盆地城市大高差地形條件下城市景觀水系構(gòu)建探索

張 磊，曾 麗

(1.中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410014；2.湖南時(shí)星環(huán)?？萍加邢薰?，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 盆地城市大高差地形條件下城市景觀水系構(gòu)建過(guò)程中存在的難點(diǎn)

盆地城市，中心城區(qū)大部分區(qū)域地勢(shì)較為平坦，局部的大高差地形，給城市景觀水系的構(gòu)建帶來(lái)諸多困難。

(1)景觀視線。城市景觀水系與周邊地塊之間存在較大的高差，水系與周邊地塊之間的景觀視線，其景觀效果受高差影響較大，水系呈現(xiàn)的完整性和視覺(jué)上的可親近性較差。

(2)水域面積、水域周邊綠地面積與親水活動(dòng)空間之間的矛盾。大高差地形，需要通過(guò)放坡處理消納。如果放坡坡度較大，則形成的水系面積較大，但周邊綠地較陡且面積較小，不適宜布置親水活動(dòng)空間。如果放坡坡度較小，則形成的水系面積較小，不符合構(gòu)建景觀水系的設(shè)計(jì)初衷。

(3)水系防洪要求與景觀效果之間的矛盾。部分城市景觀水系兼有防洪調(diào)蓄功能，汛期其水位需要下降至汛限水位以下以保證汛期安全，而水位的下降，將嚴(yán)重影響水系的景觀效果和親水性。

盆地城市大高差地形條件下，城市景觀水系構(gòu)建過(guò)程中，需要綜合考慮景觀效果、防洪調(diào)蓄功能、工程造價(jià)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等多專業(yè)領(lǐng)域的多項(xiàng)因素，構(gòu)建方案需要實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)因素之間的平衡。

2 城市景觀水系的重要性及構(gòu)建過(guò)程中面臨的問(wèn)題

城市景觀水系往往是城市格局組成要素中重要的組成部分，對(duì)景觀水系所在片區(qū)城市高品質(zhì)環(huán)境的營(yíng)造有著重要影響。而部分盆地城市在城市景觀水系構(gòu)建過(guò)程中面臨著大高差的現(xiàn)狀情況，需要通過(guò)運(yùn)用城市規(guī)劃、景觀設(shè)計(jì)、水利規(guī)劃等多學(xué)科知識(shí)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各項(xiàng)因素，尋求各項(xiàng)影響因素相對(duì)平衡的解決方案。

2.1 水系構(gòu)建的重要性

梅溪湖國(guó)際新城定位為長(zhǎng)沙市的城市副中心、湘江新區(qū)的主中心，其中梅溪湖國(guó)際新城一期以大型城市公園和城市公共設(shè)施帶動(dòng)片區(qū)發(fā)展的模式，經(jīng)過(guò)幾年的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。梅溪湖國(guó)際新城區(qū)位如圖1所示。

圖1 梅溪湖國(guó)際新城區(qū)位(圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò))

梅溪湖國(guó)際新城二期，作為梅溪湖國(guó)際新城一期的延續(xù)，其在景觀格局上，通過(guò)超級(jí)中軸線與一期相聯(lián)系，而超級(jí)中軸線的兩端分別是梅溪湖和本文所論述的中央公園，其景觀格局如圖2所示。

圖2 梅溪湖國(guó)際新城景觀格局(圖片來(lái)源：作者自繪)

梅溪湖國(guó)際新城二期中央公園，以水系為中心，以期以中央公園的打造，帶動(dòng)梅溪湖國(guó)際新城二期城市發(fā)展。中央公園水系的構(gòu)建，對(duì)于梅溪湖國(guó)際新城二期發(fā)展具有重要意義。梅溪湖國(guó)際新城二期中央公園平面圖如圖3所示。

圖3 梅溪湖國(guó)際新城二期中央公園平面圖(圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò))

2.2 水系構(gòu)建的問(wèn)題

中央公園整體地勢(shì)較低，其西側(cè)和東南側(cè)地勢(shì)較高，分別為規(guī)劃中的智慧公園和象鼻窩森林公園，如圖4所示。

圖4 地形高程(圖片來(lái)源：作者自繪)

中央公園現(xiàn)狀為河道改道形成的洼地區(qū)域，現(xiàn)狀地面高程在33.80～38.40m之間；中央公園周邊市政道路高程在42.44～48.02m之間，如圖5所示。

圖5 現(xiàn)狀高程(單位：m)(圖片來(lái)源：作者自繪)

中央公園現(xiàn)狀地形與周邊市政道路存在4～10m高差，中央公園水系構(gòu)建過(guò)程中需同時(shí)協(xié)調(diào)解決水系水位與周邊市政道路高差、水系面積和水周綠地面積大小關(guān)系、水系形態(tài)等問(wèn)題。

3 城市景觀水系構(gòu)建解決方案

盆地城市大高差地形條件下，城市景觀水系構(gòu)建，需從水系防洪要求、正常蓄水位等角度入手，以保證水系及水系周邊城市片區(qū)防洪安全要求為前提，再綜合考慮周邊開(kāi)發(fā)地塊高程，結(jié)合水系形態(tài)布局、水系周邊綠地空間大小，進(jìn)行多方案比選，并考慮各項(xiàng)因素影響權(quán)重，最終確定最優(yōu)方案。

3.1 水系水位影響因素

3.1.1 龍王港正常蓄水位

龍王港河的正常蓄水位受下游聽(tīng)雨路水閘的控制，聽(tīng)雨路水閘正常蓄水位為37.30m，由于回水影響，龍王港雷鋒湖斷面水位約為37.50m。因此，中央公園水系(即“雷鋒湖”)的正常蓄水位不宜低于37.50m。

3.1.2 龍王港洪水位

龍王港流域從西三環(huán)到黃橋大道位于梅溪湖國(guó)際新城二區(qū)范圍內(nèi)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇；黃橋大道以上主要為村莊和農(nóng)田，防洪標(biāo)準(zhǔn)為30a一遇。龍王港樟樹(shù)橋斷面30a一遇洪水位為39.10m，100a一遇洪水位為39.64m。因此，為保證龍王港上游農(nóng)田、村莊防洪安全，龍王港雷鋒湖段水位不宜高于39.10m。如圖6所示。

圖6 龍王港西三環(huán)至黃橋大道主要斷面洪水位(圖片來(lái)源：作者自繪)

3.1.3 周邊地塊高程

中央公園周邊均為開(kāi)發(fā)建設(shè)用地，周邊地塊開(kāi)發(fā)高程42.44m以上。中央公園北側(cè)雪松路規(guī)劃路面高程為47.43～46.48m，南側(cè)梧桐路規(guī)劃路面高程為43.46～46.71m，梅溪湖西延線路面高程為42.85～44.10m，西側(cè)櫻花路路面高程為44.10～47.43m，東側(cè)雷高路路面高程為42.44～46.48m。因此，中央公園周邊路面高程在42.44m以上，考慮一定的安全超高，正常水位不宜高于41.0m。如圖7所示。

圖7 道路豎向規(guī)劃(單位：m)(圖片來(lái)源：《梅溪湖國(guó)際新城(二期)東南片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》)

3.2 水系形態(tài)構(gòu)建比選

綜合考慮河湖水體規(guī)模、水質(zhì)、河湖連通方式、周邊市政道路高程，初步擬定“河湖一體”“河湖分離”和“河湖相連”3種形態(tài)方案，進(jìn)行綜合比選。

3.2.1 河湖一體方案

“河湖一體”方案水體形態(tài)如圖8所示。中央公園與龍王港連為一體，形成一大一小兩個(gè)湖體，湖體之間互相連通，大湖面面積41hm2，作為主要景觀水體，中央公園水系通過(guò)水閘控制湖體水位，湖體東南角通過(guò)出水閘與雷鋒新河相連。上游小湖體充分利用石壩河和馬頭壩河原河道形成，作為人工濕地進(jìn)行打造，對(duì)龍王港上游來(lái)水進(jìn)行凈化。

圖8 “河湖一體”方案水體形態(tài)(圖片來(lái)源：作者自繪)

湖體南側(cè)為原龍王港河道邊界，蜿蜒曲折，并與南側(cè)商業(yè)用地緊鄰；湖體西側(cè)水岸線較為平緩，與市政道路之間有較寬的綠地空間。

“河湖一體”方案水岸線距離周邊市政道路較遠(yuǎn)，水岸線富于變化，景觀空間較為多樣。

(1)正常水位。在保證防洪安全前提下，考慮到中央公園水系(即“雷鋒湖”)與龍王港的連通性、景觀性，本方案推薦中央公園水系正常水位38.5m。

(2)平均水深。根據(jù)地形圖高程數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀湖泊區(qū)域范圍地面高程為35.1m，靠近梧桐路的湖區(qū)南片天然地形高程為37.9～39.4m。與湖南地區(qū)一般湖泊實(shí)際對(duì)比，2～3m水深較為合適，結(jié)合現(xiàn)狀湖泊區(qū)域范圍地面高程，本次設(shè)計(jì)河湖一體化方案中央公園水系湖底高程按35.5m確定，相應(yīng)湖泊平均水深約為3.0m。

(3)運(yùn)行方式。龍王港受下游聽(tīng)雨路水閘控制，正常水位為37.30m，汛限水位36.50m。河湖完全連通后，在雷鋒新河匯入口上游新設(shè)閘門(mén)，一般情況下，關(guān)閉閘門(mén)維持中央公園水系正常蓄水位38.50m，洪水期將此閘門(mén)全部敞開(kāi)泄洪，與龍王港汛限水位保持一致為36.50m，保證河道行洪安全。如圖9—10所示。

圖9 “河湖一體”方案水位規(guī)劃(圖片來(lái)源：作者自繪)

圖10 “河湖一體”方案剖面圖(圖片來(lái)源：作者自繪)

3.2.2 河湖分離方案

“河湖分離”方案水體形態(tài)如圖11所示，中央公園水系與龍王港相互分離，通過(guò)水泵和水閘相互聯(lián)系，形成一個(gè)大湖面，湖面面積45hm2。

圖11 “河湖分離”方案水體形態(tài)(圖片來(lái)源：作者自繪)

在龍王港上游(場(chǎng)地東南角)，對(duì)河網(wǎng)水系進(jìn)行梳理，打造人工濕地，對(duì)龍王港上游來(lái)水進(jìn)行凈化。

湖體東側(cè)、南側(cè)水岸線與雷鋒新河、龍王港河道基本保持平行走向，形成河湖夾堤。北側(cè)與西側(cè)水岸線較為平緩，距離市政道路較近。

“河湖分離”方案最大限度地利用場(chǎng)地空間，形成較大面積的水面。

(1)正常水位。河湖分離方案無(wú)需考慮湖泊區(qū)域水位選擇對(duì)上游龍王港防洪的影響，經(jīng)綜合考慮工程綜合開(kāi)發(fā)利用要求、內(nèi)部地形條件、區(qū)域內(nèi)總水資源量以及城市片區(qū)開(kāi)發(fā)要求，為更好的與周邊市政道路高程銜接，提升中央公園水系親水性、景觀性，本次河湖分離方案推薦中央公園水系正常水位41.0m。

(2)允許最高水位。根據(jù)河湖分離方案確定的中央公園水系區(qū)域，湖泊集水面積約為0.6km2，水面面積約0.45km2，中央公園水系100a一遇的洪水總量為15.13萬(wàn)m3。

由于中央公園水系區(qū)間集水面積較小，而湖盆面積較大，區(qū)域暴雨又以單峰為主，給中央公園水系錯(cuò)峰下泄提供了機(jī)會(huì)。按照中央公園水系承受一次100a一遇洪水總量計(jì)算，擬定湖泊允許最高水位為41.5m，此時(shí)湖泊正常蓄水位41.0m至最高水位41.5m的庫(kù)容約為22.5萬(wàn)m3，大于中央公園水系百年一遇的洪水總量，并留有一定余地。因此，中央公園水系允許最高水位考慮取41.5m，利用自身的滯洪庫(kù)容可以滿足一次洪水的總量，洪水下泄采取錯(cuò)峰下泄的方式進(jìn)行，保障龍王港的安全。

(3)平均水深。同前，湖泊水深為3.0m。

(4)運(yùn)行方式。龍王港聽(tīng)雨路水壩正常水位為37.3m，考慮回水影響，雷鋒閘附近正常水位約為37.5m。河湖分離方案設(shè)計(jì)擬定的中央公園水系正常水位為41.0m，龍王港的水無(wú)法自流進(jìn)入中央公園水系，初次蓄水時(shí)通過(guò)在原雷鋒閘上游新建一座提水泵站，從龍王港提水至中央公園水系。保留及改建原已建出水閘，閘門(mén)門(mén)頂高程為42.0m。為保證中央公園水系水質(zhì)，后期補(bǔ)水換水時(shí)可以先開(kāi)啟出水閘，降低中央公園水系水位，然后利用提水泵站從龍王港提水補(bǔ)充進(jìn)入中央公園水系，實(shí)現(xiàn)水體置換。如圖12—13所示。

圖12 “河湖分離”方案水位規(guī)劃(圖片來(lái)源：作者自繪)

圖13 “河湖分離”方案剖面圖(圖片來(lái)源：作者自繪)

3.2.3 河湖相連方案

“河湖相連”方案水體形態(tài)如圖14所示，中央公園水系與龍王港相互分離但是互相連通，通過(guò)自流輸水管和水閘相互聯(lián)系，形成一個(gè)湖面，湖面面積26hm2。

圖14 “河湖相連”方案水體形態(tài)(圖片來(lái)源：作者自繪)

在龍王港上游(場(chǎng)地東南角)，對(duì)河網(wǎng)水系進(jìn)行梳理，打造人工濕地，對(duì)龍王港上游來(lái)水進(jìn)行凈化。

“河湖相連”方案充分利用前期開(kāi)挖形成的雷鋒湖湖體形態(tài)，并在保證水面面積的前提下，在周邊留足綠地空間。中央公園水系與龍王港時(shí)遠(yuǎn)時(shí)近，空間富于變化。場(chǎng)地西側(cè)中部區(qū)域留有大面積綠地空間，湖體北側(cè)、南側(cè)距離市政道路較近。

(1)正常水位。龍王港樟樹(shù)橋處30a一遇設(shè)計(jì)洪水位為39.10m，在保證防洪安全前提下，考慮到中央公園水系與龍王港的連通性、景觀性以及親水性，為使龍王港的水利用雷鋒閘雍高后能自流進(jìn)入中央公園水系，中央公園水系正常水位38.5m、雷鋒閘正常水位38.8m。

(2)平均水深。同前，湖泊平均水深為3.0m。

(3)允許最高水位：中央公園集水面積約為0.6km2，水面面積約0.26km2，湖泊100a一遇的洪水總量為15.13萬(wàn)m3。按照湖泊承受一次100a一遇洪水總量計(jì)算，擬定湖泊允許最高水位為39.1m，此時(shí)湖泊正常蓄水位38.5m至最高水位39.1m的庫(kù)容約為15.6萬(wàn)m3，大于中央公園水系百年一遇的洪水總量。中央公園水系允許最高水位考慮取39.1m，當(dāng)來(lái)洪水時(shí)，關(guān)閉輸水管道和中央公園水系出水閘，利用自身的滯洪庫(kù)容可以存蓄一次洪水的總量，洪水下泄采取錯(cuò)峰下泄的方式進(jìn)行，保障龍王港的安全。

(4)運(yùn)行方式：中央公園水系正常蓄水位為38.5m、雷峰閘正常蓄水位為38.8m，初次蓄水及后續(xù)補(bǔ)水時(shí)，關(guān)閉出水閘和雷鋒閘，抬高龍王港水位，通過(guò)在原雷鋒閘上游新建輸水管道，使龍王港的水自流進(jìn)入中央公園水系。如圖15—16所示。

圖15 “河湖相連”方案水位規(guī)劃(圖片來(lái)源：作者自繪)

3.2.4 方案對(duì)比分析

從水質(zhì)、水量、防洪、調(diào)度運(yùn)行、補(bǔ)水方式、土建工程挖填方量等方面對(duì)各方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析，各方案初擬特征參數(shù)及對(duì)比分析見(jiàn)表1。

表1 水系構(gòu)建方案對(duì)比分析

通過(guò)3個(gè)方案對(duì)比分析，方案三具有以下優(yōu)勢(shì)：河湖相連的湖區(qū)湖面形態(tài)與現(xiàn)狀地形較為契合，土方工程量小，挖填方工程費(fèi)用相對(duì)較少；采用輸水管道自流引水方式，運(yùn)維管理方便；保留了原有雷鋒閘和出水閘，龍王港和中央公園水系通過(guò)輸水管道和水閘相連，保證了水體流動(dòng)性，能更有效的保障水質(zhì)；湖區(qū)水面面積適當(dāng)，湖周留存綠地空間面積較大，有利于后續(xù)藍(lán)綠景觀營(yíng)造。因此，推薦采用方案三——河湖相連的水系構(gòu)建方案。

圖16 “河湖相連”方案剖面圖(圖片來(lái)源:作者自繪)

4 結(jié)論與建議

梅溪湖國(guó)際新城二期中央水系構(gòu)建方案，可給予其它具有類似地形條件的城市，在構(gòu)建景觀水系時(shí)一些參考借鑒。盆地城市大高差地形條件下城市景觀水系的構(gòu)建，需以防洪安全為前提，在保障安全的前提下，進(jìn)行水系形態(tài)布局、并同時(shí)考慮水系連通和日常運(yùn)行調(diào)度的方式。水系形態(tài)布局是從城市規(guī)劃、景觀設(shè)計(jì)角度考慮，涉及水系面積大小、水系周邊濱水活動(dòng)空間大小、景觀視線構(gòu)建等因素。水系連通和日常運(yùn)行調(diào)度方式，是從水利規(guī)劃的角度考慮，涉及工程可實(shí)施性和工程造價(jià)。上述兩方面因素需通過(guò)多方案比選，進(jìn)行權(quán)衡比較，并充分考慮政府、項(xiàng)目業(yè)主、市民等主體提出的合理化建議，確定最優(yōu)方案。