水工建筑物與地域文化結(jié)合的思考
——以蒙城樞紐工程為例

劉 春 劉 洋 張圣楠

（安徽省水利水電勘測設(shè)計研究總院有限公司 合肥 230088）

1 概述

水利工程中常采用單個或多個不同作用、不同類型的建筑物來調(diào)控水流，以實現(xiàn)水利工程的各項設(shè)計功能，這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物。水利工程往往坐落于名川大江之上，風(fēng)景秀美，文化底蘊深厚。我國地大物博，各區(qū)域內(nèi)自然氣候、地域環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展水平等的差異，使得人們在認識和改造自然的過程中，自發(fā)形成了各具特色的文化，稱之為地域文化。

2 建筑的地域文化特征

2.1 地域文化解析

地域文化指中華大地特定區(qū)域源遠流長、獨具特色、傳承至今仍發(fā)揮作用的文化傳統(tǒng)。地域文化的形成是一個長期、不斷發(fā)展、變化的過程，但在一定階段又具有相對的穩(wěn)定性。地域文化按照構(gòu)成因子劃分，可分為自然要素和人文要素，而人文要素又包含了物質(zhì)形態(tài)和非物質(zhì)形態(tài)。城市格局、建筑風(fēng)貌等地域文化特征，屬于人文要素中的物質(zhì)形態(tài)類。

2.2 建筑地域文化的成因

古語云：“百里不同風(fēng)，千里不同俗”，這是對于地域風(fēng)俗習(xí)慣差異的描述。我國幅員遼闊，建筑史上不同時期、不同區(qū)域的建筑都具有鮮明的風(fēng)格特征，深究都是有其各種必然的成因。我國古代建筑受限于建材和建造手段的單一，主要建筑多為木構(gòu)形式，這些建筑形式的形成，都與地理環(huán)境、氣候、水文、政治、社會、經(jīng)濟、風(fēng)土人情以及人們的生活習(xí)慣等息息相關(guān)。

2.3 地域劃分下的中國傳統(tǒng)建筑

依照地域劃分，我國的傳統(tǒng)建筑大體可分為八類：北方風(fēng)格，代表建筑有北京四合院；西北風(fēng)格，代表建筑有黃土高原窯洞；江南風(fēng)格，代表建筑有徽派民居；嶺南風(fēng)格，代表建筑有鍋耳屋；西南風(fēng)格，代表建筑有苗族吊腳樓；藏族風(fēng)格，代表建筑有布達拉宮；蒙古族風(fēng)格，代表建筑有蒙古包；維吾爾族風(fēng)格，代表建筑有維吾爾民居。

3 探究水工建筑物的地域文化特征

3.1 蒙城樞紐工程項目概況

渦河蒙城樞紐工程位于蒙城縣城北關(guān)渦河上，老樞紐由于通航能力受限，并且隨著城市的發(fā)展，舊樞紐處于城區(qū)中間位置，不利于城市發(fā)展，因此在下游10.3km 處修建新樞紐工程，是渦河上一座集防洪、排澇、蓄水灌溉、交通航運于一體的樞紐工程，控制流域面積15475km2，設(shè)計蓄水灌溉面積30 萬畝。樞紐內(nèi)主要建筑物有節(jié)制閘、分洪閘、船閘以及管理辦公用房。

3.2 水利工程建筑物造型的制約因素分析

（1）功能尺寸制約：水工建筑物一般建于具有特定功能的水工建筑物之上，下部水工結(jié)構(gòu)為滿足防洪、排澇等功能，其空箱墻、墩墻等構(gòu)件形式、尺寸經(jīng)計算確定后一般不可變動，上部建筑物的設(shè)計只能在水工結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)進行，因此建筑平面及造型可創(chuàng)新的自由度較低。蒙城樞紐工程中主要水工建筑物為節(jié)制閘和船閘，其中，節(jié)制閘兩側(cè)橋頭堡空箱墻尺寸為22.98m×14.7m，閘室共16 孔，約190m，受限于啟閉機臺的兩連跨簡支結(jié)構(gòu)形式，上部建筑物立面分縫較多；船閘下部空箱墻尺寸為27m×9.3m，其中上閘首由于有管理人員用鋼棧橋，橋底設(shè)計標(biāo)高需滿足通航高度。

（2）體量關(guān)系制約：以蒙城樞紐工程中體量最大的建筑物節(jié)制閘為例，節(jié)制閘的原始體量關(guān)系特征為上實下虛，呈現(xiàn)頭重腳輕的狀態(tài)，這種構(gòu)成剛好與普通建筑構(gòu)成相反，如果采用傳統(tǒng)造型手法，建筑尺度感不佳。

（3）投資造價制約：水利工程作為利國利民的民生工程，項目包含立項、可研、初設(shè)、招標(biāo)及施工圖等多個環(huán)節(jié)，往往設(shè)計周期歷時較長，且各階段都有嚴格的行政審批把控，后一階段原則上不得超過前一階段確定的投資造價，因此，根據(jù)現(xiàn)今我國建筑產(chǎn)業(yè)行情，較高的人工工資和建造成本與早期確定水工建筑物綜合單價之間矛盾越來越大。

3.3 蒙城地域文化與水利文化初探

蒙城縣位于安徽省西北部，始建于殷商，是省級歷史文化名城，區(qū)域內(nèi)不同歷史時期遺址古跡眾多，人文歷史資源豐富，更是先哲莊子故里，曾獲得“中國楹聯(lián)之鄉(xiāng)”“省級歷史文化名城”“全國林業(yè)百佳縣”等稱號。蒙城樞紐項目在設(shè)計之初，設(shè)計團隊對蒙城地域文化進行了實地調(diào)研和研判，分析了《蒙城縣旅游發(fā)展總體規(guī)劃》的相關(guān)內(nèi)容，莊子道家文化是蒙城縣旅游核心文化品牌，具有國際影響力，本項目中水工建筑物設(shè)計圍繞莊子道家文化展開。

節(jié)制閘在整個樞紐建筑群中體量最大、位置最顯眼。圍繞節(jié)制閘建筑風(fēng)格展開，其他建筑與節(jié)制閘風(fēng)格相匹配，形成統(tǒng)一的套系。為了將該項目打造為精品工程，節(jié)制閘建筑設(shè)計前期，應(yīng)蒙城水利局、閘管處要求，PMC、設(shè)計、監(jiān)理等各項目參與方對國內(nèi)一些優(yōu)秀水利樞紐工程進行了參觀學(xué)習(xí)，考察案例有沭陽閘、瓜州泵站、萬福閘、花園湖閘、曹娥江大閘，對考察案例的歸納分析如下：

（1）沭陽閘位于江蘇省花鄉(xiāng)沭陽縣沭城鎮(zhèn)西南淮沭河上，1959年10月竣工。采用了傳統(tǒng)中式建筑的楚漢風(fēng)，起源于古代干欄式建筑，簡化的曲度不大的折線屋面，出挑的大屋檐，木色的仿木裝飾構(gòu)件，紅黑兩色呈現(xiàn)出強烈色彩對比。

（2）瓜州泵站是目前江蘇省城市圈內(nèi)容量和規(guī)模最大的城市排澇泵站。采用了傳統(tǒng)官式建筑風(fēng)格，中軸對稱式建筑布局，重檐與廡殿頂?shù)脑煨停f嚴肅穆，建筑遠觀氣勢恢宏，近看有細節(jié)。

（3）萬福閘位于揚州市區(qū)東郊，風(fēng)凰、新河、壁虎三條河道匯流處的廖家溝上，采用了新中式建筑風(fēng)格，是中式建筑元素和現(xiàn)代建筑手法的結(jié)合運用，建筑形式在沿襲中國傳統(tǒng)建筑精粹的同時，更加注重對現(xiàn)代生活價值的精雕細琢。

（4）花園湖閘采用了新徽派建筑風(fēng)格，灰瓦白墻和馬頭墻等典型構(gòu)件的運用，令建筑風(fēng)格典雅清新。

（5）曹娥江大閘項目位于曹娥江河口，閘址距紹興市區(qū)約30km，是我國強涌潮河口地區(qū)第一大閘，浙東水資源配置重要樞紐工程。建筑風(fēng)格偏現(xiàn)代，造型標(biāo)新立異，可識別性強。

3.4 建筑方案設(shè)計階段的多方案比選

渦河蒙城樞紐工程由于地理位置十分重要，樞紐內(nèi)建筑物造型設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)蒙城地域文化特色，力求安全、秩序、美觀、節(jié)能，并與周邊環(huán)境和諧統(tǒng)一。傳統(tǒng)蒙城建筑屬于皖北風(fēng)格，蒙城縣政府相關(guān)主管部門對此項目也十分重視，多次召開項目專題方案討論會，要求建筑立面造型設(shè)計在彰顯蒙城地域特色的同時，也要體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑的簡約大方。節(jié)制閘造型設(shè)計先后經(jīng)歷多輪7 個套系的方案比選，會務(wù)組著重對“鯤鵬擊水”“蒙城古風(fēng)”“蝶夢莊生”“波光掠影”“閘之記憶”等方案展開重點研究，方案經(jīng)過多輪修改，最終選定“蝶夢莊生”造型的建筑方案，并通過規(guī)委會審批。

莊周夢蝶，典出《莊子·齊物論》，它是戰(zhàn)國時期道家學(xué)派主要代表人物莊子所提出的一個哲學(xué)命題。方案以整個天空水道為畫紙，將抽象處理后的蝴蝶符號剪影用陰刻手法投影于畫紙之上。建筑虛刻的剪影如城市名片般，可以簡潔明了地傳遞莊子夢蝶典故，同時，蝴蝶飄逸的圖案可以較好地緩解節(jié)制閘歷來上實下虛的問題。平面布局方面，該節(jié)制閘除了滿足水利設(shè)施的基本功能需求外，創(chuàng)新地在橋頭堡區(qū)域增設(shè)了觀光平臺，適合未來水利知識科普游覽需求，同時，設(shè)計利用人員行進過程中連續(xù)空間變化感受，加深行人對節(jié)制閘的印象。樞紐內(nèi)船閘、管理房等建筑單體設(shè)計風(fēng)格與節(jié)制閘相呼應(yīng)，建筑群充分展現(xiàn)蒙城地域文化內(nèi)涵，旨在打造地方文化名片。

3.5 深化設(shè)計階段的技術(shù)支撐

節(jié)制閘“蝶夢莊生”造型初步方案確定后，項目進入深化設(shè)計階段，該階段主要解決一些技術(shù)難點和構(gòu)造優(yōu)化的工作，確保選定方案能以較高還原度建設(shè)實施。節(jié)制閘方案落實需要解決的有以下幾處技術(shù)難點：（1）由于下部水工結(jié)構(gòu)正在施工，上部造型屋蓋部分荷載需要做輕量化處理。（2）兩側(cè)橋頭堡外懸挑造型結(jié)構(gòu)選型需要做優(yōu)化設(shè)計。（3）橋頭堡觀景露臺采用巨型支撐，結(jié)構(gòu)設(shè)計難度較大。（4）受下部水工分縫位置制約，上部建筑立面變形縫及雨水管較多，造型設(shè)計時需要考慮變形縫對造型的影響因素。（5）全新設(shè)計的排架柱造型對閘門運行、更換及檢修的影響模擬工作。

深化設(shè)計階段，設(shè)計團隊采用了SKETCHUP、BIM（BENTLEY）、PKPM 等軟件輔助設(shè)計（見圖1），對以上技術(shù)難點進行多方案推敲和建模分析比選，最終將以上技術(shù)難點逐一妥善解決。

圖 1 BIM 輔助設(shè)計圖

4 結(jié)語

蒙城樞紐工程水工建筑物的設(shè)計和最終實施，是地方主管部門、總承包建設(shè)單位、設(shè)計院等多方共同努力的成果，體現(xiàn)了各方對蒙城地域文化的尊重，建筑創(chuàng)新地采用現(xiàn)代建筑元素去呈現(xiàn)水利文化與蒙城地域文化，是水工建筑物與地域文化相結(jié)合的一次重要實踐■