北海团城古节水工程揭秘

北海团城，一个高出地面四五米、面积不过６０００平方米的小小围城。这里生长着数十棵根深叶茂的古树。数百年来，无论是大雨倾盆，还是久旱无雨，古树百代常青，历久不衰。这里头，有着怎样的奥妙？

　　近日园林科研人员披露，在团城地下发现了一座建于公元１５世纪初的古代雨水利用工程，它结构巧妙，布局合理，蕴含着丰富的科学原理和朴素的环保思想，以及我们智慧的祖先集雨节水的匠心——

　　 团城高出地面，古树何能常青？

　　从北海琼岛的最高处望去，团城如同一只巨大的木桶，摆在北海公园南门口。盆景上山石耸立，殿宇森严，古木如盖。

　　查阅北海历史，可以发现团城的存在最早可以追溯到辽代（公元９０７年至１１２５年），当时它还是一个大土堆。金大定十九年（公元１１７９年），这里建起了第一座殿宇，团城上最古老的树木大约就是在此时栽植的。
　　
　　一进团城，迎面就会看到一棵高约３０米、要三人才能合抱的古松。据北海公园管理处负责人介绍，它至今已有８００多岁，曾被乾隆皇帝册封为“白袍将军”。离它不远，还有一棵枝繁叶茂、足可荫庇数百人的大油松，它与“白袍将军”同岁，被封为“遮荫侯”。除这两棵老树外，团城上被园林部门挂上树牌、重点保护的“寿星”树还有很多，粗粗数一下，挂蓝牌、树龄过百的有２１棵，挂红牌、树龄超过３００岁的有１７棵。

　　团城上的古树，绝大部分是油松、白皮松、侧柏和桧柏这四类常绿树，它们虽是北方常见的树种，也都有耐旱的习性，但要在这样一个面积不足６０００平方米的“木桶”里生存，却也不是一件容易的事。因为团城是一个孤立的、封闭的单元，城内地面高出北海水面和地面，它们的根系很难从北海湖面形成的地下水中得到补给，古树生长所需的水分只有来自天然降水。据介绍，一棵大树一年要“喝”掉１０吨以上的水，而气象部门提供的资料表明，北京多年平均降水量为５９５毫米，多年平均陆面蒸发量为４５０毫米至５００毫米，这样算来，大树光“喝”雨水是很难满足生长需要的，更何况北京７０％以上的降雨集中在夏秋两季，雨势稍大又会形成地面径流，白白流走。
　　
　　在这种情况下，团城古树如何能获得充足的水分，以致百代常青、历久不衰？这一问题引起了园林专家的极大兴趣。２００１年，在市园林局和市科委的大力支持下，由北海公园副园长赖娜娜和沈方领衔成立了专门的课题组，开始破解团城古树生长的奥秘。

　　 撬开地砖方见古人集雨匠心

　　古树是活的文物，公园不时要给它们施肥复壮。一次给古树施肥时，当工人们撬开地砖，站在一边的专家们注意到地砖的形状挺特别，它不像普通地砖那么方方正正，而是呈倒梯形。他们不禁心里一动：这种罕见的形状也许不是率性而为，而是别有用意？

　　把这些倒梯形的砖排列起来，专家们发现砖与砖之间形成了一个三角形的通道（如图），这个通道既便于透气，又便于渗水。不仅如此，砖与砖之间的缝隙也没有抹灰浆，这样做显然是为了让雨水更好地下渗。再看砖下面的衬砌材料，又松又软，一瓶矿泉水倒进去，十几秒钟就渗得一干二净。

　　这一发现让专家们又惊又喜，他们确信团城的确有着等待挖掘的秘密。

　　专家们还注意到一个多年来一直被人忽略的情况：在环绕团城的２７０多米长城墙上，没一个泄水口。而故宫、天坛、正阳门、鼓楼等古建筑都留有各式各样的泄水口，与团城相去不远的北海琼岛上也有大小几十个泄水口。不仅如此，在团城地面上也没有一条排水明沟——这一切无不在佐证一个事实：古人在建造团城之时，便有意要将雨水留在城内。

　　在团城全部５９００多平方米的地面上，除建筑物占地外，其余的地面都铺有地砖。这些地砖的铺砌样式也挺有讲究。一小部分为甬道，由方砖铺成，它们质地致密，不渗水，专供人行走；地面绝大部分铺的是倒梯形方砖，供渗水集雨之用。团城地势北高南低，雨水从北往南流，铺在城北和城南的倒梯形砖在尺寸和质地上也不相同：城北的砖较厚，上表面还有一层两三厘米厚的致密层；城南的砖稍薄，没有致密层，砖体还遍布气孔，其吸水性比前者要强。此外，城南的砖体表面积也小于城北的砖，这样做可以使城南地面的缝隙更多更密，更利于雨水下渗——由此可见古代工匠们思维之缜密。

　　这一做法效果如何？２００１年７月１９日，北京下起中雨，１２小时内集中降水７毫米。专家们到团城观测雨水入渗及地面径流情况，发现团城外雨水四处流淌，而团城地面却没有产生径流，雨水被土壤很好地吸收了。

　　 地下有条“Ｃ”字形集雨涵洞

　　说起团城地下集雨涵洞的发现过程，还得归功于“白袍将军”的一次生病。

　　有一天，这棵老树的两个枝杈打了蔫儿，北海公园管理处立即请来专家为其诊治。专家左看右看，老树既没遭受病虫害，也不是营养不良，各种原因排除之后，专家提出查看树根。正好树下有一口渗水的古井，打开井盖钻进去一看，里面竟然别有洞天。

　　此洞呈拱形，高约１米多，宽有六七十厘米，洞壁由青砖砌成，地面上淤积着一层厚厚的黑土，黑土下是同样由青砖砌成的洞底。走不了几步，人们发现洞刚刚坍塌，“白袍将军”的根系也因此而受伤。

　　专家们敏锐地感觉到，这个意外的发现后一定隐藏着更大的意外。

　　团城共有９个入水井口，呈椭圆环走向排列，每个井口均与地下涵洞相通。课题组借助先进的地球物理电磁法探明了涵洞的走向。探测结果显示，地面上雨水口所处位置均是涵洞走向的转折点，以９号井口为起点，按逆时针方向经８号、７号、６号等井口，最后到达１号井口，整个涵洞走向呈“Ｃ”字形。

　　这下，专家们摸清了团城雨洪排灌的过程：每当大雨或暴雨来临时，雨水就顺着井口流入涵洞储存起来，形成一条暗河，使植物在多雨时不致积水烂根，在天旱时不致缺水干枯。了解了这一点，“白袍将军”的病根也就清楚了：涵洞坍塌，导致积水烂根。专家们对树下坍塌的涵洞进行了修补，用一段新铺设的混凝土圆管取代原先的青砖涵洞。一两个月后，既没吃药又没打针的“白袍将军”恢复了生机。

　　可是，团城集雨工程究竟建于何时？课题组取了几块青砖到北京大学作检测。检测结果表明，这些青砖烧制年代最早为公元１４１１年（明永乐年间），距今已有５９０年之久；年代较晚的为公元１８２１年（清道光年间），距今１８０年。可见早在五六百年前，这座构思严谨的节水工程便已存在，而后几经修缮，保存至今。

　　 团城古代节水工程启示今人

　　团城上百年不凋的古树，是古代节水工程卓越能效的证明。这一历经数百年、至今仍在为人类默默奉献的杰作，给了今人许多启示。

　　水是自然的恩泽，生命的源泉。今天，人们已意识到它并非取之不尽，用之不竭。据市水利局有关负责人介绍，目前北京地表水开发程度已达９０％以上，雨水已成为北京仅次于地下水的第二大水源。

　　借鉴古代科学的集水思想，创造更为和谐的生态环境，发展节水型园林，是北京城市发展的必由之路。上周，市园林局到团城召开现场工作会，推广古代集雨节水的做法。目前，参考团城的做法，中山公园在园区甬路上更换了铺装，新铺的全部是上大下小的倒梯形方砖，砖下的砌衬材料中还加上３０％的粗锯末，以利于雨水下渗。紧邻北海的景山公园也在前山坡面上建起了蓄水池，以阶梯式串联的管线涵养水源，使山上的树木得到雨水的充分滋养。去年，北京植物园在樱桃沟低洼地带开挖了三个人工湖，它们不仅蓄积了雨水，弥补了植物园水源的不足，还为园中新添了“三潭碧水映西山”的美景。

　　据市园林局提供的数字，眼下北京城区只有３０％是渗水的绿地，另外７０％的地面被建筑物、道路及广场所覆盖，这些“硬铺装”好比一层厚厚的防水服，使地下很难得到水补给。而团城古渗井课题组向记者提供了这样一组数据：在城市一场降雨之后，“硬铺装”的地面９０％的雨水形成径流白白流走，１０％被蒸发，这是十分可惜的。为此，本市已于近年改变了雨污不分的情况，在城市基础设施建设中分别埋设雨水和污水管线，并将蓄积的雨水回补到地下水中。２００２年六七月间，密云水库拦雨工程发挥了作用，水库比往年同等降雨量时多蓄水７４万立方米。

　　前人栽树，后人乘凉。团城上，古人于数百年前建造的集雨工程为今人留下了一片绿阴；同样地，今人收集雨水，补给土地，也将泽及后代。