河道置石跌水營造
——以沁河郊野公園項(xiàng)目為例

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動(dòng)水，具有生動(dòng)、活躍、富有生命力的特征，是園林水景工程中以景觀形式來處理水體高差的設(shè)計(jì)手法。傳統(tǒng)園林的理水是對自然山水特征的概括、提煉和再現(xiàn)。園林水體充分利用水的各種表現(xiàn)形式，創(chuàng)造各種不同的水景，以表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想。水的源頭與流向、動(dòng)與靜、開與合，水勢的急與緩，島、渚、灘的分布，在符合自然規(guī)律的同時(shí)，更注重駁岸、種植、山石等要素的搭配和細(xì)節(jié)處理，達(dá)到“雖由人作，宛自天開”的效果，為人類活動(dòng)提供更多可能。

跌水有蓄水、造景、改善生態(tài)環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候條件、豐富水上游覽活動(dòng)的作用。自然河道除了防洪、灌溉、排澇等功能外，生態(tài)教育、景觀展示也成為越來越重要的功能。沁河郊野公園項(xiàng)目在充分考慮安全性的基礎(chǔ)上采用風(fēng)景園林的手法構(gòu)筑跌水，協(xié)調(diào)處理跌水的美觀要求和安全穩(wěn)固要求，讓人工設(shè)施充分融入自然。

2 項(xiàng)目概況

2.1 項(xiàng)目背景

沁河位于邯鄲市復(fù)興區(qū)，自西向東、蜿蜒曲折，兩岸村莊星羅棋布、林田交錯(cuò)，呈現(xiàn)出淳樸原真的鄉(xiāng)野風(fēng)貌。作為邯鄲市區(qū)的主要河道，沁河具有防洪、灌溉、排澇等綜合功能，但復(fù)興區(qū)作為傳統(tǒng)工礦老區(qū)，經(jīng)濟(jì)增長方式較為粗放，造成過度的工業(yè)排放和嚴(yán)重的揚(yáng)塵污染。近年來，沁河河道淤塞、污染較重，村邊垃圾遍地，河灘遍布小廠拆除的痕跡，塵土飛揚(yáng)，河道兩岸原有的山水要素被農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)業(yè)不斷蠶食，生態(tài)修復(fù)刻不容緩。借由承辦河北省第四屆園林博覽會(huì)和第五屆市旅發(fā)大會(huì)的契機(jī)，復(fù)興區(qū)以邯西生態(tài)區(qū)為重點(diǎn)，對沁河片區(qū)進(jìn)行生態(tài)綜合治理，沁河郊野公園項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。

2.2 設(shè)計(jì)理念

項(xiàng)目上游西起沁河與九龍山交匯處，下游匯至河北省園博園，北拓至309國道，南延至邯武快速路，橫縱全長16km，規(guī)劃設(shè)計(jì)范圍3800余畝，自東向西連接河北省園博園、康湖生態(tài)文明示范區(qū)，是貫穿邯西生態(tài)區(qū)的生態(tài)廊道，同時(shí)途經(jīng)12個(gè)村莊，是重要的鄉(xiāng)村振興帶(見圖1)。

圖1 總平面

以“綠水青山就是金山銀山”理念為指引，以沁河生態(tài)環(huán)境修復(fù)為基礎(chǔ)，堅(jiān)持保護(hù)原生風(fēng)貌，通過梳理水系、貫通綠道、提升景觀三大步驟，全力打造“五湖連珠、一帶碧水映邯鄲，九曲沁河、二十里風(fēng)景畫廊”的郊野公園，凸顯古樸野趣的自然郊野風(fēng)光，打造一段多彩水線、一條濱水綠道、三大觀覽片區(qū)、二十余處綺麗風(fēng)景、多處休閑場所的絕佳旅游目的地，構(gòu)建邯鄲市西部休閑、文化、養(yǎng)生、度假的“后花園”。

3 郊野公園置石跌水設(shè)計(jì)

自然風(fēng)景中的水型可分為泉、池、瀑、潭、溪、澗、湖、江、海等形式，在水陸交界處形成的岸、灘、汀、島、洲、堤及橋等景觀亦成為理水的重要內(nèi)容。跌水可滿足人們觀賞游憩的需求，是河流攔蓄、保證水位高度的有效措施，故在自然河道項(xiàng)目中體現(xiàn)水的特點(diǎn)及其與周邊環(huán)境的融合。沁河河道途經(jīng)3個(gè)水庫，分為4個(gè)河段，自西向東整體要解決42m高差，在設(shè)計(jì)河道和跌水時(shí)應(yīng)確定跌水位置和數(shù)量，利用工程手段保證跌水堰體的穩(wěn)定性，通過石料、植物等材料解決視覺和效果需求。

3.1 獲取基礎(chǔ)條件

收集詳盡的基礎(chǔ)資料，如流域情況、氣象水文、洪水特性、泥砂分析等，了解上下游相關(guān)水利工程情況，通過計(jì)算分析整體河道斷面。此外，還需參考工程地質(zhì)資料，包括項(xiàng)目所在地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)現(xiàn)象等，對自然河道的工程地質(zhì)條件進(jìn)行評價(jià)。通過上述基礎(chǔ)資料對臨時(shí)開挖邊坡坡比及河道自然邊坡坡比提出建議值，確定是否對邊坡進(jìn)行護(hù)砌，計(jì)算穩(wěn)定性，對構(gòu)筑物的基礎(chǔ)做法和材料選用提出建議。

通過河道工程設(shè)計(jì)確定河道縱坡、基本斷面、防洪等級，對靠近村莊、護(hù)沖能力較差、有岸坡坍塌現(xiàn)象的區(qū)域進(jìn)行堤防修筑及岸坡防護(hù)，以保證村莊防洪安全和岸坡的抗沖刷能力，因該部分涉及水利工程計(jì)算，在此不作贅述。

沁河郊野公園上游段高差大、險(xiǎn)工多，下游段為復(fù)式斷面，根據(jù)河道總體設(shè)計(jì)，確定河道5年和20年淹沒范圍。部分河道兩岸為黃土狀壤土高坎，結(jié)合景觀建設(shè)和保留河道原生態(tài)的指導(dǎo)思想，對該段河道主河槽進(jìn)行疏浚整理，實(shí)現(xiàn)河道清潔暢通，河道設(shè)計(jì)縱坡為1.78‰～6.78‰。河槽岸線結(jié)合生態(tài)景觀打造，寬窄變化、交錯(cuò)布置，形成自然、多變、親和的河道岸線，創(chuàng)造豐富的空間形態(tài)。利用河道基流和修建跌水、擋水壩等建筑物，在河道內(nèi)部形成一定的景觀水面和自然濕地，并置換出更多空間進(jìn)行生態(tài)綠化和濱水設(shè)施建設(shè)。

3.2 確定跌水位置和數(shù)量

以中國傳統(tǒng)園林水景設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，在自然山水園中，理水要求以不同的水型配合山石、花木和園林建筑來組景，即水體平面和空間形態(tài)隨自然地形、山石、植被、人工建筑布局布置。

跌水作為上下水面的交疊處，是動(dòng)態(tài)水景的體現(xiàn)。水體通過落差沖擊消能，產(chǎn)生空氣交換，落水?dāng)y帶空氣中的氧氣匯入水體，為水生動(dòng)植物提供小氣候，錯(cuò)落的水態(tài)更適合游覽觀賞。跌水位置需考慮河道整體節(jié)點(diǎn)，結(jié)合河道本身落差特點(diǎn)、功能需求、場地分布明確不同視距的觀賞方式和可達(dá)方式，同時(shí)結(jié)合攔蓄要求考慮保持蓄滿狀態(tài)還是自然基流流淌狀態(tài)，進(jìn)而確定跌水位置和數(shù)量，并在跌水基礎(chǔ)上增加橋、汀步等通行設(shè)施，以滿足人的跨水通行需求。沁河郊野公園共設(shè)計(jì)38處置石跌水，解決了上下游河道42m高差帶來的蓄水問題，同時(shí)確保了郊野公園的游賞效果。

3.3 跌水溢流堰的結(jié)構(gòu)做法

目前，近自然河道生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)不含或只含少量鋼筋、混凝土構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量及有效性的評定方面尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而河道生態(tài)恢復(fù)的過程必然伴隨水文特征的發(fā)展變化，因此不同工程需要根據(jù)自身基礎(chǔ)條件和建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行行洪安全論證，不可完全拋棄硬質(zhì)做法。

河道中的溢流堰和跌水，需要根據(jù)河道寬度、流速、河底高程和兩岸高程計(jì)算堰體高度。項(xiàng)目結(jié)合水利需求，將跌水溢流堰分為結(jié)構(gòu)和景觀置石兩部分。其中結(jié)構(gòu)部分要考慮水系高程、流速、穩(wěn)定性；景觀置石部分應(yīng)考慮水體溢流美觀性和自然性，以達(dá)到設(shè)計(jì)效果。通過不同高度堰體和消力池組合，滿足不同寬度、高差的水系現(xiàn)狀條件，因勢利導(dǎo)、因坡就勢打造不同水景，實(shí)現(xiàn)跌瀑、雙層跌水、疊溪、跌水組合漫灘等各類動(dòng)態(tài)水景的效果。

基于河道高程趨勢和水體狀態(tài)保證跌水的穩(wěn)定性和安全性，整個(gè)堰體包含上游護(hù)底、堰體、消力池、護(hù)坡4個(gè)部分，其中上游護(hù)底、堰體和護(hù)坡采用漿砌毛石，消力池底采用直徑450mm粗砂、礫石、碎石3層反濾，池底間距500mm以“梅花形”布置PVC75透氣滲水管。在高程控制上，需要確定護(hù)坡頂、上游河底、消力池底板頂、下游河底和堰頂高程以保證高差設(shè)計(jì)效果；在長度上，需要確定上游護(hù)底、堰體、消力池的不同長度；在寬度上，需要明確上游漿砌石護(hù)底、漿砌石堰體、混凝土消力池上下游的寬度，不同維度的數(shù)據(jù)保證了堰體在河槽中的穩(wěn)定性（見圖2）。

圖2 施工中的跌水溢流堰

3.4 置石的效果呈現(xiàn)

3.4.1 跌水置石的選材

置石所需要的石料展現(xiàn)其開采的自然狀態(tài)，堆疊后產(chǎn)生不同風(fēng)格，對跌水效果起到至關(guān)重要的作用：以湖石造景，將“瘦、漏、透、皺”作為欣賞特點(diǎn)，堆山疊石營造出江南水鄉(xiāng)的風(fēng)格；以黃石造景，因其線條粗重渾厚、棱角分明，山石堆疊高低錯(cuò)落，形成群山高立的態(tài)勢；以天然卵石造景，因其形態(tài)圓潤，常作為園林鋪裝和節(jié)點(diǎn)點(diǎn)綴，體現(xiàn)小尺度水景的精致和柔美。沁河所在地為河北南部，選用石材以房山山皮石為主，山皮石的特點(diǎn)介于湖石和黃石之間，剛?cè)岵?jì)、曲直兼顧。山皮石長期暴露于山體表面，風(fēng)化層有自然花紋。側(cè)面自然橫向的水紋與水平線交疊呈現(xiàn)，宛如河道原生。

3.4.2 跌水置石的安裝

景觀置石安裝需確定水體溢流位置：①打造“清泉石上流”的效果，溢流高程在置石頂面，整個(gè)堰體結(jié)構(gòu)需要下調(diào)高程，將置石作為堰體一部分考慮，景石與堰體之間采用1：2水泥砂漿密縫處理，安裝完成后空隙以C25混凝土填補(bǔ)，從而保證攔蓄高度按設(shè)計(jì)意圖呈現(xiàn)；②打造“水流穿石”的效果，需結(jié)合置石大小設(shè)置跌水面和高差，較大的跌水面需要多個(gè)跌落點(diǎn)，形成錯(cuò)落有致的跌水效果。參考我國山水畫論原理和傳統(tǒng)園林疊山技法，進(jìn)行置石堆疊，將技藝、美學(xué)、人文要素充分融入景觀氛圍之中，體現(xiàn)置石的層次之美。除堰體頂部外，在堰體周邊、河槽兩岸、堰體下游仍需安裝置石，與跌水呼應(yīng)，模擬自然山林效果（見圖3）。

圖3 建成后跌水效果

石材因多樣性和不確定性，無法與圖紙完全一致，故施工圖應(yīng)充分表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)構(gòu)思，明確石料種類、尺寸及結(jié)構(gòu)做法。施工人員應(yīng)具有一定的知識、審美和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在采購、安裝階段與設(shè)計(jì)人員充分溝通，了解其設(shè)計(jì)意圖后，結(jié)合自身對園林知識的理解和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行堆疊施工。

3.5 創(chuàng)造更多親近自然的樂趣

將跌水設(shè)計(jì)與種植、地形、文化等因素結(jié)合在一起，通過設(shè)計(jì)構(gòu)思營造各河段的生境意趣，為游人提供獨(dú)特的親水體驗(yàn)（見圖4）。“槐香柳韻”節(jié)點(diǎn)位于原淤塞的河槽中，設(shè)計(jì)保留現(xiàn)狀588棵旱柳和刺槐，打造沁河天然樹林氧吧。通過疏浚河道形成林下灘、溪、河、灣的空間形態(tài)，營造洲島相連的水系景觀。河道在此多股分流，流速減緩、婉轉(zhuǎn)流淌，適合開展親水活動(dòng)。在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置人行橋、碎拼鋪裝、石磯、廊亭等休憩場所，置石散布配合跌水，以大塊平坦置石結(jié)合若干小汀步的方式，為人們創(chuàng)造涉溪、踏水等各種具有古樸野趣、詩情畫意的小型親水場所。林下草坪空間為生態(tài)教育、休閑提供了可能性，為久居城市的人們帶來不同于城市的自然鄉(xiāng)野體驗(yàn)。

圖4 親水體驗(yàn)

4 結(jié)語

沁河郊野公園以沁河河道為設(shè)計(jì)核心，構(gòu)建藍(lán)綠交織的生態(tài)基底，在明確水位、流速、流量基礎(chǔ)上，融入風(fēng)景園林中水景處理的理念和手法，提煉和再現(xiàn)自然風(fēng)景中的河湖、溪澗、跌瀑等不同景觀。通過置石跌水結(jié)合地形地貌、活動(dòng)場地、園林建筑、山石、植物，在保留生態(tài)本底的基礎(chǔ)上增加生物多樣性，提升濱水空間活力。將不同形態(tài)的跌水與橋、汀步、駁岸結(jié)合為人們創(chuàng)造更加豐富的游覽體驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)水利設(shè)施與園林景觀的有機(jī)結(jié)合。郊野公園建成后，濱水生態(tài)環(huán)境得到極大改善，為人們創(chuàng)造親近自然的場所，推動(dòng)農(nóng)旅融合，成為復(fù)興區(qū)優(yōu)良生態(tài)的展示窗口，助力復(fù)興區(qū)實(shí)現(xiàn)從“老工礦區(qū)”向“生態(tài)靚區(qū)”的華麗蝶變，真正成為邯鄲西部文化休閑、養(yǎng)生度假的“后花園”。