奥林匹克森林公园位于北京城市市区北部,城市中轴线的北端,属于2008年奥运会的核心区域。公园南区以大型自然山水景观的构建为主,北区以微地形起伏及小型溪涧景观为主。从总体上讲,奥林匹克森林公园是一个山水相间的生态公园。
其总体规划图如下所示:

清华城市规划设计研究院环境与市政所进行奥林匹克森林公园水系模拟和水系统维护设计。通过该方案的规划设计,从总体上制定保障公园水系统水量和水质稳定的技术方案,为公园水系水环境的维护提供强有力的技术保障。该所本着亲近自然,经济适用,环境安全,景观优美,以人为本的原则,根据森林公园整体景观特点,选择合理的地点布置生态湿地和水系维护设施,建设既能实现水质维护目标,又能改善森林公园景观生态的设计方案,实现水维护系统与公园整体的和谐统一。
一, 模型选择
为了更好地反映奥林匹克森林公园的水系特征和水环境特征,预测水质的时空变化,根据公园水系的特点,结合国内外模型的新进展,拟建立二维水质-水动力学模型来进行不同维护方案水量与污染物质浓度的变化情况的模拟。在模型选择时综合考虑模型的实用程度、数据可获取性和模型先进性,最终确定的模型为:水动力学模型为EFDC 模型,水质模型为WASP 模型。将EFDC 和WASP 进行耦合,搭建了本方案设计使用的二维水动力学-水质模型。
考虑到公园水系的规划水深较浅的特点,以及日后面临的主要水质问题是水体藻类生长和富营养化。本次模拟在水动力学计算中利用EFDC的二维计算功能,在水质计算中采用WASP模型的EUTRO模块进行。
由于南区主湖和北区水系的使用功能不同,水质目标也不相同。因此在方案模拟过程分南区和北区分别建立模型进行模拟,并进行相应的方案设计。
二, 南区维护方案设计
通过人工湿地,氧化塘设计构建的复合水处理系统是维护主湖水系的一个重要环节,但从根本上讲,还需要构建湖体内部的多种生态群落和复杂生态系统,以提高湖体的自净能力,提高湖体本身对水质的稳定和缓冲能力。
根据湖体的水深、基底等环境条件,在湖边种植不同的植物群落,通过不同的植物群落构建一个复杂的生态系统,利用植物的吸收稳定水质、去除水中的污染物质和营养物质,从而达到净化和稳定水质的效果,最终保障湖体水系的安全。

南区水维护方案处理工艺流程
三, 北区维护方案设计
构建北区水系内部的多种生态群落和复杂生态系统,以提高北区水系本身的自净能力,提高水系本身对补水水质的稳定和缓冲能力,从而能从本质上保障北区水系的水质能维持在一个比较好的水平,并可以使得水在北区水系的停留时间进一步延长,减少每年的换水次数,节约再生水资源,从而减少方案的年维护费用。
根据北区水系的水深、基底等环境条件,在水系中种植不同的功能性水生植物,通过不同的植物群落构建一个复杂的生态系统,将北区水系尽可能的改造为生态沟渠,利用植物的吸收稳定水质、去除水中的污染物质和营养物质,从而达到净化和稳定水质的效果,最终保障北区水系的安全。

北区水系换水方案工艺流程
四, 全园水循环方案
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。
根据公园的水系使用功能的要求,公园水系按南北两区分别执行不同的水质标准:北区水系采用持续换水方案,再生水通过湿地进行补水,按照换水方案进行维护;南区主湖采用循环方案进行维护,并将清河导流渠以及仰山大沟南区部分纳入南区循环系统。
在非汛期,清河导流渠通过北区湿地的出水通过补充,仰山大沟北段通过仰山闸的定期开启进行换水。从而使仰山大沟北段的水质得到一定的保障。为了更好的保障仰山大沟北段的水质,可以在其中通过设置曝气喷泉,对水体进行富氧;在河滨种植更多的功能植物,更好的构建河道内的生态系统,从而起到吸收水体中的有机物和营养物质,稳定水质的作用。
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,北区仍然采取换水方案,而南区采取小循环方案。
为了在恶劣气候条件和特殊污染事件发生后能更好的保障主湖水系的安全,降低发生富营养化的风险。在以上运行方式的基础上,增加一定的辅助设施或对以上,建立应急运行方式。包括增大湖水的循环量,开启南区维护系统中的内部循环系统,开启水系中的曝气设施,加大绿地浇灌的抽取量,仰山闸开启放水,投加药剂的方法净化水体等应急措施。
五, 小结
公园水系的循环方案:北区换水,南区大循环
总湿地面积15.28公顷
南区湿地系统12.48公顷
北区湿地系统2.80公顷
全园水系补水量约为239万m3/年。
其中包含绿地浇灌供水量102万m3/年
日峰值补水量:南区3200 m3/d,北区7430 m3/d
(北京清华城市规划设计研究院)