北海團城排水奧秘：經歷800多年風雨考驗(圖)

號稱「世界上最小的城堡」、迄今已有800多年歷史的北海團城，270多米長的城牆沒有一個泄水口，地面上沒有排水明溝，無論下多大的雨，這個城池上只是雨過地皮濕，很快滲得一乾二淨。

位於北京北海公園一側的團城是我國著名的古代園林文化遺址。團城以其擁有古樹、玉瓮和白玉佛三件珍寶而聞名於世。

它是一座高出地面4.6米，面積僅有4500多平方米的世界上最小的城堡。團城的特點在於它平面呈圓形，並由此得名。從團城的形體來看，很像一個大花盆。除了古園林建築和稀有珍寶之外，鬱鬱蔥蔥的參天古樹也給團城平添了一份魅力。團城現有百年以上古樹38株，樹齡大於三百年的古樹17棵，其中油松「遮陰侯」、白皮鬆「白袍將軍」樹齡高達八百年(為西元1115∼1234年的金代所植)。幾百年來這些樹不但沒有衰敗，而且長得鬱鬱蔥蔥。

團城：沒有泄水口，也沒有排水明溝

團城是一個孤立的、封閉的單元，城內地面高出周圍水面和地面。古樹的根系很難從湖水形成的地下水得到補給，它們生長所需的水分只有來自天然降水。細心的人不難發現，找遍團城270多米長的城牆居然沒有一個泄水口(吐水嘴)，地面也沒有排水明溝。即使在承光殿屋頂匯流的落水處，地面也未見排水設施，仍是平鋪青磚。而北京正陽門箭樓、鼓樓、萬里長城及北海白塔等古建築均有泄水石槽。這一點，說明古人在建築團城園林時，就有意將降水盡量留在城區內。

雖然沒有泄水口和排水明溝，但無論天下多麼大的雨，在這個城池上，只是雨過地皮濕，很快滲透得一乾二淨。城外雨水遍地與城內略顯潮濕的地面形成了鮮明的對比。人們不禁要問，團城的雨水都哪兒去了呢？

地面：青磚、土壤透水又通氣

曾任北海公園副園長的瀋方先生講了這樣一件事。有一年北海公園的園林管理者想給古樹施肥。施肥通常要施在樹的吸收根上。而一般來說，樹冠有多大，樹根也相應有多大，吸收根就在相應樹冠邊緣的這一圈上。

園林工人選了幾個地方把地下的磚拿開，察看樹根的生長情況。當把磚掀開後，專家們發現，磚的形狀是上大下小的倒梯形，磚跟磚之間的縫隙沒有灰漿，它們之間縱橫都有一些通道。即使縫隙被塵土積滿後，這種縫隙排水性能仍很強。再看磚下面襯砌的材料，拿根水管子一放水，這水就嘩啦嘩啦從襯砌材料漏下去了，說明這裡的地面從鋪裝到襯砌材料都是又透水又通氣。

團城上的地磚分兩種，甬道上鋪的是方磚和小條磚，滲水少，但絕大部分地磚是鋪設的倒梯形青磚，用於入滲雨水。團城地勢北高南低，而大部分吸水性強的倒梯形磚多位於團城的南半區。

倒梯形磚排列在一起，磚與磚之間形成一個三角形的縫隙，這樣一個縫隙會很容易將雨水引入地下。由於磚縫大，雨水不易停留在磚表面形成徑流，這個縫隙對土壤表層起著通氣和蒸發作用。

科學家用熱釋光法對磚塊進行了年代測定。結果發現青磚中燒制年代最早為西元1411年，也就是明永樂年間，距今已有600年歷史，燒制較晚的為清道光年間，距今也有190年。因此推斷團城在清代進行過地面修補。

除了青磚本身吸水性較強，磚與磚之間形成的縫隙大，可以有效地將雨水引入地下，專家們還發現，團城上的土壤層也有很好的透氣透水性能。

這些土壤層按結構自上而下可分為支撐層、有機質層和黃沙壤層。

10厘米厚的支撐層主要成分有穀殼、石灰等，這些成分能使地表水快速滲透，透氣透水性好。10厘米厚的有機質層主要成分包括貝殼、骨頭、活性鈣、獸血、有機酸等，歷經數年緩慢釋放，可以對植物生長提供大量有機質和微量元素，有利於植物的生長。而深達4至5米厚的黃沙壤層，滲水性、透氣性良好，適合植物生長。

熟悉團城的人知道，團城地面上分布著一些滲水口，大雨時水順著井口流進去，但沒有滿的時候。在找不到出水口的情況下，人們開始懷疑團城地下是不是深藏著什麼奧秘。

排水奧秘：龐大的地下涵洞排灌系統

進入團城就會看到一棵具有800年歷史、曾被乾隆冊封為「白袍將軍」的古樹。就是這棵古樹，在上世紀80年代初，不知什麼原因有兩個枝杈枯萎了。這可急壞了園林工人。排除了其他原因以後，園林工人開始尋找樹根方面的原因。 　　

他們發現，「白袍將軍」旁有一個古滲井的蓋，工作人員打開井蓋鑽進去，人在涵洞中只能爬行，洞的四周都是由青磚砌成的，涵洞地面上有一層厚厚的黑土，「白袍將軍」根系有些受傷，洞也塌陷了。

這一發現使得園林工人感到很意外，他們一直以為這些深水井是用來滲排污水的，沒想到打開這個井蓋，露出的竟是一條找不到盡頭的涵洞，這條涵洞究竟有多長，雨水怎樣在裡面滋潤樹木呢？園林工作者拿來繩子和手電筒筒往前探險，由於涵洞的狹窄始終也沒有找到出水口的方向，爬到地面上看，除了分布沒有規律的井口以外，就再也找不出任何關於涵洞走向的跡象了。

為了探明涵洞的走向和雨水灌排有什麼關係，中國水利水電科學研究所的科研人員採用地球物理電磁法對團城的雨洪灌排系統進行了探測，並將9個雨水口進行了標記。科研人員對井與井之間可能走過的路徑都進行了細緻的探測，這樣就第一次描繪出一張地下涵洞組成的排灌系統。探測顯示：地面上雨水井口所處的位置均是涵洞走向的轉捩點，整個排灌系統形成了一個英文字母「C」的形狀。雨大的時候，這個雨洪系統即會發揮作用。

古人之所以這樣設計，為的是使地下水在團城流的時間盡量延長，在每個排水溝下面都有滲透性的水，這說明當時的設計思想是十分先進的。

科研人員也從中找出了白皮鬆枝杈死亡的原因。涵洞坍塌以後失去了原來的功能，使整個團城的集水和排水功能都受到了阻礙。它塌了以後水不能很快地排下去，多餘的水會泡根、爛根，就造成了白皮鬆枝杈的枯萎。針對這種情況，園林工人用了一個水泥圓管，鑲嵌到塌陷部分的涵洞中。不久，白皮鬆又恢復了它的活力。

人們試著描繪了古團城這樣一個雨洪排灌系統——暴雨時雨水通過青磚及涵洞滲入地下，多餘的水順著涵洞圍繞團城逆時針旋轉後流走；中小雨時土壤水飽和後，水分回滲到涵洞中。這樣一個系統充分留住和利用了有限的雨水資源。

科研人員分析，深埋涵洞除具有排泄地面徑流及通過洞底滲漏水量外，它還具有以下功能：可以迅速降低涵洞(樹根)附近土壤含水量；由涵洞與雨水口形成一個深層土壤與大氣相通的地下通氣系統；利用涵洞埋深，冬季深處地溫較高，可通過涵洞提高表層土壤中地溫，有利於古樹生長。