基于生态景观理念的水利工程设计研究

刘昱 郑珉姣 徐昕 刘琨 杨雪

摘要：

为了在水利工程设计中整合生态理念，依据3类指导思想，提出了强化“水”龙头、修复“水”生态、激发“水”活力、打造“水”品牌等4种生态景观思路，将这4种生态景观思路与传统的水利工程设计相融合，并以鄂北水资源配置工程作为实践案例进行验证，运用Delphi法进行效果评估。结果表明：这4种生态景观思路可有效发挥水利工程的生态景观价值，为水利工程高质量设计提供了新的方向。

關键词：

水利工程设计； 生态景观； 滨水空间； 生态水利； 鄂北水资源配置工程

中图法分类号：TU984

文献标志码：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.05.015

文章编号：1006-0081（2023）05-0096-04

0 引 言

中国拥有众多江、河、湖、海等自然资源，蕴含了丰富的水利资源开发利用潜力。水利工程在设计过程中多数只兼顾工程的功能性与安全性，缺乏设计多层面的考量［1］，对生态修复、景观效应、文化弘扬等多重功能和居民的使用体验重视不够。水利工程设计在保持原有功能性与安全性的前提下，还应遵循生态文明、美丽中国、乡村振兴的战略要求，统筹考虑水安全、水资源、水生态及水文化，构建全周期引导、多专业协同、多空间融合、多方共建共治共享的建设新格局，使工程建设在满足人类经济社会发展需求的同时，兼顾生态系统健康与可持续发展需求［2］，满足人民群众对美好生活的需求。

本文讨论了水利工程设计思想从“工程水利”到“环境水利”再到“生态水利”的转变［3］，采用的指导思想主要有3类：① 注重推进工程建设，同时重视生态价值。水利工程作为基础设施工程，具有较强的公益性，且项目规模、投资力度、影响范围均较大［4］，在防洪治涝、水力发电、水资源配置、城乡供水等工程建设时，易对自然环境造成一定干扰，使生态系统结构层面、生态系统过程方面、生态系统功能方面［4］产生较大变化。例如：工程不可避免地对农田、林地、水系等多种环境造成扰动与阻碍，引起土壤侵蚀、地貌改变、植被退化等问题，导致区域气候环境、生物多样性、景观风貌等多元生态价值变化。② 注重工程本身作用，同时发挥复合功能。水利工程基础设施大部分以安全高效经济为导向，但工程本身也应发挥一些复合功能［5］。例如：河道整治工程运用水系连通、河道清障、清淤疏浚、水土保持、岸坡整治等传统水利工程措施来保障城乡安全的同时，也赋予了河道所在城乡区域潜在的公共属性特征，承载景观游览、公共活动、开放共生的内在潜力，具备多种复合功能的可塑性等［6］。③ 注重实现工程效益，同时传承文化底蕴。水利工程在创造巨大社会效益与经济效益的同时，所蕴涵的地域文化也值得注重与传承。

1 水利设计生态景观思路

本文提出了水利设计中融合的4种生态景观思路，即强化“水”龙头、修复“水”生态、激发“水”活力、打造“水”品牌。其中，强化“水”龙头是指以规划为引领，建立滨水空间生态景观类专项规划；修复“水”生态是指进行生态景观调查，建立生态廊道；激发“水”活力指营造多元活力的滨水空间，结合多种场景需求；打造“水”品牌指挖掘区域及水系相关史料，注重保护和修复蕴含历史文化内涵的水利遗产。

将这4种生态景观思路运用到鄂北水资源配置工程，可有效发挥水利工程的生态景观价值，为水利工程高质量设计提供新方向。水利工程高质量设计的生态景观思路见图1。

1.1 科学规划引领，强化“水”龙头

生态景观建设应遵循“生态河湖→美丽河湖→幸福河湖”的发展路径，在保护中探寻发展机遇，将工程建设与多元诉求统筹，尊重人与生态系统双向影响过程［5-6］，实现生态环境保护和经济高质量双赢发展。需要做到：① 发挥规划引领作用，以水系所在区位专项规划为重要依据，梳理各类涉水相关专项规划、整理滨水空间建设要求，建立滨水空间生态景观类专项规划，强化其作为水利专项规划的定位，构建功能互补、定位清晰、统一衔接的蓝绿空间规划体系。② 推动规划之间衔接，编制完善本区域滨水空间生态景观类规划，并与当地经济社会发展规划、国土空间规划、绿地专项规划和其他水利专项规划相衔接。③ 提升规划编制质量，明确滨水空间生态景观类约束性指标、范围和刚性管控要求，确保规划有效落实，将滨水空间生态景观实施作为城乡滨水空间建设的重要条件。

1.2 夯实生态本底，修复“水”生态

遵循绿色发展理念，转变传统治水观念，在满足水利功能基础上，着眼于生物多样性恢复，充分考虑低维护成本的措施，使水系治理向生态化方向转变：① 进行生态景观调查，明确工程的类型、范围、规模、建（构）筑物分布，重点分析工程的扰动影响与特征。② 结合水土保持和水源涵养进行植物恢复，为各类动植物提供栖息空间，同时防止工程造成水土流失。③ 建立生态廊道，通过生态廊道将各类斑块的物种、物质和能量有机连接起来，提升工程所在地景观整体性。

1.3 满足多元诉求，激发“水”活力

在适宜条件下依据水系特点进行差异化引导。① 构建蓝绿交织、疏朗通透的滨水空间体系，将堤、坡、岸与绿地进行整体统筹考虑，构筑以公共属性为主的滨水空间格局，强化滨水空间复合利用，提高其开放性、可达性与连通性，提升空间活力，构建全民共享、连续贯通的水岸空间。② 加强专业协同，利用多种复合式的人水共存空间，取代过去单一功能防洪排涝设施，创造更大的陆域活动空间。③ 构建贯通完整的亲水廊道，建立连续贯穿的滨水慢性系统，打通滨水空间慢性通道断点，提升滨水空间的慢行通道密度，提升滨水空间可达性，打造舒适宜人的滨水交通环境。④ 结合社交和娱乐、运动和休闲、观光和旅游等多种场景需求，将城乡功能赋予到水陆统筹空间，营造各种形式、各种规模、各种功能的多元活动滨水空间。

1.4 挖潜文化底蕴，打造“水”品牌

水利工程除了满足安全、使用功能、运行管理要求外，还需要兼顾文化与审美，按照“建一处水利工程，多一处水利景观”的要求，实现工程与环境和谐。① 水系空间形态系统梳理，维护城乡水系格局、风貌特色。② 挖掘区域及水系相关史料，注重保护和修复有历史文化内涵的水利遗产［7］。③ 借助多元手段表达文化，从宏观尺度保障文脉格局以及场地尺度人文表达的落地，融入与当地文化和特色相呼应的水利要素，打造水利品牌。

2 水利工程生态景观建设实例

2.1 项目背景

为从根本上解决鄂北地区水资源短缺问题，保障区域供水和粮食安全，改善区域生态环境，促进区域脱贫致富，湖北省委省政府决策实施重大民生工程——鄂北地区水资源配置工程（以下简称“鄂北工程”）。该工程以丹江口水库清泉沟隧洞为起点，自西北向东南横穿鄂北岗地，沿线进行水资源供给，止于孝感市大悟县，输水线路总长269.67 km［8］。

2.2 生态景观设计实现途径

2.2.1 强化“水”龙头

开展设计前，专题编制了鄂北工程生态环境建设总体规划，利用遥感技术、GIS技术、数学模型方法完成评价指标体系的运算与分析，对工程沿线区域（横向5 km范围）进行景观综合评价［9］（见图2），同时依据各类工程建筑物的刚性工程管理范围，结合评价结果和各市区（县）对工程所在地上位规划，统筹山水林田湖草多生态要素，科学合理划定控制范围，形成“一带四类多点”的总体布局，以此作为“水”龙头。

2.2.2 修复“水”生态

工程生态环境建设以保障供水安全为前提，种植“近自然”类本土植物夯实生态本底，构筑工程防护林带、生态缓冲带形成生态廊道。将明渠两侧8 m、渡槽正投影下两侧2 m、倒虹吸等建筑物外轮廓线外30 m管理范围划定为生态缓冲带，外侧50 m范围内作为保护区，禁止建设一切与工程建设无关的项目，农业种植不得使用高毒和高残留农药，筑牢生态本底；渡槽、管桥两侧及底部采用耐阴植被涵养水土，形成自然衔接交叉的生态版块；倒虹吸、水闸类工程构筑物结合景观美学进行植物配置，将功能性与美观性结合；对隧洞、暗涵重点开挖区域进行创面生态恢复，结合周边植物群落进行生态补植等方式修复“水”生态。

2.2.3 激发“水”活力

为满足多元诉求，在节点设计时主要采用的设计方法如下。渠首清泉沟节点位于丹江口库区，鄂北工程及引丹灌区起点，形成三面环水，天然湖景。节点以生态复绿涵养水源，以浮雕壁画展示工程文化，建设现代化管理与田园生活兼顾的综合型管理区，打造三季有花、四季有绿的办公空间，实现工程、生态、文化深度融合。孟楼节点位于老河口市孟楼镇，地处鄂西北、豫西南的交汇处，交通便利，人气汇聚。以“汇”为主题，以孟楼文化为载体，巧妙利用倒虹吸进口段高差，筑土为台，登台眺望，建美丽乡村、赏鄂北调水、品历史文化，实现带动水、产、城共治［9］，充分激发“水”的活力。

2.2.4 打造“水”品牌

七里冲节点将“红色、廉政”等文化底蕴与自然山水、人文历史有机融合，构筑山绿、水蓝、坡彩的山水画卷，同时展现出红色、廉政、传承主题。在鄂北工程最末端的王家冲节点，山岭之间，筑坝成源。采用生态理念修复工程弃渣场与裸露山体，打造建设成集游览、休憩、科普多功能为一体的“水”品牌。

充分运用强化“水”龙头、修复“水”生态、激发“水”活力、打造“水”品牌这4种生态景观思路，可有效改善区域生态环境，发挥鄂北工程的生态、社会效益［10］。

2.3 生态景观效果评估方法

鄂北工程生态景观效果评估方法主要采用德尔菲法（Delphi法），德尔菲法本质上是一种反馈匿名函询法，具有匿名性、反馈性和统计性三大特点，指的是对所要预测的问题征得专家的意见后，进行整理、归纳、统计，再匿名反馈给各专家，再次征求意见，再集中，再反馈，直至得到一致的意见。其过程可简单表示为：匿名征求专家意见→归纳、统计→匿名反馈→归纳、统计……若干轮后停止。

鄂北工程生态景观实施后，共向50位生态、水环境、水工结构、植物学、生物学等领域的专家征求意见，经统计归纳和现场水质、空气、林草覆盖率等因子检测，得到的结论如下：项目区水体水质由Ⅳ类转变为Ⅲ类，水体中TP，TN浓度减少了约20%，空气质量等级由三级转变为二级，林草植被覆盖率从原来7%提升至17%。根据《生产建设项目土壤流失量测算导则》计算，可减少水土流失量1 056 t。通过问卷调查，公众满意度达到95.8%。结果表明，将这4种生态景观思路运用到水利工程设计中可取得较为良好的效果，有效发挥出水利工程的生态景观价值。

3 结 语

为对工程设计效果进行评估，特邀相关方面专家共同评估，分析工程特征及沿线区域基本情况，以景观生态评价、景观美学评价和景观人文评价为准则层，建立综合评价指标体系，为设计效果评估打分。其中，渠首节点、孟楼节点、王家冲节点具有较高的景观综合质量，且交通可达性高、人口密集，具示范效应。例如，渠首节点景观美学评价指数得分较高，工程建筑美观，具有一定文化底蕴，同时也是工程的起点，设计围绕“水”生态、“水”活力，为工程景区参观的起始点进行景观建设，奠定了旅游基础条件；孟楼节点周边地势平坦，通过设计丰富了景观层次，将水利工程建筑物集中展示，同时能很好结合历史文化营造景观环境。

水利工程作為城乡基础设施，开发建设思路需要由工程设计向生态设计转变，综合利用基础设施，使其成为更多生态功能的空间载体。本文以鄂北水资源配置工程为例，将4种生态景观思路落实到工程的实际设计过程中，取得了良好的生态效益。

参考文献：

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［3］ 胡秀媚，牛丞禹，魏冀明，等.景观水文视角下河道工程规划设计研究——以广东万里碧道江门段为例［J］.南方建筑，2022（6）：25-33.

［4］ 崔保山，刘康，宋国香，等.生态水利研究的理论基础与重点领域［J］.环境科学学报，2022，42（1）：10-18.

［5］ 余洋，曾征.生态美学——城市规划中的审美与设计新视角［C］∥中国城市规划学会.新常态：传承与变革——2015中国城市规划年会论文集.北京：中国建筑工业出版社，2015：535-543.

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［7］ 吴海峰.论强化乡村振兴的水利保障［J］.农村经济，2021（1）：62-69.

［8］ 徐霞，张昕川，黄凡.浅谈鄂北水资源配置工程环境监理工作［J］.人民长江，2020，51（增1）：238-241.

［9］ 肖雪，李清清，陈述.基于高质量供需平衡的区域水资源优化调控方案——以京津冀地区为例［J］.人民长江，2022，53（8）：100-105.

［10］ 张溯明，熊坤杨，夏妍，等.鄂北地区水资源配置工程王家冲水库扩建工程水土保持与生态景观设计［J］.水利水电快报，2020，41（11）：78-81.

（编辑：唐湘茜，张 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