河道置石跌水营造——以沁河郊野公园项目为例

李景

1 跌水的概念及作用

跌水是利用水位落差形成的位能动水，具有生动、活跃、富有生命力的特征，是园林水景工程中以景观形式来处理水体高差的设计手法。传统园林的理水是对自然山水特征的概括、提炼和再现。园林水体充分利用水的各种表现形式，创造各种不同的水景，以表达设计构想。水的源头与流向、动与静、开与合，水势的急与缓，岛、渚、滩的分布，在符合自然规律的同时，更注重驳岸、种植、山石等要素的搭配和细节处理，达到“虽由人作，宛自天开”的效果，为人类活动提供更多可能。

跌水有蓄水、造景、改善生态环境、调节小气候条件、丰富水上游览活动的作用。自然河道除了防洪、灌溉、排涝等功能外，生态教育、景观展示也成为越来越重要的功能。沁河郊野公园项目在充分考虑安全性的基础上采用风景园林的手法构筑跌水，协调处理跌水的美观要求和安全稳固要求，让人工设施充分融入自然。

2 项目概况

2.1 项目背景

沁河位于邯郸市复兴区，自西向东、蜿蜒曲折，两岸村庄星罗棋布、林田交错，呈现出淳朴原真的乡野风貌。作为邯郸市区的主要河道，沁河具有防洪、灌溉、排涝等综合功能，但复兴区作为传统工矿老区，经济增长方式较为粗放，造成过度的工业排放和严重的扬尘污染。近年来，沁河河道淤塞、污染较重，村边垃圾遍地，河滩遍布小厂拆除的痕迹，尘土飞扬，河道两岸原有的山水要素被农业、矿产业不断蚕食，生态修复刻不容缓。借由承办河北省第四届园林博览会和第五届市旅发大会的契机，复兴区以邯西生态区为重点，对沁河片区进行生态综合治理，沁河郊野公园项目应运而生。

2.2 设计理念

项目上游西起沁河与九龙山交汇处，下游汇至河北省园博园，北拓至309国道，南延至邯武快速路，横纵全长16km，规划设计范围3800余亩，自东向西连接河北省园博园、康湖生态文明示范区，是贯穿邯西生态区的生态廊道，同时途经12个村庄，是重要的乡村振兴带(见图1)。

图1 总平面

以“绿水青山就是金山银山”理念为指引，以沁河生态环境修复为基础，坚持保护原生风貌，通过梳理水系、贯通绿道、提升景观三大步骤，全力打造“五湖连珠、一带碧水映邯郸，九曲沁河、二十里风景画廊”的郊野公园，凸显古朴野趣的自然郊野风光，打造一段多彩水线、一条滨水绿道、三大观览片区、二十余处绮丽风景、多处休闲场所的绝佳旅游目的地，构建邯郸市西部休闲、文化、养生、度假的“后花园”。

3 郊野公园置石跌水设计

自然风景中的水型可分为泉、池、瀑、潭、溪、涧、湖、江、海等形式，在水陆交界处形成的岸、滩、汀、岛、洲、堤及桥等景观亦成为理水的重要内容。跌水可满足人们观赏游憩的需求，是河流拦蓄、保证水位高度的有效措施，故在自然河道项目中体现水的特点及其与周边环境的融合。沁河河道途经3个水库，分为4个河段，自西向东整体要解决42m高差，在设计河道和跌水时应确定跌水位置和数量，利用工程手段保证跌水堰体的稳定性，通过石料、植物等材料解决视觉和效果需求。

3.1 获取基础条件

收集详尽的基础资料，如流域情况、气象水文、洪水特性、泥砂分析等，了解上下游相关水利工程情况，通过计算分析整体河道断面。此外，还需参考工程地质资料，包括项目所在地的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件和物理地质现象等，对自然河道的工程地质条件进行评价。通过上述基础资料对临时开挖边坡坡比及河道自然边坡坡比提出建议值，确定是否对边坡进行护砌，计算稳定性，对构筑物的基础做法和材料选用提出建议。

通过河道工程设计确定河道纵坡、基本断面、防洪等级，对靠近村庄、护冲能力较差、有岸坡坍塌现象的区域进行堤防修筑及岸坡防护，以保证村庄防洪安全和岸坡的抗冲刷能力，因该部分涉及水利工程计算，在此不作赘述。

沁河郊野公园上游段高差大、险工多，下游段为复式断面，根据河道总体设计，确定河道5年和20年淹没范围。部分河道两岸为黄土状壤土高坎，结合景观建设和保留河道原生态的指导思想，对该段河道主河槽进行疏浚整理，实现河道清洁畅通，河道设计纵坡为1.78‰～6.78‰。河槽岸线结合生态景观打造，宽窄变化、交错布置，形成自然、多变、亲和的河道岸线，创造丰富的空间形态。利用河道基流和修建跌水、挡水坝等建筑物，在河道内部形成一定的景观水面和自然湿地，并置换出更多空间进行生态绿化和滨水设施建设。

3.2 确定跌水位置和数量

以中国传统园林水景设计思想为指导，在自然山水园中，理水要求以不同的水型配合山石、花木和园林建筑来组景，即水体平面和空间形态随自然地形、山石、植被、人工建筑布局布置。

跌水作为上下水面的交叠处，是动态水景的体现。水体通过落差冲击消能，产生空气交换，落水携带空气中的氧气汇入水体，为水生动植物提供小气候，错落的水态更适合游览观赏。跌水位置需考虑河道整体节点，结合河道本身落差特点、功能需求、场地分布明确不同视距的观赏方式和可达方式，同时结合拦蓄要求考虑保持蓄满状态还是自然基流流淌状态，进而确定跌水位置和数量，并在跌水基础上增加桥、汀步等通行设施，以满足人的跨水通行需求。沁河郊野公园共设计38处置石跌水，解决了上下游河道42m高差带来的蓄水问题，同时确保了郊野公园的游赏效果。

3.3 跌水溢流堰的结构做法

目前，近自然河道生态修复设计不含或只含少量钢筋、混凝土构件，在结构安全质量及有效性的评定方面尚无统一标准，而河道生态恢复的过程必然伴随水文特征的发展变化，因此不同工程需要根据自身基础条件和建设目标进行行洪安全论证，不可完全抛弃硬质做法。

河道中的溢流堰和跌水，需要根据河道宽度、流速、河底高程和两岸高程计算堰体高度。项目结合水利需求，将跌水溢流堰分为结构和景观置石两部分。其中结构部分要考虑水系高程、流速、稳定性；景观置石部分应考虑水体溢流美观性和自然性，以达到设计效果。通过不同高度堰体和消力池组合，满足不同宽度、高差的水系现状条件，因势利导、因坡就势打造不同水景，实现跌瀑、双层跌水、叠溪、跌水组合漫滩等各类动态水景的效果。

基于河道高程趋势和水体状态保证跌水的稳定性和安全性，整个堰体包含上游护底、堰体、消力池、护坡4个部分，其中上游护底、堰体和护坡采用浆砌毛石，消力池底采用直径450mm粗砂、砾石、碎石3层反滤，池底间距500mm以“梅花形”布置PVC75透气渗水管。在高程控制上，需要确定护坡顶、上游河底、消力池底板顶、下游河底和堰顶高程以保证高差设计效果；在长度上，需要确定上游护底、堰体、消力池的不同长度；在宽度上，需要明确上游浆砌石护底、浆砌石堰体、混凝土消力池上下游的宽度，不同维度的数据保证了堰体在河槽中的稳定性（见图2）。

图2 施工中的跌水溢流堰

3.4 置石的效果呈现

3.4.1 跌水置石的选材

置石所需要的石料展现其开采的自然状态，堆叠后产生不同风格，对跌水效果起到至关重要的作用：以湖石造景，将“瘦、漏、透、皱”作为欣赏特点，堆山叠石营造出江南水乡的风格；以黄石造景，因其线条粗重浑厚、棱角分明，山石堆叠高低错落，形成群山高立的态势；以天然卵石造景，因其形态圆润，常作为园林铺装和节点点缀，体现小尺度水景的精致和柔美。沁河所在地为河北南部，选用石材以房山山皮石为主，山皮石的特点介于湖石和黄石之间，刚柔并济、曲直兼顾。山皮石长期暴露于山体表面，风化层有自然花纹。侧面自然横向的水纹与水平线交叠呈现，宛如河道原生。

3.4.2 跌水置石的安装

景观置石安装需确定水体溢流位置：①打造“清泉石上流”的效果，溢流高程在置石顶面，整个堰体结构需要下调高程，将置石作为堰体一部分考虑，景石与堰体之间采用1：2水泥砂浆密缝处理，安装完成后空隙以C25混凝土填补，从而保证拦蓄高度按设计意图呈现；②打造“水流穿石”的效果，需结合置石大小设置跌水面和高差，较大的跌水面需要多个跌落点，形成错落有致的跌水效果。参考我国山水画论原理和传统园林叠山技法，进行置石堆叠，将技艺、美学、人文要素充分融入景观氛围之中，体现置石的层次之美。除堰体顶部外，在堰体周边、河槽两岸、堰体下游仍需安装置石，与跌水呼应，模拟自然山林效果（见图3）。

图3 建成后跌水效果

石材因多样性和不确定性，无法与图纸完全一致，故施工图应充分表现设计意图和设计构思，明确石料种类、尺寸及结构做法。施工人员应具有一定的知识、审美和实践经验，在采购、安装阶段与设计人员充分沟通，了解其设计意图后，结合自身对园林知识的理解和经验进行堆叠施工。

3.5 创造更多亲近自然的乐趣

将跌水设计与种植、地形、文化等因素结合在一起，通过设计构思营造各河段的生境意趣，为游人提供独特的亲水体验（见图4）。“槐香柳韵”节点位于原淤塞的河槽中，设计保留现状588棵旱柳和刺槐，打造沁河天然树林氧吧。通过疏浚河道形成林下滩、溪、河、湾的空间形态，营造洲岛相连的水系景观。河道在此多股分流，流速减缓、婉转流淌，适合开展亲水活动。在转弯处设置人行桥、碎拼铺装、石矶、廊亭等休憩场所，置石散布配合跌水，以大块平坦置石结合若干小汀步的方式，为人们创造涉溪、踏水等各种具有古朴野趣、诗情画意的小型亲水场所。林下草坪空间为生态教育、休闲提供了可能性，为久居城市的人们带来不同于城市的自然乡野体验。

图4 亲水体验

4 结语

沁河郊野公园以沁河河道为设计核心，构建蓝绿交织的生态基底，在明确水位、流速、流量基础上，融入风景园林中水景处理的理念和手法，提炼和再现自然风景中的河湖、溪涧、跌瀑等不同景观。通过置石跌水结合地形地貌、活动场地、园林建筑、山石、植物，在保留生态本底的基础上增加生物多样性，提升滨水空间活力。将不同形态的跌水与桥、汀步、驳岸结合为人们创造更加丰富的游览体验，以实现水利设施与园林景观的有机结合。郊野公园建成后，滨水生态环境得到极大改善，为人们创造亲近自然的场所，推动农旅融合，成为复兴区优良生态的展示窗口，助力复兴区实现从“老工矿区”向“生态靓区”的华丽蝶变，真正成为邯郸西部文化休闲、养生度假的“后花园”。