基于生態景觀理念的水利工程設計研究

劉昱 鄭珉姣 徐昕 劉琨 楊雪

摘要：

為了在水利工程設計中整合生態理念，依據3類指導思想，提出了強化“水”龍頭、修復“水”生態、激發“水”活力、打造“水”品牌等4種生態景觀思路，將這4種生態景觀思路與傳統的水利工程設計相融合，并以鄂北水資源配置工程作為實踐案例進行驗證，運用Delphi法進行效果評估。結果表明：這4種生態景觀思路可有效發揮水利工程的生態景觀價值，為水利工程高質量設計提供了新的方向。

關鍵詞：

水利工程設計； 生態景觀； 濱水空間； 生態水利； 鄂北水資源配置工程

中圖法分類號：TU984

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.05.015

文章編號：1006-0081（2023）05-0096-04

0 引 言

中國擁有眾多江、河、湖、海等自然資源，蘊含了豐富的水利資源開發利用潛力。水利工程在設計過程中多數只兼顧工程的功能性與安全性，缺乏設計多層面的考量［1］，對生態修復、景觀效應、文化弘揚等多重功能和居民的使用體驗重視不夠。水利工程設計在保持原有功能性與安全性的前提下，還應遵循生態文明、美麗中國、鄉村振興的戰略要求，統籌考慮水安全、水資源、水生態及水文化，構建全周期引導、多專業協同、多空間融合、多方共建共治共享的建設新格局，使工程建設在滿足人類經濟社會發展需求的同時，兼顧生態系統健康與可持續發展需求［2］，滿足人民群眾對美好生活的需求。

本文討論了水利工程設計思想從“工程水利”到“環境水利”再到“生態水利”的轉變［3］，采用的指導思想主要有3類：① 注重推進工程建設，同時重視生態價值。水利工程作為基礎設施工程，具有較強的公益性，且項目規模、投資力度、影響范圍均較大［4］，在防洪治澇、水力發電、水資源配置、城鄉供水等工程建設時，易對自然環境造成一定干擾，使生態系統結構層面、生態系統過程方面、生態系統功能方面［4］產生較大變化。例如：工程不可避免地對農田、林地、水系等多種環境造成擾動與阻礙，引起土壤侵蝕、地貌改變、植被退化等問題，導致區域氣候環境、生物多樣性、景觀風貌等多元生態價值變化。② 注重工程本身作用，同時發揮復合功能。水利工程基礎設施大部分以安全高效經濟為導向，但工程本身也應發揮一些復合功能［5］。例如：河道整治工程運用水系連通、河道清障、清淤疏浚、水土保持、岸坡整治等傳統水利工程措施來保障城鄉安全的同時，也賦予了河道所在城鄉區域潛在的公共屬性特征，承載景觀游覽、公共活動、開放共生的內在潛力，具備多種復合功能的可塑性等［6］。③ 注重實現工程效益，同時傳承文化底蘊。水利工程在創造巨大社會效益與經濟效益的同時，所蘊涵的地域文化也值得注重與傳承。

1 水利設計生態景觀思路

本文提出了水利設計中融合的4種生態景觀思路，即強化“水”龍頭、修復“水”生態、激發“水”活力、打造“水”品牌。其中，強化“水”龍頭是指以規劃為引領，建立濱水空間生態景觀類專項規劃；修復“水”生態是指進行生態景觀調查，建立生態廊道；激發“水”活力指營造多元活力的濱水空間，結合多種場景需求；打造“水”品牌指挖掘區域及水系相關史料，注重保護和修復蘊含歷史文化內涵的水利遺產。

將這4種生態景觀思路運用到鄂北水資源配置工程，可有效發揮水利工程的生態景觀價值，為水利工程高質量設計提供新方向。水利工程高質量設計的生態景觀思路見圖1。

1.1 科學規劃引領，強化“水”龍頭

生態景觀建設應遵循“生態河湖→美麗河湖→幸福河湖”的發展路徑，在保護中探尋發展機遇，將工程建設與多元訴求統籌，尊重人與生態系統雙向影響過程［5-6］，實現生態環境保護和經濟高質量雙贏發展。需要做到：① 發揮規劃引領作用，以水系所在區位專項規劃為重要依據，梳理各類涉水相關專項規劃、整理濱水空間建設要求，建立濱水空間生態景觀類專項規劃，強化其作為水利專項規劃的定位，構建功能互補、定位清晰、統一銜接的藍綠空間規劃體系。② 推動規劃之間銜接，編制完善本區域濱水空間生態景觀類規劃，并與當地經濟社會發展規劃、國土空間規劃、綠地專項規劃和其他水利專項規劃相銜接。③ 提升規劃編制質量，明確濱水空間生態景觀類約束性指標、范圍和剛性管控要求，確保規劃有效落實，將濱水空間生態景觀實施作為城鄉濱水空間建設的重要條件。

1.2 夯實生態本底，修復“水”生態

遵循綠色發展理念，轉變傳統治水觀念，在滿足水利功能基礎上，著眼于生物多樣性恢復，充分考慮低維護成本的措施，使水系治理向生態化方向轉變：① 進行生態景觀調查，明確工程的類型、范圍、規模、建（構）筑物分布，重點分析工程的擾動影響與特征。② 結合水土保持和水源涵養進行植物恢復，為各類動植物提供棲息空間，同時防止工程造成水土流失。③ 建立生態廊道，通過生態廊道將各類斑塊的物種、物質和能量有機連接起來，提升工程所在地景觀整體性。

1.3 滿足多元訴求，激發“水”活力

在適宜條件下依據水系特點進行差異化引導。① 構建藍綠交織、疏朗通透的濱水空間體系，將堤、坡、岸與綠地進行整體統籌考慮，構筑以公共屬性為主的濱水空間格局，強化濱水空間復合利用，提高其開放性、可達性與連通性，提升空間活力，構建全民共享、連續貫通的水岸空間。② 加強專業協同，利用多種復合式的人水共存空間，取代過去單一功能防洪排澇設施，創造更大的陸域活動空間。③ 構建貫通完整的親水廊道，建立連續貫穿的濱水慢性系統，打通濱水空間慢性通道斷點，提升濱水空間的慢行通道密度，提升濱水空間可達性，打造舒適宜人的濱水交通環境。④ 結合社交和娛樂、運動和休閑、觀光和旅游等多種場景需求，將城鄉功能賦予到水陸統籌空間，營造各種形式、各種規模、各種功能的多元活動濱水空間。

1.4 挖潛文化底蘊，打造“水”品牌

水利工程除了滿足安全、使用功能、運行管理要求外，還需要兼顧文化與審美，按照“建一處水利工程，多一處水利景觀”的要求，實現工程與環境和諧。① 水系空間形態系統梳理，維護城鄉水系格局、風貌特色。② 挖掘區域及水系相關史料，注重保護和修復有歷史文化內涵的水利遺產［7］。③ 借助多元手段表達文化，從宏觀尺度保障文脈格局以及場地尺度人文表達的落地，融入與當地文化和特色相呼應的水利要素，打造水利品牌。

2 水利工程生態景觀建設實例

2.1 項目背景

為從根本上解決鄂北地區水資源短缺問題，保障區域供水和糧食安全，改善區域生態環境，促進區域脫貧致富，湖北省委省政府決策實施重大民生工程——鄂北地區水資源配置工程（以下簡稱“鄂北工程”）。該工程以丹江口水庫清泉溝隧洞為起點，自西北向東南橫穿鄂北崗地，沿線進行水資源供給，止于孝感市大悟縣，輸水線路總長269.67 km［8］。

2.2 生態景觀設計實現途徑

2.2.1 強化“水”龍頭

開展設計前，專題編制了鄂北工程生態環境建設總體規劃，利用遙感技術、GIS技術、數學模型方法完成評價指標體系的運算與分析，對工程沿線區域（橫向5 km范圍）進行景觀綜合評價［9］（見圖2），同時依據各類工程建筑物的剛性工程管理范圍，結合評價結果和各市區（縣）對工程所在地上位規劃，統籌山水林田湖草多生態要素，科學合理劃定控制范圍，形成“一帶四類多點”的總體布局，以此作為“水”龍頭。

2.2.2 修復“水”生態

工程生態環境建設以保障供水安全為前提，種植“近自然”類本土植物夯實生態本底，構筑工程防護林帶、生態緩沖帶形成生態廊道。將明渠兩側8 m、渡槽正投影下兩側2 m、倒虹吸等建筑物外輪廓線外30 m管理范圍劃定為生態緩沖帶，外側50 m范圍內作為保護區，禁止建設一切與工程建設無關的項目，農業種植不得使用高毒和高殘留農藥，筑牢生態本底；渡槽、管橋兩側及底部采用耐陰植被涵養水土，形成自然銜接交叉的生態版塊；倒虹吸、水閘類工程構筑物結合景觀美學進行植物配置，將功能性與美觀性結合；對隧洞、暗涵重點開挖區域進行創面生態恢復，結合周邊植物群落進行生態補植等方式修復“水”生態。

2.2.3 激發“水”活力

為滿足多元訴求，在節點設計時主要采用的設計方法如下。渠首清泉溝節點位于丹江口庫區，鄂北工程及引丹灌區起點，形成三面環水，天然湖景。節點以生態復綠涵養水源，以浮雕壁畫展示工程文化，建設現代化管理與田園生活兼顧的綜合型管理區，打造三季有花、四季有綠的辦公空間，實現工程、生態、文化深度融合。孟樓節點位于老河口市孟樓鎮，地處鄂西北、豫西南的交匯處，交通便利，人氣匯聚。以“匯”為主題，以孟樓文化為載體，巧妙利用倒虹吸進口段高差，筑土為臺，登臺眺望，建美麗鄉村、賞鄂北調水、品歷史文化，實現帶動水、產、城共治［9］，充分激發“水”的活力。

2.2.4 打造“水”品牌

七里沖節點將“紅色、廉政”等文化底蘊與自然山水、人文歷史有機融合，構筑山綠、水藍、坡彩的山水畫卷，同時展現出紅色、廉政、傳承主題。在鄂北工程最末端的王家沖節點，山嶺之間，筑壩成源。采用生態理念修復工程棄渣場與裸露山體，打造建設成集游覽、休憩、科普多功能為一體的“水”品牌。

充分運用強化“水”龍頭、修復“水”生態、激發“水”活力、打造“水”品牌這4種生態景觀思路，可有效改善區域生態環境，發揮鄂北工程的生態、社會效益［10］。

2.3 生態景觀效果評估方法

鄂北工程生態景觀效果評估方法主要采用德爾菲法（Delphi法），德爾菲法本質上是一種反饋匿名函詢法，具有匿名性、反饋性和統計性三大特點，指的是對所要預測的問題征得專家的意見后，進行整理、歸納、統計，再匿名反饋給各專家，再次征求意見，再集中，再反饋，直至得到一致的意見。其過程可簡單表示為：匿名征求專家意見→歸納、統計→匿名反饋→歸納、統計……若干輪后停止。

鄂北工程生態景觀實施后，共向50位生態、水環境、水工結構、植物學、生物學等領域的專家征求意見，經統計歸納和現場水質、空氣、林草覆蓋率等因子檢測，得到的結論如下：項目區水體水質由Ⅳ類轉變為Ⅲ類，水體中TP，TN濃度減少了約20%，空氣質量等級由三級轉變為二級，林草植被覆蓋率從原來7%提升至17%。根據《生產建設項目土壤流失量測算導則》計算，可減少水土流失量1 056 t。通過問卷調查，公眾滿意度達到95.8%。結果表明，將這4種生態景觀思路運用到水利工程設計中可取得較為良好的效果，有效發揮出水利工程的生態景觀價值。

3 結 語

為對工程設計效果進行評估，特邀相關方面專家共同評估，分析工程特征及沿線區域基本情況，以景觀生態評價、景觀美學評價和景觀人文評價為準則層，建立綜合評價指標體系，為設計效果評估打分。其中，渠首節點、孟樓節點、王家沖節點具有較高的景觀綜合質量，且交通可達性高、人口密集，具示范效應。例如，渠首節點景觀美學評價指數得分較高，工程建筑美觀，具有一定文化底蘊，同時也是工程的起點，設計圍繞“水”生態、“水”活力，為工程景區參觀的起始點進行景觀建設，奠定了旅游基礎條件；孟樓節點周邊地勢平坦，通過設計豐富了景觀層次，將水利工程建筑物集中展示，同時能很好結合歷史文化營造景觀環境。

水利工程作為城鄉基礎設施，開發建設思路需要由工程設計向生態設計轉變，綜合利用基礎設施，使其成為更多生態功能的空間載體。本文以鄂北水資源配置工程為例，將4種生態景觀思路落實到工程的實際設計過程中，取得了良好的生態效益。

參考文獻：

［1］ 馬越.珠江三角洲地區變水位濱河地區生態修復與景觀營造——以佛山市東平河景觀工程為例［J］.中國園林，2019，35（10）：89-94.

［2］ 黃強，鄧銘江，暢建霞，等.生態水利學初探［J］.人民黃河，2021，43（10）：17-23.

［3］ 胡秀媚，牛丞禹，魏冀明，等.景觀水文視角下河道工程規劃設計研究——以廣東萬里碧道江門段為例［J］.南方建筑，2022（6）：25-33.

［4］ 崔保山，劉康，宋國香，等.生態水利研究的理論基礎與重點領域［J］.環境科學學報，2022，42（1）：10-18.

［5］ 余洋，曾征.生態美學——城市規劃中的審美與設計新視角［C］∥中國城市規劃學會.新常態：傳承與變革——2015中國城市規劃年會論文集.北京：中國建筑工業出版社，2015：535-543.

［6］ 程相占.生態美學與生態評估及規劃［M］.鄭州：河南人民出版社，2013.

［7］ 吳海峰.論強化鄉村振興的水利保障［J］.農村經濟，2021（1）：62-69.

［8］ 徐霞，張昕川，黃凡.淺談鄂北水資源配置工程環境監理工作［J］.人民長江，2020，51（增1）：238-241.

［9］ 肖雪，李清清，陳述.基于高質量供需平衡的區域水資源優化調控方案——以京津冀地區為例［J］.人民長江，2022，53（8）：100-105.

［10］ 張溯明，熊坤楊，夏妍，等.鄂北地區水資源配置工程王家沖水庫擴建工程水土保持與生態景觀設計［J］.水利水電快報，2020，41（11）：78-81.

（編輯：唐湘茜，張 爽）

Abstract：

In order to integrate the ecological concept in the design of hydraulic engineering，according to the three kinds of guiding ideology，four ecological landscape ideas of strengthening the water leading，restoring the water ecology，stimulating the vitality of water and building the brand of water were put forward，and these four ecological landscape ideas were combined with the traditional design of hydraulic engineering.A case study of water resources allocation project in northern Hubei was carried out，and the Delphi method was used to evaluate the effect.The results showed that these four ecological landscape concepts can effectively exert the ecological landscape value of hydraulic engineering and provide a new direction for the high quality design of hydraulic engineering.

Key words：

hydraulic engineering design； ecological landscape； waterfront space； ecological water conservancy； Water Resources Allocation Project in Northern Hubei Province