盆地城市大高差地形条件下城市景观水系构建探索

张 磊，曾 丽

(1.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014；2.湖南时星环保科技有限公司，湖南 长沙 410000)

1 盆地城市大高差地形条件下城市景观水系构建过程中存在的难点

盆地城市，中心城区大部分区域地势较为平坦，局部的大高差地形，给城市景观水系的构建带来诸多困难。

(1)景观视线。城市景观水系与周边地块之间存在较大的高差，水系与周边地块之间的景观视线，其景观效果受高差影响较大，水系呈现的完整性和视觉上的可亲近性较差。

(2)水域面积、水域周边绿地面积与亲水活动空间之间的矛盾。大高差地形，需要通过放坡处理消纳。如果放坡坡度较大，则形成的水系面积较大，但周边绿地较陡且面积较小，不适宜布置亲水活动空间。如果放坡坡度较小，则形成的水系面积较小，不符合构建景观水系的设计初衷。

(3)水系防洪要求与景观效果之间的矛盾。部分城市景观水系兼有防洪调蓄功能，汛期其水位需要下降至汛限水位以下以保证汛期安全，而水位的下降，将严重影响水系的景观效果和亲水性。

盆地城市大高差地形条件下，城市景观水系构建过程中，需要综合考虑景观效果、防洪调蓄功能、工程造价、运营维护等多专业领域的多项因素，构建方案需要实现各项因素之间的平衡。

2 城市景观水系的重要性及构建过程中面临的问题

城市景观水系往往是城市格局组成要素中重要的组成部分，对景观水系所在片区城市高品质环境的营造有着重要影响。而部分盆地城市在城市景观水系构建过程中面临着大高差的现状情况，需要通过运用城市规划、景观设计、水利规划等多学科知识，统筹协调各项因素，寻求各项影响因素相对平衡的解决方案。

2.1 水系构建的重要性

梅溪湖国际新城定位为长沙市的城市副中心、湘江新区的主中心，其中梅溪湖国际新城一期以大型城市公园和城市公共设施带动片区发展的模式，经过几年的规划设计、建设、运营，实现了预期的效果。梅溪湖国际新城区位如图1所示。

图1 梅溪湖国际新城区位(图片来源：网络)

梅溪湖国际新城二期，作为梅溪湖国际新城一期的延续，其在景观格局上，通过超级中轴线与一期相联系，而超级中轴线的两端分别是梅溪湖和本文所论述的中央公园，其景观格局如图2所示。

图2 梅溪湖国际新城景观格局(图片来源：作者自绘)

梅溪湖国际新城二期中央公园，以水系为中心，以期以中央公园的打造，带动梅溪湖国际新城二期城市发展。中央公园水系的构建，对于梅溪湖国际新城二期发展具有重要意义。梅溪湖国际新城二期中央公园平面图如图3所示。

图3 梅溪湖国际新城二期中央公园平面图(图片来源：网络)

2.2 水系构建的问题

中央公园整体地势较低，其西侧和东南侧地势较高，分别为规划中的智慧公园和象鼻窝森林公园，如图4所示。

图4 地形高程(图片来源：作者自绘)

中央公园现状为河道改道形成的洼地区域，现状地面高程在33.80～38.40m之间；中央公园周边市政道路高程在42.44～48.02m之间，如图5所示。

图5 现状高程(单位：m)(图片来源：作者自绘)

中央公园现状地形与周边市政道路存在4～10m高差，中央公园水系构建过程中需同时协调解决水系水位与周边市政道路高差、水系面积和水周绿地面积大小关系、水系形态等问题。

3 城市景观水系构建解决方案

盆地城市大高差地形条件下，城市景观水系构建，需从水系防洪要求、正常蓄水位等角度入手，以保证水系及水系周边城市片区防洪安全要求为前提，再综合考虑周边开发地块高程，结合水系形态布局、水系周边绿地空间大小，进行多方案比选，并考虑各项因素影响权重，最终确定最优方案。

3.1 水系水位影响因素

3.1.1 龙王港正常蓄水位

龙王港河的正常蓄水位受下游听雨路水闸的控制，听雨路水闸正常蓄水位为37.30m，由于回水影响，龙王港雷锋湖断面水位约为37.50m。因此，中央公园水系(即“雷锋湖”)的正常蓄水位不宜低于37.50m。

3.1.2 龙王港洪水位

龙王港流域从西三环到黄桥大道位于梅溪湖国际新城二区范围内，防洪标准为100a一遇；黄桥大道以上主要为村庄和农田，防洪标准为30a一遇。龙王港樟树桥断面30a一遇洪水位为39.10m，100a一遇洪水位为39.64m。因此，为保证龙王港上游农田、村庄防洪安全，龙王港雷锋湖段水位不宜高于39.10m。如图6所示。

图6 龙王港西三环至黄桥大道主要断面洪水位(图片来源：作者自绘)

3.1.3 周边地块高程

中央公园周边均为开发建设用地，周边地块开发高程42.44m以上。中央公园北侧雪松路规划路面高程为47.43～46.48m，南侧梧桐路规划路面高程为43.46～46.71m，梅溪湖西延线路面高程为42.85～44.10m，西侧樱花路路面高程为44.10～47.43m，东侧雷高路路面高程为42.44～46.48m。因此，中央公园周边路面高程在42.44m以上，考虑一定的安全超高，正常水位不宜高于41.0m。如图7所示。

图7 道路竖向规划(单位：m)(图片来源：《梅溪湖国际新城(二期)东南片区控制性详细规划》)

3.2 水系形态构建比选

综合考虑河湖水体规模、水质、河湖连通方式、周边市政道路高程，初步拟定“河湖一体”“河湖分离”和“河湖相连”3种形态方案，进行综合比选。

3.2.1 河湖一体方案

“河湖一体”方案水体形态如图8所示。中央公园与龙王港连为一体，形成一大一小两个湖体，湖体之间互相连通，大湖面面积41hm2，作为主要景观水体，中央公园水系通过水闸控制湖体水位，湖体东南角通过出水闸与雷锋新河相连。上游小湖体充分利用石坝河和马头坝河原河道形成，作为人工湿地进行打造，对龙王港上游来水进行净化。

图8 “河湖一体”方案水体形态(图片来源：作者自绘)

湖体南侧为原龙王港河道边界，蜿蜒曲折，并与南侧商业用地紧邻；湖体西侧水岸线较为平缓，与市政道路之间有较宽的绿地空间。

“河湖一体”方案水岸线距离周边市政道路较远，水岸线富于变化，景观空间较为多样。

(1)正常水位。在保证防洪安全前提下，考虑到中央公园水系(即“雷锋湖”)与龙王港的连通性、景观性，本方案推荐中央公园水系正常水位38.5m。

(2)平均水深。根据地形图高程数据，现状湖泊区域范围地面高程为35.1m，靠近梧桐路的湖区南片天然地形高程为37.9～39.4m。与湖南地区一般湖泊实际对比，2～3m水深较为合适，结合现状湖泊区域范围地面高程，本次设计河湖一体化方案中央公园水系湖底高程按35.5m确定，相应湖泊平均水深约为3.0m。

(3)运行方式。龙王港受下游听雨路水闸控制，正常水位为37.30m，汛限水位36.50m。河湖完全连通后，在雷锋新河汇入口上游新设闸门，一般情况下，关闭闸门维持中央公园水系正常蓄水位38.50m，洪水期将此闸门全部敞开泄洪，与龙王港汛限水位保持一致为36.50m，保证河道行洪安全。如图9—10所示。

图9 “河湖一体”方案水位规划(图片来源：作者自绘)

图10 “河湖一体”方案剖面图(图片来源：作者自绘)

3.2.2 河湖分离方案

“河湖分离”方案水体形态如图11所示，中央公园水系与龙王港相互分离，通过水泵和水闸相互联系，形成一个大湖面，湖面面积45hm2。

图11 “河湖分离”方案水体形态(图片来源：作者自绘)

在龙王港上游(场地东南角)，对河网水系进行梳理，打造人工湿地，对龙王港上游来水进行净化。

湖体东侧、南侧水岸线与雷锋新河、龙王港河道基本保持平行走向，形成河湖夹堤。北侧与西侧水岸线较为平缓，距离市政道路较近。

“河湖分离”方案最大限度地利用场地空间，形成较大面积的水面。

(1)正常水位。河湖分离方案无需考虑湖泊区域水位选择对上游龙王港防洪的影响，经综合考虑工程综合开发利用要求、内部地形条件、区域内总水资源量以及城市片区开发要求，为更好的与周边市政道路高程衔接，提升中央公园水系亲水性、景观性，本次河湖分离方案推荐中央公园水系正常水位41.0m。

(2)允许最高水位。根据河湖分离方案确定的中央公园水系区域，湖泊集水面积约为0.6km2，水面面积约0.45km2，中央公园水系100a一遇的洪水总量为15.13万m3。

由于中央公园水系区间集水面积较小，而湖盆面积较大，区域暴雨又以单峰为主，给中央公园水系错峰下泄提供了机会。按照中央公园水系承受一次100a一遇洪水总量计算，拟定湖泊允许最高水位为41.5m，此时湖泊正常蓄水位41.0m至最高水位41.5m的库容约为22.5万m3，大于中央公园水系百年一遇的洪水总量，并留有一定余地。因此，中央公园水系允许最高水位考虑取41.5m，利用自身的滞洪库容可以满足一次洪水的总量，洪水下泄采取错峰下泄的方式进行，保障龙王港的安全。

(3)平均水深。同前，湖泊水深为3.0m。

(4)运行方式。龙王港听雨路水坝正常水位为37.3m，考虑回水影响，雷锋闸附近正常水位约为37.5m。河湖分离方案设计拟定的中央公园水系正常水位为41.0m，龙王港的水无法自流进入中央公园水系，初次蓄水时通过在原雷锋闸上游新建一座提水泵站，从龙王港提水至中央公园水系。保留及改建原已建出水闸，闸门门顶高程为42.0m。为保证中央公园水系水质，后期补水换水时可以先开启出水闸，降低中央公园水系水位，然后利用提水泵站从龙王港提水补充进入中央公园水系，实现水体置换。如图12—13所示。

图12 “河湖分离”方案水位规划(图片来源：作者自绘)

图13 “河湖分离”方案剖面图(图片来源：作者自绘)

3.2.3 河湖相连方案

“河湖相连”方案水体形态如图14所示，中央公园水系与龙王港相互分离但是互相连通，通过自流输水管和水闸相互联系，形成一个湖面，湖面面积26hm2。

图14 “河湖相连”方案水体形态(图片来源：作者自绘)

在龙王港上游(场地东南角)，对河网水系进行梳理，打造人工湿地，对龙王港上游来水进行净化。

“河湖相连”方案充分利用前期开挖形成的雷锋湖湖体形态，并在保证水面面积的前提下，在周边留足绿地空间。中央公园水系与龙王港时远时近，空间富于变化。场地西侧中部区域留有大面积绿地空间，湖体北侧、南侧距离市政道路较近。

(1)正常水位。龙王港樟树桥处30a一遇设计洪水位为39.10m，在保证防洪安全前提下，考虑到中央公园水系与龙王港的连通性、景观性以及亲水性，为使龙王港的水利用雷锋闸雍高后能自流进入中央公园水系，中央公园水系正常水位38.5m、雷锋闸正常水位38.8m。

(2)平均水深。同前，湖泊平均水深为3.0m。

(3)允许最高水位：中央公园集水面积约为0.6km2，水面面积约0.26km2，湖泊100a一遇的洪水总量为15.13万m3。按照湖泊承受一次100a一遇洪水总量计算，拟定湖泊允许最高水位为39.1m，此时湖泊正常蓄水位38.5m至最高水位39.1m的库容约为15.6万m3，大于中央公园水系百年一遇的洪水总量。中央公园水系允许最高水位考虑取39.1m，当来洪水时，关闭输水管道和中央公园水系出水闸，利用自身的滞洪库容可以存蓄一次洪水的总量，洪水下泄采取错峰下泄的方式进行，保障龙王港的安全。

(4)运行方式：中央公园水系正常蓄水位为38.5m、雷峰闸正常蓄水位为38.8m，初次蓄水及后续补水时，关闭出水闸和雷锋闸，抬高龙王港水位，通过在原雷锋闸上游新建输水管道，使龙王港的水自流进入中央公园水系。如图15—16所示。

图15 “河湖相连”方案水位规划(图片来源：作者自绘)

3.2.4 方案对比分析

从水质、水量、防洪、调度运行、补水方式、土建工程挖填方量等方面对各方案优缺点进行比较分析，各方案初拟特征参数及对比分析见表1。

表1 水系构建方案对比分析

通过3个方案对比分析，方案三具有以下优势：河湖相连的湖区湖面形态与现状地形较为契合，土方工程量小，挖填方工程费用相对较少；采用输水管道自流引水方式，运维管理方便；保留了原有雷锋闸和出水闸，龙王港和中央公园水系通过输水管道和水闸相连，保证了水体流动性，能更有效的保障水质；湖区水面面积适当，湖周留存绿地空间面积较大，有利于后续蓝绿景观营造。因此，推荐采用方案三——河湖相连的水系构建方案。

图16 “河湖相连”方案剖面图(图片来源:作者自绘)

4 结论与建议

梅溪湖国际新城二期中央水系构建方案，可给予其它具有类似地形条件的城市，在构建景观水系时一些参考借鉴。盆地城市大高差地形条件下城市景观水系的构建，需以防洪安全为前提，在保障安全的前提下，进行水系形态布局、并同时考虑水系连通和日常运行调度的方式。水系形态布局是从城市规划、景观设计角度考虑，涉及水系面积大小、水系周边滨水活动空间大小、景观视线构建等因素。水系连通和日常运行调度方式，是从水利规划的角度考虑，涉及工程可实施性和工程造价。上述两方面因素需通过多方案比选，进行权衡比较，并充分考虑政府、项目业主、市民等主体提出的合理化建议，确定最优方案。