山區性河道水利景觀融合設計研究
——以福建南平武夷山市水美城市工程為例

邱小杰

（上海市水利工程設計研究院有限公司，上海市200061）

0 引言

改革開放以來，特別是黨的十八大以來，我國著力解決與經濟社會發展相伴生的生態環境問題，生態文明建設取得顯著成效，隨之也對城市建設提出更高的要求[1]。其中，河道水利設計要求已經從單一的防洪安全功能轉向水安全、水景觀、水生態等的多功能要求[2]。目前大部分水利景觀融合設計較為成功的案例多出現在平原地區，洪水流量及設計水位可控，設計環境相對比較簡單，而山區洪水暴漲暴落，破壞性大，以往工程中的一些親水景觀設施，以及水生植物極易被洪水損壞。現以此為背景，研究在山區性河道水利景觀融合設計中需要注意的問題，以及在具體設計過程中如何在滿足水安全的前提下盡量兼顧水景觀、水生態等方面的要求。

1 工程概況及現狀特點

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”地之一。崇陽溪位于閩江一級支流建溪上游，發源于武夷山市東溪嵐谷鄉的仙霞嶺，與西溪匯合成崇陽溪，流經武夷山市、建陽市，流域面積5 458 km2，主河道長162 km。崇陽溪縱貫武夷山市城區、景區、郊區，是城市的母親河。

2016年南平市第五次黨代會后，南平市發揮山、水資源優勢，開始謀劃“水美城市”建設，并提出要在下轄的10個縣（市、區）建設“水美、山美、城美”融合的“水美城市”城市綜合體[3]。定位為國際生態休閑旅游度假城市的武夷山市，積極成為“水美城市”的先導城市。

福建南平武夷山市水美城市建設工程治理河段為崇陽溪城區、郊區段[4]。治理河道范圍為崇陽溪（東西溪匯合口至公館大橋）17.4 km。通過修建和加固改造堤防、河道整治、生態修復等措施，完善崇陽溪整體防洪體系，提高河道防洪排水能力，改善河流生態環境，促進區域經濟、社會、生態和諧發展，為推動武夷山市經濟和旅游開發創造條件。

1.2 各專業現狀特點

1.2.1 水利特點

工程區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，水文條件相當復雜。設計中除了需要考慮增加河道過流能力外，也要在用地寬裕的地帶增加蓄洪能力，減緩下游洪峰流量。

工程區段河道為典型山區河流，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，洪水期水流速度最大可達3~4 m/s,對結構破壞力極大，設計中應在堤防、護岸、景觀步道、廣場地面、景觀棧橋等主要部位選用耐沖擊、耐水淹材料，以保證結構安全。

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造，另一方面也影響植物的生長條件。為此，在設計中可以利用水利中的擋水建筑物保證一定的景觀水位，以及生態水深。

1.2.2 景觀特點

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

兩岸無親水步道、親水平臺等景觀構筑物，市民難以接近河灘地進行親水活動。工程區生態本底較好，崇陽溪水質常年維持在Ⅱ~Ⅲ類之間，河道清澈見底，設計中應注意利用這一特點進行景觀設計。

沿線植物大部分為坡面雜草，抗沖性差；剩余為部分灘島內喬木，無灌木及水生植物，植物種類形式單調且缺乏水土保持能力。設計中應注意對大型喬木的保護，同時豐富植物層次。

2 專業融合設計流程

在設計過程中，首先由水文專業人員根據現有水文資料分析計算出河道基本參數，例如計算洪水位，流速分布情況。再將以上參數同時提供給水工結構、景觀及水生態等專業人員，對河道堤防的堤線布置，縱橫斷面型式，堤防結構型式，景觀地形豎向、親水設施、植物配置等要素進行設計。在設計期間，相關參數的修改交由水文專業人員進行防洪影響復核及設計參數修正。

3 關鍵設計傳遞參數

3.1 防洪標準

對于水利專業，防洪標準需要根據堤防后保護對象的重要性進行確定。同時，需要與所在江河流域防洪規劃、區域防洪規劃、城市總體規劃和城市防洪規劃相適應。對于景觀專業，許多設施位于防洪堤防護范圍以外，往往需要根據景觀設施的重要程度進行分級設防。例如：親水棧橋、親水步道、景觀次級園路等可以設為2~3 a一遇；休閑廣場、雨水花園等非重要景觀構筑物等可以設為10~20 a一遇；公共廁所、售賣亭、游客中心等重要構筑物需設為30 a一遇以上。

3.2 設計水位

設計水位包括常水位，枯期水位，設計洪水位、施工期水位等。其中，設計洪水位是水利堤防的重要設計依據。對于景觀專業而言，各個頻率的設計水位也是景觀視覺效果的重要展示面。山區性河道往往枯、豐期水位差明顯。枯水期河水歸槽，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。景觀專業需要根據季節水位的變動采取靈活的設計策略，展示不同的四季水景。

3.3 流速分布

山區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。水利堤腳護坡等結構需要根據流速分布設置不同的防護結構。景觀親水設施一般建議設置在流速較小區域，避開流速較大區域，以保證景觀設施的安全。

3.4 景觀豎向設計

景觀豎向高程決定了工程的最終外貌展示。傳統水利項目一般會采取標準化結構形式，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計的強項。景觀設計在水利專業提供的結構安全要求前提條件下，從自然性、景觀性、生態性等角度考慮，通過自然多變的豎向高程設計，將安全結構隱藏于豎向地形以下，保證了工程的外貌展示效果。

4 水利景觀融合設計

4.1 總體設計

根據項目區實際，在滿足水利防洪功能的基礎上，突出兩岸的生態景觀效果，豐富市民濱水生活，并以此提出項目總體分區。

項目分區為：水美示范文藝育樂濕地區，水美養心林間康養區，水美古渡休閑文化區，水美印象山水詩意區。

4.1.1 水美示范文藝育樂濕地區

坐落于馬場洲濕地灘涂，屬于河道凹岸，河面較寬，防洪壓力較小，可以對現狀灘涂進行一些微改造，形成豐富多樣的景觀小空間，營造出活潑靈動的景觀氛圍，為水美城市建設提供一處集文化藝術體驗、城市形象展示、親子互動教育、生態休閑游賞于一體的示范型濕地公園。

4.1.2 水美養心林間康養區

該區域灘島眾多，島內樹木繁茂，深潭淺灘遍布，自然本底較好。根據原有地形，保留現狀濕地形態優良的植被，設計修身養性的水上森林景觀區域，營造出生態野趣的景觀氛圍，并與周邊高端住宅休閑區域配套，打造體現生態水美、靜謐養心的水上森林花園。同時也為周邊市民提供一個修養身心的去處，可進行騎行、水上瑜伽、森林冥想等活動。

4.1.3 水美古渡休閑文化區

坐落于赤石古鎮，歷史上曾經是萬里茶道起點。該段河道河面較窄，流速較快，同時岸后用地空間緊張，考慮整修現狀碼頭，利用直立可拆卸式防汛墻來兼顧景觀和防汛需求，并設觀景平臺及親水平臺，修舊如舊，打造充滿回憶元素的古鎮文化景觀設計。

4.1.4 水美印象山水詩意區

該場地位于武夷山景區入口門戶，靠近自然保護區，周邊人為干預較少，設計結合理學文化、碧水丹山文化、武夷詩詞文化，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，以借景的設計手法將遠山作為背景，崇陽溪上原生綠洲為前景，為游客及市民營造了“峰影蘸晴川、蒼屏繞碧灣”的詩境文化感悟體驗。

工程總體布局如圖1所示。

圖1 總體布局圖

4.2 平面設計

站在生態基底營造的角度，對現狀水陸格局進行適當梳理，完善水形態；因地制宜地形成城市濕地、洲島灘涂、渡口河流，以及生態湖面這四大水表情，進而為城市居民構建類型多樣的水體驗序列。梳理前后水陸格局如圖2所示。

圖2 平面形態優化圖

同時對優化后河道進行數值模擬分析，復核河道流態，以及過流能力[5]。

4.3 豎向設計

場地整體北高南低。場地最高點高程205.30 m，位于地塊中部濱溪路；場地最低點為地塊下游常水位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。

豎向設計主要思路為：

4.3.1 滿足防汛要求

公廁和管理用房、主入口、主要硬質活動場地、主游路和騎行道設計高程滿足該區30 a一遇防汛要求；濱溪觀景架空棧道滿足該區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 盡可能保留現狀植被

崇陽溪兩岸現狀有大量原生林帶，設計坡腳線盡可能繞行原生林帶，維持這些區域現狀高程，減少對珍貴原生植被的破壞。此外，崇陽溪河道中有不少島嶼，濕生植物遍布。設計在兼顧河道疏浚的同時，保留一部分濕地洲灘島嶼，營造水上森林的景觀效果。

4.3.3 利用河谷高差打造景觀

設計以階梯退臺、架空棧道等形式豐富河道護坡景觀效果。在具備腹地條件的區域設多級觀景平臺、大地景觀和景觀微地形，使河道景觀節奏適宜、收放自如、張弛有度。

4.4 堤防設計

山區河道現狀斷面多變，岸線蜿蜒曲折，傳統水利堤防形勢難以滿足新形勢下的設計要求。該工程創新性地運用軟硬結合生態護坡，在堤防常水位以下采用卵石石籠護腳[6]，保證汛期安全，常水位以上結合河道流速分布情況選擇不同型號的水土保護毯[7]，護坡結構整體更為柔性、生態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爭取了空間，堤防建成后實景如圖3所示。

圖3 堤防斷面建成實景

4.5 生態潛壩設計

為保證枯水期河道的生態水深，以及重要景觀節點的景觀水深，在沿線布置兩道生態潛壩。潛壩高度根據河底坡降、回水范圍，以及防洪影響等綜合確定。潛壩基礎及結構由水利專業人員設計，采用埋石混凝土結構；外觀風貌由景觀專業人員設計，利用當地河灘地上的天然卵石作為外立面裝飾，保證了整體風貌的一致性。

4.6 親水設施設計

親水設施考慮根據河道豐枯時期的不同水位進行布置。在枯水期水位附近設置生態石籠護坡，在保證護岸防護效果的同時，可以形成一個斜坡式親水面；在1 a一遇洪水位附近設置親水步道，親水步道采用混凝土基礎，路肩兩側采用生態石籠護坡，保證了步道的耐久性；在3~5 a一遇水位附近設置親水棧橋[8]，棧橋下部結構采用單柱加擴大基礎，最大限度地減少結構對過流斷面的影響，上部結構現澆采用鋼筋混凝土橋面板，保證了結構抗洪水沖擊的能力，橋面鋪裝及欄桿同樣考慮耐淹耐沖擊材料。

4.7 植物設計

根據工程區現狀，劃定現狀植被良好區域，保留臨水側和洲灘植被資源，保留并修復天然岸線，對現狀優質自然風景資源予以保護與合理的景觀利用。

根據當地氣候條件，在樹種規劃上，以鄉土樹種為主，并兼顧多樣性需要，種植適應本地生長的特色植物品種，打造出豐富多樣的植物景觀。考慮今后綠化維護的經濟性，盡量選用修剪養護量低的植物品種，使植物自然演替，形成長期穩定的植物群落。

坡面草籽主要選用根系較為發達的混合草籽，例如狗牙根、百喜草等，可以與護坡材料形成較為穩定的固土效果。

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。由于當地良好的生態本底，實際工程完工一年后，濱水區域已經自然形成較為豐茂的由當地物種組成的水生植物群落。

5 結語

該工程實施后，期間已經歷兩次洪水考驗。根據洪水后現場調查，水毀損失較小，可以作為今后類似項目的參考案例。