化其理念和工程設(shè)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(huì)召集相關(guān)單位專(zhuān)家，研究龍形水系水質(zhì)修復(fù)與保持技術(shù)方案。此方案以營(yíng)養(yǎng)鹽削減、藻類(lèi)控制和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)為目標(biāo)，利用并人工強(qiáng)化水生態(tài)系統(tǒng)的自我組織、調(diào)節(jié)與恢復(fù)能力，采用水體外水質(zhì)凈化和水體內(nèi)生態(tài)調(diào)控相結(jié)合的模式，達(dá)到水質(zhì)改善和水生態(tài)修復(fù)重建的效果。這一項(xiàng)目研究期限為兩年，第一年進(jìn)行污染成因分析和技術(shù)方案研發(fā)，第二年將在現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)一套小型實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行小型測(cè)試研究和技術(shù)方案的完善，力爭(zhēng)在兩年內(nèi)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(duì)此將保持持續(xù)觀注。