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北海团城──古代集雨节水工程的杰作

来源:网络资源 | 作者:马执斌 | 本文已影响

 

水是生命的源泉,水是自然的恩赐。然而,水并不是取之不尽,用之不竭的自然资源。中国是个水资源短缺的国家。首都北京是个水资源短缺的城市。目前北京地表水开发程度以达到90%以上,接近极限。雨水已经成为北京第二大水源。充分地收集、利用雨水,创造和谐的、可持续发展的生态环境是摆在我们面前亟待解决的课题。而在这方面,明朝初期建成的北海团城集雨节水工程是先贤给我们树立的光辉榜样,是古人给我们留下的宝贵遗产。

 

团城座落在北海公园南门的西侧,圆形的城墙像铁桶一样,把小城围得严严实实。城里面山石嶙峋,殿宇森严,松柏苍翠。站在北海琼华岛巅头,向南面眺望,团城宛如一个大盆景。

 

查阅北海的历史,团城这个地方在辽代(9071125)是个大土堆。金大定十九年(1179),世宗完颜雍在这里建起第一座殿堂,团城里最古老的树木可能就是这时栽的。

 

一进团城,迎面就会看到两株巨松:一株是白皮松,高达30,要合抱它,得三个人,至今已有800多岁,曾被乾隆皇帝册封为“白袍将军”。另一株是大油松,它与“白袍将军”同岁,枝繁叶茂,可以荫庇数百人,乾隆皇帝册封它为“遮荫侯”。除这两株巨松外,团城里生长的古树年龄超过300岁的有17株,挂红牌;年龄超过100岁,但又不足200岁的有21株,挂蓝牌。

 

团城里种植的古树,绝大多数是白皮松、油松、桧柏、侧柏。它们都是北方多见的四季常青树,具有耐寒耐旱的习性。尽管这样,它们要在面积不足6000平方米的团城里存活下来,四季常青,历久不衰,实属不易。因为团城是一个封闭的、孤立的单元。别看它濒临北海湖,但城内地面高出北海湖面和地面几丈,树木的根系很难从北海湖面形成的地下水中获得补给,树木生长所需要的水分只有来自天然降水。科学研究表明,一株大树每年要“饮水”10吨以上。北京气象部门提供的资料表明,北京地区年平均降水量为595毫米,年平均陆面蒸发量为450500毫米,而且北京地区70%以上的降雨集中在夏秋两季,雨势稍大地面就会形成径流,渗不到地下,白白流走。

 

那么,团城里的树木是如何获取水分,历经百代,赢得蓬勃生机的呢?长期以来,没有人知道这里面的奥秘,它简直是个谜。为了破解这个谜,在北京市园林局和北京市科委的支持下,北海公园管理处成立了专门的课题组。

 

人类刚刚跨进21世纪,团城里的“白袍将军”生病了。有一天,园林工人忽然发现这个株巨松的两个枝杈开始打蔫了。北海公园管理处立即请来专家为它诊治。专家围着古树左右上下观察,既没有发现虫害,又没有发现营养不良现象。在排除了各种生病原因之后,专家提出检查树根。正好树下有一口渗水的古井,打开井盖,专家钻进去一看,竟然发现玄机。“白袍将军”这次生病,成为揭开团城古树四季常青,百代不衰的契机。

 

原来,渗水井下有涵洞。涵洞呈拱形,高约一米,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,黑土下面是用同样青砖砌成的洞底。在洞里走不了几步,人们发现此处涵洞刚刚塌陷,“白袍将军”的根系因此受损伤,从而生病。

 

团城共有九口渗水井,呈椭圆环走向排列。课题组借助先进的地球物理电磁法探明,九个渗水井口都跟地下涵洞相通,地面上渗水井口处位置正好是涵洞走向的转折点,从1号井口起,按顺时针方向经2号、3号井口,依次到九号口为止,整个涵洞走向呈“C”字母形。这样,每当大雨降临时,雨水顺井口流入涵洞储存起来,形成一条暗河,使树木在雨水多的情况下不致于因积水浸泡造成烂根,在干旱的情况下又不致于因缺水而干枯。

 

弄清这个奥妙,“白袍将军”的病因就找到了。涵洞坍塌,积下雨水无处去,泡烂了树根,导致枝杈打蔫。在专家指导下,园林工人对古树下坍塌的涵洞进行修复,这次用一段新铺设的混凝土圆管取代原先的青砖涵洞。一两个月之后,没有吃药打针,“白袍将军”病情痊愈,恢复生机。

 

专家们还发现一个不易察觉的情况,那就是在环绕团城270多米长的城墙上,没有一个泄水口,而北京故宫、天坛、正阳门、钟鼓楼等古建筑都留有不同式样的泄水口。这还不算,团城地面上也没有一条排水明沟。这些独特的设计说明:古代匠人在营造团城时,就有意要将全部雨水截留在城内。

 

那么,他们是怎样实现这个设想的呢?

 

团城地面有5900多平方米,除建筑物所占地外,其余地面都铺有地砖。这些地砖因用途不同,选择的砖形和质地不同,铺设样式也大有讲究。为游人设置的甬道,用方砖铺砌,砖质细密,不渗水,占全部砖面的一小部分。其余绝大部分,铺砌的是倒梯形方砖,这样砖与砖之间就形成一条上窄下宽的缝隙,供渗水集雨用。团城的地势北高南低,下大雨时,雨水从北往南流淌,古树多在南边,根据这种情况,铺砌在城北和城南的倒梯形方砖在尺寸与质地上有区别——城北的方砖较厚,上面还有一层两三厘米厚的致密层;城南的方砖稍薄,上面没有致密层,砖体遍布气孔,其吸水性能比城北的方砖要强。此外,城南的方砖比城北的方砖表面积要小,这样,城南地面上的缝隙就比城方更多更密,更利于渗水集雨。由此可见,古代工匠们的科学思维是多么的缜密细致。

 

    那么,这种铺砌地砖的方法是否行之有效呢?

 

    2001年7月13,北京下起中雨,12小时内集中降雨7毫米。专家们赶到团城实地考察雨水入渗与地面径流的情况。人们发现团城外雨水四处流淌,而团城里地面上竟然没有产生径流,雨水全部渗入土壤,被吸收。这充分证明,古代工匠设计建造的团城集雨节水系统工程是科学的,成功的。

 

    团城集雨节水工程建造于何时呢?北海课题组研究人员选取几块有代表性的青砖,送到北京大学检测,检查结果表明:这些青砖烧制年代最早的为公元1411年,即明永乐九年,距今已有596年;烧制年代较晚的为1821年,即清道光元年,距今已有186年。这说明,团城集雨节水工程已经存在近六百年。明永乐十四年(1416)定议迁都北京,随后开始大规模营建北京城,至永乐十九年(1421)正式迁都。北海团城比明北京城还要大几岁。

 

    这座建造于15世纪初期的北海团城是中国古代集雨节水系统工程的杰作。它构思巧妙,布局合理,蕴含着丰富的科学原理和朴素的环保思想,集中体现出中国古代工匠集雨节水的智慧。正是这样的智慧,古人为今人留下了一片绿阴,泽润后代。这片绿阴也启迪着后代。要集雨节水,注意环境保护。继承前人的智慧,今天北京在不少街道两旁的树木下铺砌了渗水砖。统计数据表明,城市里一场降雨过后,“硬铺装”的地面90%雨水形成径流,白白流走,10%雨水被蒸发,地下水基本上得不到补给,这实在太可惜了。发扬古人集雨节水的智慧是大有作为的。

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