古代北京城市水系規(guī)劃對現(xiàn)代海綿城市建設(shè)的借鑒意義

文·圖 ◎ 張濤 王沛永

古代北京城市水系規(guī)劃對現(xiàn)代海綿城市建設(shè)的借鑒意義

文·圖 ◎ 張濤 王沛永

近年來中國城市內(nèi)澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，一到夏季各個(gè)城市紛紛“看?！?。依賴大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施和管網(wǎng)建設(shè)的傳統(tǒng)雨水外排模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代城市雨洪管理的要求。當(dāng)前城市建設(shè)破壞了水的自然循環(huán)與流動(dòng)，“水”“綠”分離，雨水沒有滋潤城市綠地，直接排瀉進(jìn)河湖水系，既污染了水系，又帶來洪澇。要解決當(dāng)前問題，應(yīng)該充分利用城市上下游低洼地，使城市水系發(fā)揮巨大的海綿作用。本文從北京古城的城市規(guī)劃與水體關(guān)系入手，著重研究北京城市與水系的密切關(guān)系，構(gòu)建北京城特有的人居環(huán)境，以探究其對現(xiàn)代海綿城市建設(shè)的借鑒意義。

*本研究由中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助（項(xiàng)目編號(hào)TD2011-30）。

北京水系變遷及對城市的影響

北京歷史悠久，縱觀其城市發(fā)展演變的歷史，不難發(fā)現(xiàn)水系與城市之間密切的聯(lián)系。薊城時(shí)期開鑿了車箱渠。金代開鑿了護(hù)城河、金口河、長河，使高粱河與閘河（今通惠河）相連。金中都城址較低，易受永定河泛洪影響。元代選新址建元大都，開金水河，引白浮泉水，接通惠河。新城地勢較高，位于永定河沖積扇脊背上，一定程度上減弱了永定河泛濫的威脅。據(jù)史料記載，元大都建都83年間，僅有5次水患，平均16.6年一次。城內(nèi)湖泊面積較大，城市內(nèi)澇問題較少，但西山泛洪的威脅卻增加了。

圖片說明

1. 薊城、金中都、元大都與附近水系圖

明在元大都的基礎(chǔ)上改建都城，開外護(hù)城河與內(nèi)護(hù)城河相連，挖內(nèi)外金水河，繞紫禁城鑿護(hù)城河。明都城內(nèi)建設(shè)了大量河網(wǎng)水系，排水明溝，在防洪防澇方面發(fā)揮了巨大的作用。明代定都北京前，河道堵塞、水系退化，水患次數(shù)增多，達(dá)到平均6.5年一次，建城后經(jīng)水系治理，降為12.5年一次，效果顯著。

清朝時(shí)期北京西郊一帶進(jìn)行了一系列的園林建設(shè)，維持了大量的河湖濕地，對北京抵抗西山洪水起到了重要的作用。與明代相比，清代建都北京的267年間，共有5次水患，平均53年一次。

2. 明清北京與附近水系圖

明北京城在元大都城址的基礎(chǔ)上南移以避險(xiǎn)，清朝沿襲明代都城和皇城。北城墻南移，這樣有利于抵御西山洪澇帶來的淹城風(fēng)險(xiǎn)。后又開拓都城，最終形成“凸”字形布局。從元大都到明北京，城墻屢次變化，其根本原因是雨洪威脅，進(jìn)而產(chǎn)生水系的變遷，導(dǎo)致城市形態(tài)的變化。

明清北京城市水系規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)

完整的水網(wǎng)建構(gòu) 從金到清所有的水利建設(shè)都在致力于構(gòu)建完整的水網(wǎng)體系，包括低洼地、池塘、湖泊、河道水渠、護(hù)城河及城外的自然河流系統(tǒng)。完整水系網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不僅滿足了漕運(yùn)，為生活和娛樂提供了充足的水源，而且也在城市防洪排澇方面起到了巨大的作用。暴雨時(shí)雨水順排水溝渠進(jìn)入城市內(nèi)部的湖泊、池塘，再由河道引水出城到城外護(hù)城壕池，再排到城外的自然河流中。

除此之外，從元大都起，北京城就開始修建城內(nèi)排水系統(tǒng)，主要包括城內(nèi)明渠暗溝、城壕、城內(nèi)河道。明天啟年間，內(nèi)外城壕及紫禁城的城壕，共長約44.27千米。城內(nèi)排水干渠河道總長約64.27千米，城內(nèi)河道密度為1.07千米/平方千米。到了清乾隆年間，內(nèi)城大溝密度為2.75 千米/平方千米，小溝密度為8.84千米/平方千米。城內(nèi)排水系統(tǒng)完備，城外有大量的河網(wǎng)水系可以進(jìn)行雨洪調(diào)蓄，共同組成一個(gè)保證雨洪安全的系統(tǒng)。

功能完善的水系統(tǒng) 完整的水網(wǎng)結(jié)構(gòu)建立之后，還要求水體有完善的功能。城市低洼地，池塘匯聚雨水，就近收集滯留雨水。人工修建的排水溝渠是地面上的排水系統(tǒng)，保證雨水就近排放。各種引水河道水渠、湖泊為滿足城市生活，包括宮苑給水和漕運(yùn)用水，溝通串聯(lián)起整個(gè)完整水系。城外自然大河則為城市提供充足的水源，與大海相連，調(diào)控整個(gè)城市的水量。在這個(gè)過程中，暗溝主要用于人口密集區(qū)域，多在雨洪排放的起始段設(shè)置，與路邊的排水溝渠相連，引導(dǎo)雨水進(jìn)入城內(nèi)排水河道。明清時(shí)期城市內(nèi)澇往往是由于城外河道泛濫、大水圍城、內(nèi)城河水無法外排導(dǎo)致的，如果沒有外城洪水，內(nèi)城的河道足以發(fā)揮更大作用。

3. 清代中期西北郊園林分布圖

明清西郊水系治理與利用

清代北京城內(nèi)的內(nèi)澇次數(shù)減少，一方面得益于永定河治理完善，河道決堤的次數(shù)減少；另一方面西山雨洪也得以治理，外水圍城的機(jī)率降低。北京西郊的濕地水體一直是主要的水源地，也是洪泛威脅的源頭之一。清代皇家園林群“三山五園”的建設(shè)是水系治理與人居環(huán)境建設(shè)的典范，其經(jīng)驗(yàn)與做法值得學(xué)習(xí)。

北京西郊水草豐美風(fēng)景秀麗，從元開始就有皇家貴族的別墅園林，明清時(shí)期更是皇家園林的集中地。這里除了園林水體、河網(wǎng)，還有大量的沼澤地、水稻田，在北京城市水系構(gòu)成中占據(jù)重要的地位，是濕地集中的地段。清代皇家貴族利用這里的水系形勢，建造了大量“水景”園林，以河湖吐納雨洪。自然水系是以河道串聯(lián)湖泊的形式，在河流寬闊或地勢低洼處可以匯聚形成大湖面，使水系具有自然的滯洪、蓄洪功能。西郊園林群的建設(shè)也遵循了自然河湖相連的原則，利用水系低洼或?qū)掗熖?，擴(kuò)建水面造園，這是對城市水系的完善和發(fā)展。

昆明湖是甕山泊擴(kuò)大而成，在東岸建堤作攔水壩，攔蓄上游泉水，水面擴(kuò)大后形成優(yōu)美的堤島空間。昆明湖建了三個(gè)水閘，平時(shí)關(guān)閘用來匯集上游的泉水，需水時(shí)開閘放水補(bǔ)給。遇大雨山洪，水位暴漲則開閘泄水直接進(jìn)入清河。昆明湖水庫的成功建成為西北郊園林群造景水源及京城用水周邊田地灌溉提供了充足且可調(diào)蓄的水源保障。

北京西郊皇家園林群的建設(shè)改變了這一地區(qū)的自然面貌，由于皇家園林持續(xù)的維護(hù)管理，園林內(nèi)湖體吸納了西山匯流的大量洪水，也承載了水系周圍的地表排水。由于水體具有足夠的蓄水容積，所以對洪澇災(zāi)害具有巨大的緩沖作用，在一定程度上保證了北京城雨洪安全。洪水過境之后，湖體吸納的雨洪可以緩慢釋放，補(bǔ)充水系水量，發(fā)揮巨大的海綿作用。

此外還采取措施，控制雨水的水量和方向，防止水患的發(fā)生。在清代為了保證昆明湖水量，從香山碧云寺、櫻桃溝及玉泉山修建了引水渠直達(dá)昆明湖。同時(shí)為了抵御山洪，還修建了東北和東南方向的泄水河，直接將過量的雨洪引入清河和高粱河，繞開了昆明湖及玉泉山皇家園林群，如今泄水河仍在，并發(fā)揮著作用。園林內(nèi)部在消納雨洪的同時(shí)，也運(yùn)用了多種手段避免這些雨水帶來的負(fù)面影響，結(jié)合園林造景，人與自然達(dá)到和諧統(tǒng)一，如頤和園的桃花溝排水溝、寅輝城關(guān)排水溝等。

4. 排洪渠示意圖

對現(xiàn)代海綿城市建設(shè)的借鑒意義

明清時(shí)期，北京為了解決雨洪問題多管齊下，城外修筑永定河河堤，攔截洪水；西山依靠皇家園林群調(diào)蓄山洪；城市內(nèi)部用河道水系防止內(nèi)澇。而現(xiàn)在城市擴(kuò)張導(dǎo)致城市內(nèi)及城市近郊的河湖水系發(fā)生了巨大的變化，一些河道和池塘被填埋。人們逐漸認(rèn)識(shí)到要解決城市內(nèi)澇問題，不能僅靠容積有限的管道進(jìn)行排水，應(yīng)綜合運(yùn)用管網(wǎng)、河道、低洼地等綜合設(shè)施，建設(shè)海綿城市。應(yīng)從城市水系重新整治入手，統(tǒng)籌城市水體循環(huán)，恢復(fù)一些河網(wǎng)低洼地，梳理城市河道。應(yīng)綜合利用蓄、分、導(dǎo)、滲等措施對城市水系進(jìn)行整治。

增加城市內(nèi)外的蓄水空間 蓄，即為蓄積雨水。在降雨過程中通過蓄積一定量的雨水，使得雨水不至于快速下泄，可以保證降雨與排水錯(cuò)時(shí)進(jìn)行，有利于削減洪峰。在城市低洼地排水不暢時(shí)應(yīng)考慮蓄水措施，將雨水臨時(shí)排放到蓄水設(shè)施中，避免內(nèi)澇。清代北京城外西郊的皇家園林群，建設(shè)了大量的河湖濕地。當(dāng)西山雨洪爆發(fā)時(shí)，在源頭蓄積雨水，暫時(shí)儲(chǔ)存起來，不致于使雨洪迅速接近北京城，可以保證城市安全，即為源頭控制。元代和明清時(shí)期，城市內(nèi)部順應(yīng)地勢，遵循低處排水的原則，在城市低洼地形成池塘或湖泊。暴雨時(shí)，雨水可以迅速隨地勢流入這些水體，消除內(nèi)澇。城市中心區(qū)的積水潭、什剎海、北海，南城的陶然亭、龍?zhí)逗?，城市東郊則有壩河、亮馬河、水碓子、團(tuán)結(jié)湖等河湖水系，都具有這樣的功能。應(yīng)當(dāng)注意，城市水系應(yīng)具備與其城市規(guī)模相適應(yīng)的蓄水容積，不然即使有完整的水網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也會(huì)因排水不暢而產(chǎn)生內(nèi)澇。

分洪是保證雨洪安全的重要措施 分，即為分流，在雨洪產(chǎn)生的源頭處將過量的雨水分流出去，引入遠(yuǎn)離城市的河流。城市河道按照一定的防洪標(biāo)準(zhǔn)修建，但是不是標(biāo)準(zhǔn)越高就越好，畢竟防洪標(biāo)準(zhǔn)提高后對河道的寬度、深度等要求就提高了。而高標(biāo)準(zhǔn)也意味著低概率，日常河道的景觀就會(huì)變差，人與河道的親密關(guān)系就消失了。因此在雨洪安全與城市景觀之間需要尋找平衡。北京古代城市水系建設(shè)中就采用了分流的方法，在北京西山雨洪出山處修建了北泄水河和東南泄水河，日常小降雨時(shí)河道將雨水引導(dǎo)至昆明湖；而強(qiáng)降雨發(fā)生時(shí)，通過北泄水河將部分雨水直接引導(dǎo)到清河，通過東南泄水河將部分雨水引導(dǎo)到西郊，繞過北京城后排入城南河道。這是兼顧了排水安全與日常使用的最佳方案，也對現(xiàn)代城市的河網(wǎng)水系治理提供了范例。

增加城市內(nèi)的排水溝渠密度 導(dǎo)，即為疏導(dǎo)，把地表水利用城市內(nèi)部的河網(wǎng)、排水明溝或暗渠，及時(shí)對雨水進(jìn)行有組織的疏導(dǎo)、排放?，F(xiàn)代城市建設(shè)大量使用管網(wǎng)代替古代城市中的小型排水明溝，導(dǎo)致城市在雨水徑流產(chǎn)生的初期就大量匯流?，F(xiàn)代城市往往河道排水系統(tǒng)不完整，主要依靠地下管網(wǎng)將雨水排入河道，城市內(nèi)部排水僅有主干河渠，支渠減少，微型河道消失。河網(wǎng)密度大大下降，河道對雨水調(diào)蓄能力有限，所以根本無法及時(shí)將雨水導(dǎo)出。當(dāng)瞬時(shí)暴雨來臨時(shí)，就存在很大的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

在海綿城市建設(shè)中，盡可能在徑流產(chǎn)生源頭使用透水的溝渠組織雨水排放。提高溝渠的密度和長度，有利于雨水下滲和延長雨水匯流的時(shí)間，降低洪峰流量，同時(shí)可以沉淀泥沙，控制雨水?dāng)y帶的污染物轉(zhuǎn)移。在這些排水溝渠逐級(jí)增加匯流量的過程中，就需要提高溝渠的寬度、深度，使其逐漸變?yōu)槌鞘信潘暮拥?。這里所提到的溝渠不僅僅是市政道路邊溝，而是需要根據(jù)城市地形條件，盡可能多地保留城市原有自然排水匯流的渠道，并在其兩側(cè)保留一定寬度的綠地以蓄水。這些排水溝渠應(yīng)連成網(wǎng)絡(luò)，并溝通城市較大的河道，成為城市自然水系的組成部分。這些溝渠的存在使得雨水管網(wǎng)可以縮短長度，就近排放，也可以利用這些溝渠替代部分雨水主干管，降低城市管網(wǎng)的建設(shè)量。

各種措施促進(jìn)雨水下滲 滲，即為下滲，使雨水下滲進(jìn)入土壤，形成地表水與地下水之間的良性自然循環(huán)。海綿城市建設(shè)的意義，在于水多時(shí)“吸水”，水少時(shí)“放水”，對城市水生態(tài)環(huán)境起到良好的促進(jìn)作用。雨水下滲應(yīng)從源頭控制開始，在微環(huán)境建設(shè)中保留雨水下滲途徑的通暢，爭取在小降雨量時(shí)全部下滲。在蓄積雨水的時(shí)候應(yīng)控制水體排放速度，使降雨與排水形成錯(cuò)峰、錯(cuò)時(shí)的效果?，F(xiàn)代城市的不透水地面在隨城市發(fā)展不斷增加，而水體河道又大多經(jīng)過硬質(zhì)處理，形成不能下滲的界面，這樣嚴(yán)重阻礙了雨水回歸自然循環(huán)，違背了海綿城市建設(shè)的宗旨。

結(jié)語

古代北京的水系目前仍然在發(fā)揮著排洪和景觀作用。當(dāng)前北京主要的公園綠地都是沿著這些水系布局的。但是我們必須看到當(dāng)前城市過分依賴管網(wǎng)排水，河湖的防洪功能被削弱了很多。而管網(wǎng)由于其局限性，并沒有負(fù)擔(dān)起雨洪排放的全部功能。傳統(tǒng)河網(wǎng)排水兼顧景觀的開放排水系統(tǒng)在現(xiàn)代城市逐漸消失，人們已經(jīng)開始認(rèn)識(shí)到它帶來的弊端。

現(xiàn)代城市規(guī)劃應(yīng)先分析自然水文過程，通過對水系的規(guī)劃整理，保證水系網(wǎng)絡(luò)的完整性。在滿足水域面積、河網(wǎng)密度的情況下營造兼顧游賞和調(diào)蓄雨洪功能的城市空間。城市園林綠地的布局在滿足居民游憩休閑的基本功能前提下，可在排水河網(wǎng)兩側(cè)進(jìn)行綠化建設(shè)，在改善城市環(huán)境條件的同時(shí)形成優(yōu)美的綠地景觀，構(gòu)建城市特色人居環(huán)境。這些對改善城市環(huán)境，調(diào)節(jié)小氣候，尤其是對城市可持續(xù)發(fā)展有重要影響。

在海綿城市建設(shè)的背景下，我們應(yīng)繼承和發(fā)揚(yáng)古代北京城市水系規(guī)劃與建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，變管網(wǎng)排水為綜合治理，增加水道、濕地的占地面積，恢復(fù)河網(wǎng)生態(tài)功能。以水定城、景觀優(yōu)先、水綠結(jié)合的城市規(guī)劃方法和建設(shè)模式應(yīng)該重新被定為城市建設(shè)的優(yōu)先模式，并發(fā)揮其巨大價(jià)值。（文中圖片改繪自《北京城的生命印記》）

張濤北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，風(fēng)景園林學(xué)碩士。

王沛永北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院園林工程教研室，副教授。