邱小杰

（上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市200061）

0 引言

改革開放以來(lái)，特別是黨的十八大以來(lái)，我國(guó)著力解決與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相伴生的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，生態(tài)文明建設(shè)取得顯著成效，隨之也對(duì)城市建設(shè)提出更高的要求[1]。其中，河道水利設(shè)計(jì)要求已經(jīng)從單一的防洪安全功能轉(zhuǎn)向水安全、水景觀、水生態(tài)等的多功能要求[2]。目前大部分水利景觀融合設(shè)計(jì)較為成功的案例多出現(xiàn)在平原地區(qū)，洪水流量及設(shè)計(jì)水位可控，設(shè)計(jì)環(huán)境相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而山區(qū)洪水暴漲暴落，破壞性大，以往工程中的一些親水景觀設(shè)施，以及水生植物極易被洪水損壞?，F(xiàn)以此為背景，研究在山區(qū)性河道水利景觀融合設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題，以及在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中如何在滿足水安全的前提下盡量兼顧水景觀、水生態(tài)等方面的要求。

1 工程概況及現(xiàn)狀特點(diǎn)

1.1 工程概況

武夷山市隸屬于福建省南平市，是福建省唯一以名山命名的新興旅游城市，世界文化與自然“雙遺產(chǎn)”地之一。崇陽(yáng)溪位于閩江一級(jí)支流建溪上游，發(fā)源于武夷山市東溪嵐谷鄉(xiāng)的仙霞嶺，與西溪匯合成崇陽(yáng)溪，流經(jīng)武夷山市、建陽(yáng)市，流域面積5 458 km2，主河道長(zhǎng)162 km。崇陽(yáng)溪縱貫武夷山市城區(qū)、景區(qū)、郊區(qū)，是城市的母親河。

2016年南平市第五次黨代會(huì)后，南平市發(fā)揮山、水資源優(yōu)勢(shì)，開始謀劃“水美城市”建設(shè)，并提出要在下轄的10個(gè)縣（市、區(qū)）建設(shè)“水美、山美、城美”融合的“水美城市”城市綜合體[3]。定位為國(guó)際生態(tài)休閑旅游度假城市的武夷山市，積極成為“水美城市”的先導(dǎo)城市。

福建南平武夷山市水美城市建設(shè)工程治理河段為崇陽(yáng)溪城區(qū)、郊區(qū)段[4]。治理河道范圍為崇陽(yáng)溪（東西溪匯合口至公館大橋）17.4 km。通過(guò)修建和加固改造堤防、河道整治、生態(tài)修復(fù)等措施，完善崇陽(yáng)溪整體防洪體系，提高河道防洪排水能力，改善河流生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和諧發(fā)展，為推動(dòng)武夷山市經(jīng)濟(jì)和旅游開發(fā)創(chuàng)造條件。

1.2 各專業(yè)現(xiàn)狀特點(diǎn)

1.2.1 水利特點(diǎn)

工程區(qū)段河道斷面寬窄不一，坡降多變，沿線又有梅溪、黃柏溪等多條支流匯入，上游建有東溪水庫(kù)，水文條件相當(dāng)復(fù)雜。設(shè)計(jì)中除了需要考慮增加河道過(guò)流能力外，也要在用地寬裕的地帶增加蓄洪能力，減緩下游洪峰流量。

工程區(qū)段河道為典型山區(qū)河流，汛期水位暴漲暴跌且峰高量大，三十年一遇洪水位可比常水位高10 m以上。同時(shí)，洪水期水流速度最大可達(dá)3~4 m/s,對(duì)結(jié)構(gòu)破壞力極大，設(shè)計(jì)中應(yīng)在堤防、護(hù)岸、景觀步道、廣場(chǎng)地面、景觀棧橋等主要部位選用耐沖擊、耐水淹材料，以保證結(jié)構(gòu)安全。

受氣象特性影響，枯期水位較低，灘地裸露，一方面不利于水景觀的營(yíng)造，另一方面也影響植物的生長(zhǎng)條件。為此，在設(shè)計(jì)中可以利用水利中的擋水建筑物保證一定的景觀水位，以及生態(tài)水深。

1.2.2 景觀特點(diǎn)

工程沿線岸高坡陡，一方面可以考慮利用削坡來(lái)放緩坡度；另一方面可以設(shè)置一些景觀構(gòu)筑物來(lái)減弱高差帶來(lái)的體量感。

兩岸無(wú)親水步道、親水平臺(tái)等景觀構(gòu)筑物，市民難以接近河灘地進(jìn)行親水活動(dòng)。工程區(qū)生態(tài)本底較好，崇陽(yáng)溪水質(zhì)常年維持在Ⅱ~Ⅲ類之間，河道清澈見底，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意利用這一特點(diǎn)進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)。

沿線植物大部分為坡面雜草，抗沖性差；剩余為部分灘島內(nèi)喬木，無(wú)灌木及水生植物，植物種類形式單調(diào)且缺乏水土保持能力。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意對(duì)大型喬木的保護(hù)，同時(shí)豐富植物層次。

2 專業(yè)融合設(shè)計(jì)流程

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先由水文專業(yè)人員根據(jù)現(xiàn)有水文資料分析計(jì)算出河道基本參數(shù)，例如計(jì)算洪水位，流速分布情況。再將以上參數(shù)同時(shí)提供給水工結(jié)構(gòu)、景觀及水生態(tài)等專業(yè)人員，對(duì)河道堤防的堤線布置，縱橫斷面型式，堤防結(jié)構(gòu)型式，景觀地形豎向、親水設(shè)施、植物配置等要素進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)期間，相關(guān)參數(shù)的修改交由水文專業(yè)人員進(jìn)行防洪影響復(fù)核及設(shè)計(jì)參數(shù)修正。

3 關(guān)鍵設(shè)計(jì)傳遞參數(shù)

3.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于水利專業(yè)，防洪標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)堤防后保護(hù)對(duì)象的重要性進(jìn)行確定。同時(shí)，需要與所在江河流域防洪規(guī)劃、區(qū)域防洪規(guī)劃、城市總體規(guī)劃和城市防洪規(guī)劃相適應(yīng)。對(duì)于景觀專業(yè)，許多設(shè)施位于防洪堤防護(hù)范圍以外，往往需要根據(jù)景觀設(shè)施的重要程度進(jìn)行分級(jí)設(shè)防。例如：親水棧橋、親水步道、景觀次級(jí)園路等可以設(shè)為2~3 a一遇；休閑廣場(chǎng)、雨水花園等非重要景觀構(gòu)筑物等可以設(shè)為10~20 a一遇；公共廁所、售賣亭、游客中心等重要構(gòu)筑物需設(shè)為30 a一遇以上。

3.2 設(shè)計(jì)水位

設(shè)計(jì)水位包括常水位，枯期水位，設(shè)計(jì)洪水位、施工期水位等。其中，設(shè)計(jì)洪水位是水利堤防的重要設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)于景觀專業(yè)而言，各個(gè)頻率的設(shè)計(jì)水位也是景觀視覺(jué)效果的重要展示面。山區(qū)性河道往往枯、豐期水位差明顯?？菟诤铀畾w槽，灘地外露，水面減少，景觀效果較差。豐水期河水漫灘，水面積增大，景觀效果較好。景觀專業(yè)需要根據(jù)季節(jié)水位的變動(dòng)采取靈活的設(shè)計(jì)策略，展示不同的四季水景。

3.3 流速分布

山區(qū)性自然河道一般蜿蜒曲折，河底坡降不均勻，縱斷面流速分布不均。對(duì)于橫斷面，凹岸流速較大，易受沖刷，凸岸流速較小，容易淤積。水利堤腳護(hù)坡等結(jié)構(gòu)需要根據(jù)流速分布設(shè)置不同的防護(hù)結(jié)構(gòu)。景觀親水設(shè)施一般建議設(shè)置在流速較小區(qū)域，避開流速較大區(qū)域，以保證景觀設(shè)施的安全。

3.4 景觀豎向設(shè)計(jì)

景觀豎向高程決定了工程的最終外貌展示。傳統(tǒng)水利項(xiàng)目一般會(huì)采取標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)形式，雖然保證了工程安全性，但是外觀生硬，缺乏美感，而外貌展示恰恰是景觀設(shè)計(jì)的強(qiáng)項(xiàng)。景觀設(shè)計(jì)在水利專業(yè)提供的結(jié)構(gòu)安全要求前提條件下，從自然性、景觀性、生態(tài)性等角度考慮，通過(guò)自然多變的豎向高程設(shè)計(jì)，將安全結(jié)構(gòu)隱藏于豎向地形以下，保證了工程的外貌展示效果。

4 水利景觀融合設(shè)計(jì)

4.1 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際，在滿足水利防洪功能的基礎(chǔ)上，突出兩岸的生態(tài)景觀效果，豐富市民濱水生活，并以此提出項(xiàng)目總體分區(qū)。

項(xiàng)目分區(qū)為：水美示范文藝育樂(lè)濕地區(qū)，水美養(yǎng)心林間康養(yǎng)區(qū)，水美古渡休閑文化區(qū)，水美印象山水詩(shī)意區(qū)。

4.1.1 水美示范文藝育樂(lè)濕地區(qū)

坐落于馬場(chǎng)洲濕地灘涂，屬于河道凹岸，河面較寬，防洪壓力較小，可以對(duì)現(xiàn)狀灘涂進(jìn)行一些微改造，形成豐富多樣的景觀小空間，營(yíng)造出活潑靈動(dòng)的景觀氛圍，為水美城市建設(shè)提供一處集文化藝術(shù)體驗(yàn)、城市形象展示、親子互動(dòng)教育、生態(tài)休閑游賞于一體的示范型濕地公園。

4.1.2 水美養(yǎng)心林間康養(yǎng)區(qū)

該區(qū)域?yàn)u眾多，島內(nèi)樹木繁茂，深潭淺灘遍布，自然本底較好。根據(jù)原有地形，保留現(xiàn)狀濕地形態(tài)優(yōu)良的植被，設(shè)計(jì)修身養(yǎng)性的水上森林景觀區(qū)域，營(yíng)造出生態(tài)野趣的景觀氛圍，并與周邊高端住宅休閑區(qū)域配套，打造體現(xiàn)生態(tài)水美、靜謐養(yǎng)心的水上森林花園。同時(shí)也為周邊市民提供一個(gè)修養(yǎng)身心的去處，可進(jìn)行騎行、水上瑜伽、森林冥想等活動(dòng)。

4.1.3 水美古渡休閑文化區(qū)

坐落于赤石古鎮(zhèn)，歷史上曾經(jīng)是萬(wàn)里茶道起點(diǎn)。該段河道河面較窄，流速較快，同時(shí)岸后用地空間緊張，考慮整修現(xiàn)狀碼頭，利用直立可拆卸式防汛墻來(lái)兼顧景觀和防汛需求，并設(shè)觀景平臺(tái)及親水平臺(tái)，修舊如舊，打造充滿回憶元素的古鎮(zhèn)文化景觀設(shè)計(jì)。

4.1.4 水美印象山水詩(shī)意區(qū)

該場(chǎng)地位于武夷山景區(qū)入口門戶，靠近自然保護(hù)區(qū)，周邊人為干預(yù)較少，設(shè)計(jì)結(jié)合理學(xué)文化、碧水丹山文化、武夷詩(shī)詞文化，以朱熹的《水口行舟》中描繪的“幔亭峰影蘸晴川，窮眼蒼屏繞碧灣”為空間意象，以借景的設(shè)計(jì)手法將遠(yuǎn)山作為背景，崇陽(yáng)溪上原生綠洲為前景，為游客及市民營(yíng)造了“峰影蘸晴川、蒼屏繞碧灣”的詩(shī)境文化感悟體驗(yàn)。

工程總體布局如圖1所示。

圖1 總體布局圖

4.2 平面設(shè)計(jì)

站在生態(tài)基底營(yíng)造的角度，對(duì)現(xiàn)狀水陸格局進(jìn)行適當(dāng)梳理，完善水形態(tài)；因地制宜地形成城市濕地、洲島灘涂、渡口河流，以及生態(tài)湖面這四大水表情，進(jìn)而為城市居民構(gòu)建類型多樣的水體驗(yàn)序列。梳理前后水陸格局如圖2所示。

圖2 平面形態(tài)優(yōu)化圖

同時(shí)對(duì)優(yōu)化后河道進(jìn)行數(shù)值模擬分析，復(fù)核河道流態(tài)，以及過(guò)流能力[5]。

4.3 豎向設(shè)計(jì)

場(chǎng)地整體北高南低。場(chǎng)地最高點(diǎn)高程205.30 m，位于地塊中部濱溪路；場(chǎng)地最低點(diǎn)為地塊下游常水位184.11 m。上下游最大高差約21.19 m，堤岸至水面最大高差約19 m。

豎向設(shè)計(jì)主要思路為：

4.3.1 滿足防汛要求

公廁和管理用房、主入口、主要硬質(zhì)活動(dòng)場(chǎng)地、主游路和騎行道設(shè)計(jì)高程滿足該區(qū)30 a一遇防汛要求；濱溪觀景架空棧道滿足該區(qū)20 a一遇防汛要求；其余次園路和支路滿足5 a一遇防汛要求。

4.3.2 盡可能保留現(xiàn)狀植被

崇陽(yáng)溪兩岸現(xiàn)狀有大量原生林帶，設(shè)計(jì)坡腳線盡可能繞行原生林帶，維持這些區(qū)域現(xiàn)狀高程，減少對(duì)珍貴原生植被的破壞。此外，崇陽(yáng)溪河道中有不少島嶼，濕生植物遍布。設(shè)計(jì)在兼顧河道疏浚的同時(shí)，保留一部分濕地洲灘島嶼，營(yíng)造水上森林的景觀效果。

4.3.3 利用河谷高差打造景觀

設(shè)計(jì)以階梯退臺(tái)、架空棧道等形式豐富河道護(hù)坡景觀效果。在具備腹地條件的區(qū)域設(shè)多級(jí)觀景平臺(tái)、大地景觀和景觀微地形，使河道景觀節(jié)奏適宜、收放自如、張弛有度。

4.4 堤防設(shè)計(jì)

山區(qū)河道現(xiàn)狀斷面多變，岸線蜿蜒曲折，傳統(tǒng)水利堤防形勢(shì)難以滿足新形勢(shì)下的設(shè)計(jì)要求。該工程創(chuàng)新性地運(yùn)用軟硬結(jié)合生態(tài)護(hù)坡，在堤防常水位以下采用卵石石籠護(hù)腳[6]，保證汛期安全，常水位以上結(jié)合河道流速分布情況選擇不同型號(hào)的水土保護(hù)毯[7]，護(hù)坡結(jié)構(gòu)整體更為柔性、生態(tài)效果和水土連通性能大大提高，不僅保證了堤岸沖刷安全，并且為景觀綠化種植及自然修復(fù)爭(zhēng)取了空間，堤防建成后實(shí)景如圖3所示。

圖3 堤防斷面建成實(shí)景

4.5 生態(tài)潛壩設(shè)計(jì)

為保證枯水期河道的生態(tài)水深，以及重要景觀節(jié)點(diǎn)的景觀水深，在沿線布置兩道生態(tài)潛壩。潛壩高度根據(jù)河底坡降、回水范圍，以及防洪影響等綜合確定。潛壩基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)由水利專業(yè)人員設(shè)計(jì)，采用埋石混凝土結(jié)構(gòu)；外觀風(fēng)貌由景觀專業(yè)人員設(shè)計(jì)，利用當(dāng)?shù)睾訛┑厣系奶烊宦咽鳛橥饬⒚嫜b飾，保證了整體風(fēng)貌的一致性。

4.6 親水設(shè)施設(shè)計(jì)

親水設(shè)施考慮根據(jù)河道豐枯時(shí)期的不同水位進(jìn)行布置。在枯水期水位附近設(shè)置生態(tài)石籠護(hù)坡，在保證護(hù)岸防護(hù)效果的同時(shí)，可以形成一個(gè)斜坡式親水面；在1 a一遇洪水位附近設(shè)置親水步道，親水步道采用混凝土基礎(chǔ)，路肩兩側(cè)采用生態(tài)石籠護(hù)坡，保證了步道的耐久性；在3~5 a一遇水位附近設(shè)置親水棧橋[8]，棧橋下部結(jié)構(gòu)采用單柱加擴(kuò)大基礎(chǔ)，最大限度地減少結(jié)構(gòu)對(duì)過(guò)流斷面的影響，上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆采用鋼筋混凝土橋面板，保證了結(jié)構(gòu)抗洪水沖擊的能力，橋面鋪裝及欄桿同樣考慮耐淹耐沖擊材料。

4.7 植物設(shè)計(jì)

根據(jù)工程區(qū)現(xiàn)狀，劃定現(xiàn)狀植被良好區(qū)域，保留臨水側(cè)和洲灘植被資源，保留并修復(fù)天然岸線，對(duì)現(xiàn)狀優(yōu)質(zhì)自然風(fēng)景資源予以保護(hù)與合理的景觀利用。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，在樹種規(guī)劃上，以鄉(xiāng)土樹種為主，并兼顧多樣性需要，種植適應(yīng)本地生長(zhǎng)的特色植物品種，打造出豐富多樣的植物景觀。考慮今后綠化維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性，盡量選用修剪養(yǎng)護(hù)量低的植物品種，使植物自然演替，形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的植物群落。

坡面草籽主要選用根系較為發(fā)達(dá)的混合草籽，例如狗牙根、百喜草等，可以與護(hù)坡材料形成較為穩(wěn)定的固土效果。

水生植物考慮到洪水期流速較大，未去刻意布置，主要靠河道本身自然修復(fù)。由于當(dāng)?shù)亓己玫纳鷳B(tài)本底，實(shí)際工程完工一年后，濱水區(qū)域已經(jīng)自然形成較為豐茂的由當(dāng)?shù)匚锓N組成的水生植物群落。

5 結(jié)語(yǔ)

該工程實(shí)施后，期間已經(jīng)歷兩次洪水考驗(yàn)。根據(jù)洪水后現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，水毀損失較小，可以作為今后類似項(xiàng)目的參考案例。