北京水系
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2023年3月17日发(作者：2233b)北京奥林匹克森林公园水系规划说明
1规划背景
北京奥林匹克森林公园是奥林匹克公园的有机组成部分,是奥运中心区重要的
景观背景。其规划设计既要保证奥运赛时活动的需求,又要符合建设一个多功能生
态区域的长期目标的需要。
中国传统园林艺术中的叠山理水,要求掌握山水构成的规律,把握山水的客观
形貌和特点。只有掌握了山水构成的规律、形态,才能创作出生动感人、典型化的
山形与水系。水得地而流,地得水而柔。山水结合,才能组成完整的自然景观。真实
的自然山水就是以山水为骨架的自然综合体。奥林匹克森林公园的山水方案构建山
和水的组合。经过对颐和园、北海等传统园林山形水系的研究,森林公园的山水组
合最终定为“山环水抱、起伏连绵、负阴抱阳、左急右缓,左峰层峦逶迤、右翼余
脉蜿蜒、环顾龙湖胜景”的模式。奥林匹克森林公园的水系统设计就是结合现场的
地形水系条件,因地制宜地做出的“龙湖”——龙形水系。
“龙”是中华民族的象征,它不仅是变幻莫测的神物,更是炎黄子孙的祖先。
没有一种图案可以如同龙纹一般代表着中国这个古老神秘的国家。在中国的传统文
化中“龙”是司水的神明。腾云驾雾、排云布雨,龙与水相互依存。唐代陶渊明曾
云:“山不在高,有仙则名,水不在深,有龙则灵。”除了龙,没有一种神物能与水如
此的相容。此次奥林匹克森林公园的设计方案被命名为“通往自然的轴线”,在这
里,北京城的城市中轴线将与自然山水融为一体。在利用中国传统园林手法构建的
自然山林前,龙形的蜿蜒水系,沿着城市的轴线向北盘卧。银色的波光如同银龙的鳞
甲在绿色的山林间熠熠生辉。
2场地现状
奥林匹克森林公园园内水面包括3部分:一是湖泊,主要分布在南区的洼里公
园和碧玉公园内,水面面积约28.5hm2,其中主湖面积22hm2,现状洼里湖公园湖面
5.2hm2,现状碧玉
公园湖面1.3hm2;二是河道(渠),水面面积约36hm2,主要包括清河导流渠、仰
山大沟、北区园内小河等;三是规划湿地,水面面积为8hm2。
规划基址北边界为清河,清河导流渠自西北向东南穿过园区,另在公园东部有
近南北向伸展的仰山大沟。清河导流渠与仰山大沟均为森林公园内承担城市水利功
能的河道,其中,清河导流渠既是清河向北小河供水的途径,又和仰山大沟一起作为
雨洪排泄的通道,将城市雨洪向北排入清河。
3规划方案
本方案根据奥林匹克森林公园“龙形水系”的整体景观意象,结合场地西南高
东北低的地形条件,充分利用现状洼里公园湖区以及碧玉公园湖区水系,构筑森林公
园以“主湖”为主水面的整体“龙头”水系格局。
“主湖”位于奥林匹克公园中轴线的北端,背依主山,南临森林公园南入口,西
北利用现状近10m的高差规划为由层层落水构成的湿地观赏景区,东及东北向分别
与现状碧玉公园水系、洼里公园水系相连,跨过主山则与清河导流渠相接(清河导流
渠形态根据主山形态适当调整),最终形成湖、湿地、河渠等形态多样、景观丰富的
水景效果。根据场地现状及公园所在城市区域水利的整体要求,规划湿地区水位为
41.5m,主湖水位为38.5m,洼里公园湖区水位为37.35m,清河导流渠主山北侧段水位
37.25m。
清河导流渠在主山北侧渠段根据主山形态局部做了调整,以营造古朴天然的景
观效果,水位为37.25m。导流渠采用复式梯形断面渠道结合漫水湿地的形式,向南
通过暗沟与北小河水系相联系。
北区水系引自西北部的清河导流渠,以萦回曲折的溪流和小尺度湖面为主,蜿
蜒于山丘之间,最终注入北侧的清河。该水系一方面能够收集雨水,防洪减灾;另一
方面则通过湿地、山溪等景观的营造,烘托北区朴野自然的山林气氛。根据现状地
形,水位分两段变化,其中,北辰西路西侧水位为37.15m,北辰西路东侧水位为36m。
4科技特色
北京属于暖温带半湿润季风大陆性气候,在一年的大部分时间里处于降水少、
气候干燥的环境中。比起许多国际大都市,北京是个缺水的城市。在这样一个水资
源相对匮乏的地区,建设一个如此大的人工水体,并且还要让它自己可以运转起来,
是整个奥林匹克森林公园水系设计所涉及的最大技术问题。
4.1湿地系统
在举世瞩目的北京奥运期间,为保证龙形水系水源充足,水质清洁,在奥运期间
整个“龙形”水系将使用京密引水渠引来的清水,奥运会结束后,水系的主要水源将
改为清河污水处理厂经过处理的再生水。其氮、磷等营养物质含量偏高,为此特别
在园内设计一处生态净水系统——即15.28hm2的生态湿地系统。南区为12.48hm2,
北区为2.80hm2。
湿地作为在全园水系统中惟一具有净化水质功能的水体系统,在整个奥林匹克
森林公园的水循环系统中有着举足轻重的作用。土壤含量偏大的潜流湿地系统主要
用来进行再生水的第一次净化。经过几次过滤,富有大量微生物与氮、磷、氨等化
学元素的再生水是奥林匹克森林公园水系统的主要补水水源。潜流湿地的作用就是
过滤再生水中无法通过土壤的有害物质,并利用土壤中的某些物质与水中的部分化
学元素结合,将那些有害元素从水中分离出来。湿地区域另一组成部分表面流湿地
的作用主要为通过曝气,将再生水中的氮、氨等元素与空气中的氧气等气体化合,成
为大气中对人体无害的气体,从水中释放出来。在这一区域大量种植有净化水体功
能的水生植物与湿地植物,通过植物的根系或植物分泌的液体对水体进行净化,同时
还可以美化水体环境,营造特殊的湿地景观。
湿地不仅能净化湖水和雨水,还将为很多动物提供栖息和觅食的场地,为很多
昆虫提供生物环境。这些昆虫将是这个湖区内鸟类和鱼的食物。湿地植物为在水中
生存的生物提供食物来源,从而帮助构建平衡、稳定的湿地生物系统。鹭等水鸟将
在这里优雅地漫步、觅食。湿地将帮助本地生物繁衍,以增加水岸线及周边地区的
生物品种。
4.2水循环系统
与两个湿地系统相对应,在水系设计中设计了两套水循环系统。
(1)清河导流渠—北小河供水
在清河导流渠流经森林公园的地段,关闭2号闸、3号闸、5号闸及仰山大沟
上的4号闸,打开6号闸、7号闸,即可以直接将清河导流渠的水导入森林公园南侧
的北小河,向城市供水。
(2)清河导流渠—仰山大沟—清河泄洪
打开4号闸、6号闸、7号闸,关闭3号闸、5号闸,即可将来自南侧城市的洪
水沿清河导流渠向北排入仰山大沟,最终排入北侧的清河,完成城市局部区域的泄
洪。
通过这两套水循环系统,整个奥林匹克森林公园水系可以实现在旱季为城市补
水,在雨季为城市泄洪的作用。通过湿地的净化作用,奥林匹克森林公园的水系将成
为北京最大的再生水净化自然水系。这一水系的形成,一定程度上解决了北京干旱
无水补、下雨留不住的局面。
4.3补水方案
虽然有了完善的水循环系统,但北京毕竟是个气候干燥、水体蒸发量大的城市,
为保证主湖整个水循环系统运转的正常,在水系设计中特别考虑了两种补水方案:
(1)市政中水补水——就近通过市政中水管道补水。
(2)河流取水——就目前而言,公园北侧的清河和南侧的北小河中的水质指标
超标比较严重,水质无法得到保障,从河中直接取水作为补水水源比较困难。但河流
经过治理,改善违规排污的情况后,清河或北小河中的水质将有可能达到中水的水质
标准,北区水系补水就可以从清河取水。根据清河常水位和北区潜流湿地所在的地
面标高,需要利用泵站将河水提升7m到潜流湿地进行补水,同时潜流湿地对水体也
具备一些过滤、净化作用。从而保证进入园区内补水的河水水质;而南区水系距离
河道较远,工程费用很高,不考虑运用河水补水的方式。南区水系仍然需要利用市政
管道提供的中水进行清洁、净化后进行补水。
4.4水循环方式
考虑到北京水资源本身比较匮乏,奥林匹克森林公园内部的水系统将采取全园
循环方案,以降低整个水系统对水资源的消耗。考虑到非汛期与汛期森林公园内部
及其周围环境水系的情况不同,在水系循环设计中根据不同时期设计了不同的循环
方式。
(1)在非汛期,清河导流渠和仰山大沟上游没有来水,为了更好地营造公园的水
环境,将采取大循环方案:北区通过市政管道提供的中水进行补水;南区利用本身水
系统通过泵站实现自身水系统内部循环。利用市政提供中水以及北区通过暗涵补充
过来的水量补充蒸发水量。在此循环中,湿地区域可以净化循环水和市政提供的中
水。
(2)在汛期(每年6月1日-9月15日),由于清河导流渠和仰山大沟将担任奥
林匹克中心区的地表径流排除功能,河流断面瞬间流量大,河道用水量基本可以得到
保障。但由于城市非点源的影响,水质波动较大,而公园水系功能定位较高,要求水
质能得到持续有效的保障。因此,为了公园水系的水质安全,采用小循环方案运行,
形成南北两个独立的小循环系统。
远期清河水质达到景观水质要求时,采用南北园大循环方式。
4.5退水方案
森林公园作为一处集中的大型绿地,其本身(大面积的绿地和湖面)具有较强的
水源涵养功能,能吸纳一定量的降水。此外,通过地形塑造,地下渗水系统的设计等
景观措施又可有效提高公园排除和吸纳洪水的能力,实现公园水系统的自我调节。
尽管如此,在北京多雨的夏季,集中降水很容易引起局部水位超标,造成轻微洪涝灾
害。为防止特大暴雨或山洪暴发期降水量超出公园水系统的承载能力或方便公园水
系清理时期排水之需,在奥林匹克森林公园水系设计中,充分考虑了全园需退水时所
用的方案。为更有效地达到控制水位的目的,退水方案共有两套:
(1)清河退水线路
即将水流导入森林公园北侧的清河。其中,北区水系退水方案为:首先关闭1
号闸、2号闸,截断清河导流渠水源,让洪水沿水系自然导入清河;南区水系退水方
案为:打开3
号闸、4号闸、5号闸,让主湖、湿地、洼里公园、碧玉公园等区域的洪水顺
着自然地势或清河导流渠导入仰山大沟,再沿仰山大沟导入北部的清河。
(2)北小河退水线路
即将南区水流导入森林公园东南侧的北小河,北区水流排放则仍然自西向东,
再向北导入清河。南区退水方案为:关闭北区的1号闸、2号闸及仰山大沟上的4
号闸,打开3号闸、5号闸、6号闸、7号闸,让洪水沿清河导流渠流入北小河。
4.6生态驳岸
作为水系系统的一部分,驳岸也或多或少地影响着水体的清洁度。在奥林匹克
森林公园中主要采取生态驳岸形式。以生态防护为目的,以植物为主要材料,采取自
然形态的水岸处理方式。只在少部分为大量人群游憩活动提供服务的区域内采取硬
质材料砌筑驳岸(图6)。
通过各个生态驳岸设计的意向可以看出,在整个奥林匹克森林公园水系驳岸的
设计中,以自然生态驳岸为主,大量加强水生植物、亲水植物以及喜水植物的应用。
这一做法主要是为了利用植物自身的生物净化功能,以达到全面净化水体的作用。
这种做法不但可以提高水系统的水体质量,同时也可以保证水体的景观效果达到最
优。在人群比较集中的区域,设有部分亲水驳岸,这可以使游人更加贴近自然,同时,
也可以利用水中释放的负氧离子净化场地的空气,为游人提供更加舒适的环境。
5结语
本设计在刚性的城市格局中引入自然的柔性水系统,缓解都市生态压力的同时,
营造出优美的景观。龙形之湖北起森林公园,向南面的国家奥林匹克主会场延伸。
在南端,水面如盘旋的龙尾环绕着国家体育馆,衬托其标志性的地位。国家游泳中心
边的圆形喷水池是水系的终点,好似龙尾激起的浪花。