景观湖泊工程实施技术难点——以“上海之鱼”为例

王 珣

（上海千年城市规划工程设计股份有限公司，上海市 201108）

0 前言

“上海之鱼”项目位于上海奉贤区南桥新城东北，新区8号地块控制单元内。规划范围：东至金汇港、西至金海路、南至浦南运河、北至团南公路，规划用地面积253.07 hm2，其中水域面积为54.40 hm2，占21.50%。该地块结合总体规划布局，充分利用自然水系优势——即《奉贤区旅游发展总体规划》中提出的“四区一带”中的“金汇浦南现代水上旅游带”的交汇节点，规划定位成国际游艇文化中心，这给该区域拓展水上游艇旅游产业服务提供了很好的市场背景。

“上海之鱼”由曾设计迪拜棕榈岛的国际大师拉瑞和美国朗润集团创意规划，总体布局融合时尚元素，将景观湖泊塑造成鱼型，由鱼身、鱼尾、鱼鳍等三大湖面构成鱼身水体，金汇港和浦南运河构成外围水系，并有宽阔的入口航道与湖面相通，形成以鱼身为中心的圆环水道（见图1）。

图1 总体规划图

该项目集城市生态景观旅游、区域防洪、水资源综合利用等多种功能于一体，建成后将形成以游艇文化为核心的体育及水上运动公园，并成为南桥新城景观中心与旅游集散服务中心，是南桥新城建设中的亮点和点睛之笔。

“上海之鱼”已经成为上海著名的标识之一，建设单位要求该景观湖泊工程必须能够原汁原味地落地实施，使得专业人员面临诸多技术难题。为保证最终景观效果，前期工程可行性研究确定方案设计原则阶段，设计人员从各专业技术角度出发，提出若干解决方案，反复协调，多次论证，以保障整体效果的实现，在这中间，景观工程师起到了主导整个方案，综合平衡协调，决策各个技术难点的作用。

经过分析论证，“上海之鱼”实施技术难点主要在三个方面，现分别论述如下。

1 技术难点之一——湖泊水质

景观湖泊工程中，如何达到景观用水的水质标准成为诸多实施难点的重中之重，人类对水有一种天生的偏爱，很难想象人们向往的城市景观湖泊是一潭臭水。所以，保障湖泊水质达标成为景观湖泊工程设计的基础。

1.1 水源

水体水质达标解决方案的首要问题是源头活水，有了水源水量的保障，才有水质解决的希望。

“上海之鱼”整体呈一条欢快的金鱼形状，中心为金海湖，其周围有六条河道，即大庆河、齐贤排河、金汇港沟通河、浦南运河沟通河、石家中心河、石家中心河沟通河。通过对现场水生生态本底调查发现，地块的水质均受到不同程度的污染，水质属劣V类，主要超标水质指标为TN，局部区域某些水质指标较好。分析结果表明：金汇港不适合直接作为“上海之鱼”引水水源，必须在“上海之鱼”北面中央生态林建立水源涵养林,作为水体净化的前置库，制造清水水源，补充清洁水源；同时，一旦景观湖泊水质恶化，作为全部更换的应急水源；鱼尾区及其外部设置湿地公园，经水质净化处理后，可作为湖区的水源和引清通道。

1.2 水资源调度

水体有了水源，又能满足水量需求，第二步要解决水资源调度的方案。上海地处干支流交叉纵横的平原感潮河网水系，是典型的江南平原水网地区，河口海洋水文特征十分明显。奉贤区由于受到河、海两种自然因素的作用，其水文现象甚为复杂。

“上海之鱼”水系是南桥新城水系的重要组成部分，南桥新城水系是浦东片水系的重要组成部分，其水资源调度主要依托浦东片外围口门的调度。因此，该项目研究的重点为“上海之鱼”（面积为2.53 km2），但研究范围必须与整个浦东片（面积2 200 km2）相关联。根据金海湖水资源调度目标和“上海之鱼”的水系特点，利用一维河网水动力水质模型，计算分析比较后提出“上海之鱼”口门控制推荐方案：即外围口门设泵站全控制，湖区水位采用常水位。

对控制口门的规模进一步论证，根据计算，无论在除涝工况和水资源调度工况下，各口门的最大流量都不大，因此水闸规模主要依据通航要求和现状一般小水闸来确定。有通船要求的水闸，尺度按相关船型确定，其余水闸均取4 m。泵站引水主要是起到加快水体置换，防止水体富营养化的作用。泵站规模按水闸和泵站联合调度下湖区换水周期不超过15 d确定。

1.3 水质保护及水环境治理技术

除此之外，对于相对封闭的稳态湖泊水体的常态化管理，也必须要有水质保护及水环境治理的技术措施。

景观湖泊水质的设计目标是水体水清面洁、无异味，感观好；水体透明度在0.8 m以上，水体清亮；水生态系统稳定，具有一定抵御外界污染的能力；最终达到国家地表水环境质量标准IV类及以上标准。

该方案水体是约54.40 hm2的大水面，对比4种水处理工艺，建议采用生态加物理的方式对景观湖泊水进行净化处理和水质长效管理维护。

“上海之鱼”景观水体处理以生态工程的基本原则和水生生态系统理论的基本原理为指导，通过湿地循环系统滤净、水生生物操纵技术及水域生物技术进行多层次科学处理，同时与水处理、给排水、绿化景观及处置设备相结合，综合各相关技术，营建具有自净功能的景观生态湖泊。

2 技术难点之二——湖底地形

景观湖泊工程中，如何确定湖底地形也是实施难点。湖泊深度过浅，水动力不佳，无法自净；湖泊深度过深，不但疏挖工程量大，经济性不佳，还容易造成死库容。因此，合理的湖底地形成为工程设计的重点。

2.1 水动力

湖底地形是水流运动的重要边界条件，对湖区的水质和生态系统都有着重要的影响。通常湖底地形有平底形、梯形、斜坡形和碟形四种方案。以“上海之鱼”一维河网水动力水质模型计算的结果为边界条件，利用三维模型分析论证不同湖底地形对湖泊流态的影响，提出较优的湖底地形推荐方案。

为增强各方案的可比性，采用一维河网模型，在相同的风场条件下进行平均流场模拟分析，并对湖体11个关键点进行比对分析，从而确定最优地形方案。根据计算推荐采用碟形方案（见图2）。整个湖区鱼身的平均底高程-0.5 m，鱼尾局部加深到-1.0 m，鱼腹局部加深到-1.50 m，西半环平均高程-1.0 m，东半环平均高程-0.5 m。

图2 蝶形湖底地形及暗渠方案图

2.2 暗渠规模比较

“上海之鱼”由于湖区平面形态已确立，其岸线曲折复杂，湖体存在明显滞流区，尤其是鱼嘴和背鳍、腹鳍部位流速极小。针对不同滞流区域，如何改善水动力条件，设计暗渠沟通工程的位置和规模也成为工程实施难点。

在主要的滞流区鱼嘴处、中间岛屿环抱处，东侧游艇停靠处设置暗渠，按恒定风场为动力边界对无暗渠工程，以及暗渠宽度取10 m、15 m、20 m共四个方案分别模拟计算。分析结果表明增加暗渠可以改善滞流区的水动力状况，且暗渠宽度越大，水体动力效果越好。综合考虑改善效果和工程经济，推荐暗渠宽度采用15 m方案。

2.3 船型对工程规模的影响

“上海之鱼”规划定位成国际游艇文化中心。船型选择、航线规划、航道等级等均成为“上海之鱼”湖泊、河道、闸室的宽度深度规模制约因素。

设计考虑到游艇航道区，综合富裕深度采用-1.0 m标高。齐贤排河和大庆河环湖河道根据水系调整规划河底标高为-0.5 m，对其中牵涉到航道部分河段河底标高加深到-1.0 m，湖区其余区域控制在-0.5 m。上述结果与三维地形计算成果基本一致。

3 技术难点之三——景观形态

在景观湖泊工程实施中，在3D计算的基础上，进一步优化湖底高程、形态和暗渠位置。在满足各种使用功能的前提下确定一个最优的水系规模及布局，使水质达标，功能满足规划要求；除此之外，如何达到“景美、岸绿、水清”美化环境的目标，发挥出水环境在自然生态和社会人文方面综合功能的要求，也成为工程实施的难点之一。

3.1 护岸形态

“上海之鱼”的滨水区域是典型的生态与节点景观交错带，生态环境最为敏感的地域，是最重要的生态廊道之一。护岸作为滨水区域中的安全基底，受河道功能控制、景观主导的同时，也反作用于景观，对其表现形式、分布区域有一定影响。

由于建设单位对整个水系的规划和设计的高起点、高标准的要求，该项护岸设计在考虑安全和使用功能的基础上，优先满足景观设计的要求。如环形河道护岸，分级硬质护岸结合地形起伏的疏林草坪，人行系统畅通，既符合功能要求，又形成简洁大方的亲水景观；又如鱼尾生态自然区护岸，着重实现湿地景观中水、陆、绿充分交融的功能要求，采取工程措施保证安全。

该项护岸结构类型主要分为直立式驳岸和斜坡式驳岸两种。配合该项目整体定位，装饰类型又细分为19种型式，形成丰富多样独具特色的滨水区域。

3.2 竖向地形设计及土方平衡

景观湖泊实地开挖后，大量弃土如何处理，也是该项目实施的关键难点之一。大量土方外运将带来经济成本上升，出路只有就近堆方，但竖向地形如何满足微观小气候，美化景观的需求，便成了景观设计的重点。

“上海之鱼”场地平整及挖湖土方按照方格网法进行计算，建模密度为10 m见方。采用计算软件为“DICAD Pro数模版”及“南方CASS7.1版”，相互校核计算成果。计算结果表明湖区总土方为244万m3，其数量相当巨大。竖向设计本着生态、自然、人本、平衡的原则，融入水陆三维空间的思路。

结合“上海之鱼”周边道路、桥梁整体布局，将竖向设计同景观元素、绿化种植紧密结合，地形布置尽量以缓坡为主，形成自然排水地形系统，配合总体景观拟似“上海之鱼”由西北游向东南的游动姿态。同时根据季风特点，形成迎东南季风周边堆坡、周边间隔流出横向风廊的地势（见图3）。利用桥下空间，滨水贯通，最大程度地满足游线的通达性。填、挖土方总量，做到一期、二期内的平衡，减少工程费用。

图3 丘陵分布图

3.3 水陆交界面种植规划

景观湖泊的水陆交界面由于边缘效应的影响，是城市中重要的生态交错带。生态交错带作为相邻生态系统之间的过渡带，它强调了时间、空间尺度、与相邻生态系统的相互作用及强度，将生态过渡区与景观边界等同。生态交错带一个重要的特征就是具有较明显的生物多样性。

在种植规划上配合“上海之鱼”总体规划，结合“上海之鱼”景观空间处理，围绕“海派文化”的主题，力求打造生态低碳、复合有机、展现上海独特“海派文化”的绿化景观。新设计的生态群落通过节奏与韵律的变化拟出水浪的高低、气息的浓淡、风及波纹的疏密。规划的生态廊道为“上海之鱼”营造会呼吸的环境空间，在“鱼鳃”方向规划绿色通道，在风廊规划上，以纵向风道为主，穿插草坪与树林，从“上海之鱼”东南引入季风，让人们与物在“上海之鱼”共同呼吸，感受自然。

水生植物的种植与“上海之鱼”湖泊，蓄水密切相关，采取“浅水栽培——逐步提高水位养护种法”。为保证成活率，在种植初期，必须清除湖中的草食性鱼类。待沉水植物移栽完毕并成活后，逐步提高水位至常水位。

在结合保护水生植物净水功能的前提下，适量放养水生动物、培育底栖生物、投放微生物，能完善人工生态系统的食物链和食物网结构，共同构建完善生态系统，创建自净修复能力。

4 结语

综上所述，景观湖泊作为大型综合性项目，涉及面广，投资较大，对一个地区或城市将会起到深远的影响。从整体规划到局部方案选择涉及总体规划与专业规划的结合，更需要各有关专业的综合协调，有机融合，从适用经济、生态美观到持续发展等各个方面把握住设计的品质和性能，使工程项目的价值最大化，以设计师的智慧和全局能力，为社会，为城市创造更多更大的附加效益。