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水利工程的文化设计

发布机构:中国水利 人气:313 发表时间:2016-11-22
  【摘 要】水利工程在满足水利兴利除害的基本功能和任务时,还有必要进行文化设计,以弥补水利工程对生态环境的扰动和满足人们精神生活的需求。本文从水利工程文化设计的地位及意义、指导思想、目标任务、基本原则、基本内容、技术路线和保障措施几个方面对水利工程文化设计做了系统的阐述,旨在为促进人水和谐提供一种全新的视角和思路。
  【关键词】水利工程 文化设计
  1 水利工程文化设计的地位和意义
  1.1水利工程设计面临的新形势
  新中国成立以来,特别是改革开放以来,党和政府为了协调人水关系,应对水资源时空分布不均,满足人民生存、生活和生产的需要,建成了8.63万座水库、28.7万公里堤防和众多的灌溉工程,为经济社会发展和人民的安居乐业作出了巨大贡献。但也应看到,这些水利工程往往局限于工程的结构设计和治水功能的技术层面上,忽略了水的生态环境属性、社会属性和文化属性,对水利工程的文化功能和美学价值考虑得很少,导致大量的水利工程的形态千篇一律,没有标志性和象征性的艺术特色,凸突刚硬的“水泥森林”与生态环境不协调,也无法满足人们的精神和文化方面的需求。
  1.2水利工程文化设计的地位和意义
  水对人的思想具有教育和感化的功能,河流是人类文明的发祥地,从某种程度上说,人类干预和调节水资源的时空分布本身就是一种文化进程。在人们对生态环境和精神生活追求不断增强的今天,彰显水利工程的文化属性,使人与水、水利工程与生态环境共生共荣,相得益彰成为一种必然的要求。因此,水文化建设是水利事业的重要组成部分,在现代水利事业发展全局中具有重要地位,发挥着不可替代的作用。水利工程文化设计,既是我们为水利活动给生态环境带来负面影响所作的一种补偿,也是我们坚持以人为本,不断满足广大人民群众日益增长的精神文化需求,实现现代水利、民生水利和可持续发展水利的重要标志。
  2 水利工程文化设计的指导思想、目标任务和基本原则
  2.1 指导思想
  以人与自然和谐相处的思想为指导,提升水利工程的生态环境功能和文化品味,最终实现人水和谐的共同理想。
  2.2 目标任务
  在水利工程设计中,在满足水利兴利除害的首要前提和基本要求外,植入生态环境伦理、文化内涵和人文情怀,使每项水利工程成为具有民族优秀文化传统与时代精神相结合的工艺品;每个水利工程景观成为人们旅游观光的好景点、休闲娱乐的好场所、陶冶情操的好去处,满足人民群众敬水、亲水、爱水、戏水、护水的文化需求,为美化人们的生活,提高人们的生活质量,提供优美的环境。水利工程的文化设计的总体目标就是水利让人的生活更美好。
  2.3 基本原则
  2.3.1坚持水利工程与生态环境和谐的原则
  河流是生态环境中能量转换和生物活动的廊道,为生态环境的敏感区域。在河流上修建水利工程在一定程度上会破坏生态系统的平衡和原始风貌,河流的人工化,使河流失去了丰富的自然特征和多姿多变的自然景观,因此,水利工程文化设计一定要坚持水利工程与生态环境和谐的原则,使回归自然和修复自然成为水利工程文化设计的基础。
  2.3.2 坚持水利工程与城镇规划和谐的原则
  人类逐水草而居,城郭傍河而建,因此河流及其水利工程是城乡规划的基本要素,城镇规划有其自身风格和特色,而水就是其中的主题和灵魂。一个城镇规划有没有特色和活力,很大程度上取决于河湖湿地的自然规划及其堤岸、渡口、舟楫、桥涵、闸坝、喷泉、水车、雕塑、碑联、铭记等景观的文化设计。因此,城镇规划一定要以水及其工程为基础,水利工程文化设计一定要反映城镇规划思想。
  2.3.3 坚持水利工程与人的精神追求和谐的原则
  人的生存除了物质上的需要外,还有精神上的需求,水是生命之源,人们在亲水和戏水中,体会到了水的勇敢、坚定、包容、清灵、谦卑、公平、正义等品格,并以水为师,以水喻道,以水比德,在爽心悦目的水环境中感悟生命,在清新优美的水景观中陶冶情操,从水娱乐、水习俗、水敬拜、水文学艺术逐渐升华成世界观、人生观和价值观。因此,水利工程文化设计除了一定要在实现其水利本身的功能外,还要深入挖掘和大力弘扬其思想文化的底蕴和内涵,满足人们的精神文化和审美的需要。
  3 水利工程文化设计的基本内容
  3.1 水利工程景观规划
  规划是建设的蓝图,涉及天地人、上中下、左右岸、历史、现实和未来等错综复杂的关系和相互影响。水利工程景观规划主要考虑如下内容。
  3.1.1水域景观
  由水域的平面形状、水位、水深、冰厚、冰凌、底坡、落差、流速、流量、含沙量、流态、水温、水质、水色、水生物、气温、风向、风力等水文要素构成,不同的水文要素构成每个水域的不同自然特征和地理风貌。可见,要保持不同水域的特色,规划时就要尽量使这些水域的原始水文要素不被人为改变,从根本上防御同化和格式化的趋向。
  3.1.2    陆域景观
  主要由地理景观、水利工程和人文景观组成。地理景观由水域周边的山峰、峡谷、高原、崖壁、岩石、岛屿、土壤、植被、气候等地理要素组成;水利工程有堤防、大坝、溢洪道、涵洞、桥梁、渠道、船闸、堰坎、泵站、电站、变电站、厂房和管理用房等建筑物;人文景观有亭台楼阁、雕塑、纪念标志、喷泉、游泳池、垂钓池、戏水区、古建筑、故居、古墓、古遗迹、古石窟、摩崖石刻、碑记、楹联,以及由上述元素构成的公园、广场、活动中心等。陆域景观是水利工程景观的核心,是当地人水相互作用的发生场,也是衡量一个地区人水是否和谐的重要标志。因此,陆域景观规划是水利工程景观设计的重点。
  3.1.3  过渡域景观
  过渡域景观是指岸边水位变动范围内的景观,包括岸坡、崖礁、河湾、滩涂、湿地、水草、水禽、鱼虾、候鸟,以及船舶、码头、浴场、渔业等设施。过渡域是生物多样性重要区域,也是水环境保护的重点。
  除此以外,水利工程景观规划还要考虑与山峦、水线、天空、云海、田、城、路等域外景观(视野景观)的协调一致性。
  3.2 水利工程建筑美学设计
  3.2.1 水利工程建筑美学的基本元素
  (1)线条
  线条是建筑构型中最基本的元素。线条的各种形态,如曲直、长短、高低、方向、凹凸、粗细、疏密、虚实等,在界定和描绘出水工建筑物的外部轮廓时,会使人的心理产生快慢、刚柔、滞滑、利钝、张弛、明暗、轻重、软硬等情感反映。
  (2)图形
  图形是由线条围成的几何形状。水利工程展现的图形较为单一,以矩形、三角形、梯形、圆形及其组合较为常见。矩形能表达方正、平实、刚劲、严谨、端庄、静定等审美特性;正立的三角形是大自然山体的抽象,顶天立地,给人以稳定、庄重、崇高以及永恒的意象,而倒三角形给人以流动、危机和挑战的感觉;梯形当视为三角形切去尖部的剩余图形时,其动感和刚劲减弱,稳定性增强,当视为两个方向相反的三角形叠加而成时,给人以倾倒、活泼、消长的感觉;圆形中心对称,“天圆地方”“其势自转”,在中国传统文化中有阴柔、阳刚、明亮、奔放、融通、满成等多种寓意。
  (3)空间
  空间是由点、线、面、体占据、扩展或围合而成的三维虚体,具有形状、大小、色彩、材料等视觉要素,以及位置、方向、重心等关系要素。水工建筑物空间是由其周围山、水、田、园、路等边界所限定的,其形态表现为一致或不一致、连续或不连续、闭合或不闭合、通透或不通透、规则或不规则、流动或不流动等。
  (4)空间变换
  空间变换是指水工建筑物空间形态的变化,如变尺度、变比例、变形状、变位置、变角度、变虚实、变高度,以及空间的对称、均衡、交替、节奏、韵律、渐变、重组、聚积、叠加、截取、抽减、调和、抽象和变异等。
  (5)光与色彩
  有光才有色,光是色彩之母,红、黄、蓝是色彩的三原色,色相、明度、纯度构成色彩的三要素。光与色彩是水工建筑物的语言,它的冷与暖、轻与重、明与暗、艳与素、刚与柔,传递和表达建筑物的感情和表情,使人在水利工程与环境中识别对象,辨别方向的同时,融于其中感悟美,欣赏美,使刚硬冰冷的建筑富有人情味。
  (6)声音
  声音是美学的重要组成要素,叮咚泉水、潺潺小溪、激流拍岸、彩虹飞瀑无不是爽心悦目的水景观。水工建筑物与水直接摩擦,由于宽度、深度、比降、出流方式、水头、流速、流量、边界条件的不同,产生不同的声音,对这些声音进行扬弃、取舍、组合,借声组乐会创造出别具匠心的美学艺术效果。
  3.2.2常见水工建筑物美学设计
  (1)水库
  水库是对水资源在时间上进行人工调节的重要工程措施,也是调整人水关系的典型标志。水库通常由挡水建筑物、泄水建筑物和输水建筑物构成。
  挡水建筑物有土坝、堆石坝、重力坝和拱坝等类型;泄水建筑物包括溢洪道、泄洪洞、消能设施等;输水建筑物包括输水涵洞、闸室、渠道等。这些分部工程的规模尺度,根据当地的水文、水力、地质、施工条件和经济条件经过分析计算综合确定。但无论采取哪种尺寸和形式,在兴利除害的同时,都是对当地自然地理环境的一种干涉和扰动。在保证结构稳定和挡水安全的前提下,让大坝美起来、泄水靓起来,既是人们审美的需要,也是对自然和生态的一种补偿。因此,在平面布置、外部造型、表面外观等都要引入美学要素,进行系统的美学设计。如平面布置采用青龙白虎、龟蛇锁江、阴阳太极、牛虎同案、日月同辉、七星拱月或民族图腾等;坝外部造型可采用车辆、船舶、贝壳、鱼类、植物等型式,并且辅以不同颜色的植物或装饰;而泄洪或输水建筑物可设计成水帘、飞瀑、叠水、落洞、激流、漂流等水景观和音响效果。
  (2)堤防
  堤防是防御河流洪水泛滥和侵蚀的一项工程措施。河流两岸高大的混凝土挡墙最能体现人类征服自然的意志,它把多样性的河流固化成整齐划一的单体建筑,并且切断了与两岸土壤之间的水力联系,水土分离,水体的自我净化能力和生态功能退化。堤防美学设计的理念是在确保抗洪和防止河岸侵蚀的前提下,回归自然,将生态学原理和美学原理注入传统堤防设计之中,通过对护岸工程的生态设计和美学设计,恢复河流的天然属性、健康生命、河岸生态系统和生物多样性。其主要内容有;保持河流走向、断面、岸、滩、弯、床等形态的多样性;保持河流动态或静态水体流动形态的多样性;保持河流水生动植物的多样性;保持亲水景观和亲水平台多样性;保持两岸水文化的多样性等。
  (3)闸堰
  闸堰是集拦蓄和导分水于一体的建筑物。虽然闸堰没有大坝和堤防那样蔚为壮观,但它玲珑精致,近水而非水,似陆而非陆,架空而非空,是天、地、水三个系统结合点,能在横卧、跨越、拦蓄、溢流、导向和分流的功能与气势中显示出独特的艺术效果。在闸室造型、闸门和堰体形式,由于其长高比的先天制约,在满足水力条件、受力条件和安全稳定的前提下,可因势利导作出一些变化,如长廊型、龙腾型、轮船型、飞燕型等,在立面上采用高低、虚实、凹凸、曲直、长短、明暗、浓淡、动静、奇偶、纵横等对立共存的方式丰富立面的表现力,以对比的双方按一定的序列重复出现生成韵律感,节奏感。另外,在闸堰的功能范围内,要充分利用闸堰上游波澜不惊的静谧,下游浊浪排空的气势,打造亲水、近水、嬉水的水景观和水环境,体现水和水利工程的教化、休闲、娱乐功能。
  3.3 水利工程环境设计
  3.3.1 总平面设计
  水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局,主体建筑物一般包括大坝、溢洪道、闸门、隧(涵)洞、泵站、电站、变电站等,配套设施包括管理用房、生活用房、景观、绿化、活动场地等。以水库为例进行总平面设计,水库枢纽一般包括的建筑物有大坝、溢洪道、闸堰、输水洞,以及办公楼、景观、职工宿舍、食堂、文体设施、车库(场)、锅炉房、大门传达室等附属建筑。传统的总体设计中,往往只做水工工程平面位置图,而不做配套建筑和环境总体规划设计,缺少对建筑的合理布局和对环境的规划,总图往往有大片位置无设计内容,建设单位对这一大片空白区域的使用和建设存在普遍的盲目性和无序性。因此要调整传统的设计模式,科学规划和突出建筑环境设计环节。水利建筑一般坐落在城市边缘或离城市较远,常与风景区结合,水利建筑的总平面设计不仅要满足水利基本的功能要求,分区布局合理,内部交通流线简洁、顺畅、有序,建筑物之间联系方便,减少不同使用功能之间的交叉干扰,而且应注重景观设计,考虑绿化、休息空间和职工文体活动场地等,丰富水利工程整体空间。
  3.3.2  园林设计
  园林设计中通过造景、寻景、借景、引景、点景来逐层深入,达到生境、画境和意境状态。水利工程本身就是调整人与水的关系,并与山水相连的创作,在水利工程建设中,壁、湾、滩、瀑、泉、溪、谷、崖、石、亭、台、楼、阁、堂、馆、榭、廊、桥、舫、梯、涵、池、树、花、草、日、月、霞、晖、云、雾、虹、风、雪、露、飞鸟、鱼虾等山水元素无时不有,无处不在,不用人们刻意去“造”、去“寻”和去“借”,但需要水利设计工程师们的文心慧眼去“悟”、去“点”和去“升”,中华传统文化博大精深,民族文化绚丽多彩,辞赋诗画,墨匾铭刻浩如烟海,加上形、影、声、色各种表现手法,水利工程的园林设计大有可为,潜力巨大。
  4 水利工程文化设计的技术路线
  4.1 水利工程景观规划和环境设计技术路线
  水利工程是调整人与自然关系的一种措施,在兴水利除水害的同时,也造成河流形态的固化、均一化和非连续化,对生态环境构成某种胁迫,因此,理应将水利工程放在自然生态环境的大背景下进行规划和设计,以水利工程景观规划来弥补对自然生态环境的扰动,尽量使工程及其受到影响的河湖流域自然化。水利工程景观规划技术路线,见图1。
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  图2   水利工程文化设计技术路线图
  4.2 水利工程建筑美学设计技术路线
  水利工程是依托于水的建筑,是广义建筑的一个门类,应遵循建筑美学的一般规律,在充分利用形、光、声、色美学基本要素和诗心、书骨、画眼、园趣、乐感、文蕴、哲思等文化要素的基础上,达到协调与统一、主从与重点、均衡与稳定、对比与微差、韵律与节奏、比例与尺度、色彩与质感、绿化与照明、个体与群体、建筑与环境的完美境界。水利工程美学设计技术路线,见图2[6]。
  5 水利工程文化设计的保障措施
  5.1 领导重视
  当前我国的水利工作中仍然存在重建设轻管理,重工程技术轻人文和文化的倾向,水文化建设无法满足生态环境和广大人民群众的精神需要,其根本原因在于我们对水文化的功能和作用认识不足,没有把水文化建设放在应有的位置上。因此,要充分发挥水行政主管部门在水文化建设中的主导作用,水利行业各部门、各单位要围绕中心,服务大局,调整思路,统筹安排,把水文化建设纳入到水利事业科学发展和干部绩效的评价考核体系中,在方向上牢牢把握,在工作上及时指导,在政策上大力支持,在投入上切实保证,切实激励广大职工参与水文化建设的积极性、主动性和创造性,形成有利于出人才、出精品、出形象、出生产力的充满生机与活力的局面。
  5.2 制度保障
  很多设计部门和设计人员已经意识到水文化的重要性,也想对水利工程进行文化设计,宥于国家规范里没有相关条款,谁也不敢将大坝设计成贝壳形状。当前,我们国家的水利基本建设前期工作审批程序分规划报告、项目建议书、可行性研究报告和初步设计报告四个阶段,每个阶段都是在解决当地水资源供需矛盾的基础上,依据水文、地质、施工和经济条件从不同深度上进行工程总体规划和技术设计,这些工作的内容基本上是围绕着确定工程规模和具体实施而展开的,有经济评价、环境影响评价和编制水土保持方案,但没有涉及工程的文化边际效益,至于环境影响评价和水土保持方案编制等专项报告中也没有文化设计的内容,因此,要将工程的文化设计提到可操作层面上,必须将相关内容进入到国家规范的强制性条文之中,或者像对建设项目做环境影响评价报告书和水土保持方案报告书那样,列为可研审批的必要条件,并有文化方面的专家参与项目审查或评估,只有这样,文化才能真正进入到各级领导和设计师的视野,成为大家共同遵守的圭臬。
  5.3 经费保障
  如果文化设计仅停留在领导重视和进入规范中还不够,还必须要有经费支撑和保障,否则,就只能是纸上谈兵。因此,在进入相关设计规范的同时,还要将文化设计内容进入到水利建筑工程概预算定额之中,使文化设计的收费有依据,文化景观的实施有单独列项,即使水利工程文化设计和实施的费用占主体工程投资的百分之一,也将会收到四两拔千斤的效应。到那时,中华大地上的水利工程就会成为一件件匠心独运的工艺品,一处处爽心悦目的水景观,一个个留给未来的文化遗产。
  5.4 人才保障
  推进水文化建设对人才培养提出了新的要求,传统的水利教育重工程轻人文,而社科教育又缺少工程背景和知识,学水利的不研究人文和建筑美学,学人文的不研究自然科学和工程技术。爱因斯坦说过:“理智对于方法和工具有敏锐的眼光,但对于目的和价值却是盲目的。”只有将科学精神和人文精神有机地结合起来,融会贯通才能进行水利工程文化设计,因此,高等学校要调整教学模式和教学内容,开设水文化和水工美学必修课,将复合型人才作为培养目标。各级水利主管部门要重基础,抓长远,强特色,加大对水文化人才的培养力度,在水文化基地建设、机构设置、研究立项和活动经费上给予适当倾斜。
  总之,水除了自然属性外,还具有经济属性、社会属性和文化属性。水利工程在发挥蓄水、引水、防洪、灌溉、供水、排涝、发电、航运等效益的同时,还具有思想性、标志性、史记性、游览性、宗教性、风情性、休闲性和愉悦性,同时满足人们物质和精神的双重需求。水文化不是沧桑怀古,更不是粉饰作秀,水文化是历史的,要有“化”的过程;水文化也是现实的,要有“化”的结果。文化传承于意识形态之中,形成人文观念和哲学思维,并产生自觉的实践和行动。一个地区的生存环境和幸福指数往往不是取决于当地居民的工程技术水平,而更多地依赖于他们人文素养的高低。文化虽然看不见,摸不到,但它是工程技术上的倍比系数,有先进文化支撑的工程技术,其边际效益的倍比系数就大于1,没有先进文化支撑的工程技术,其边际效益的倍比系数就小于1。都江堰、京杭运河、坎儿井、郑国渠、灵渠等中国古代的水利工程的背后,无不折射出文化的火花和哲学的光芒。如果当今的水利工程技术更多地融合人文和哲学的精髓,有的工程就可能换一种设计思路,自然界可能就不会被“改造”成今天这般模样,社会上就不会出现什么“大坝之争”、“水电开发之争”和“调水之争”了,因此,各级领导要高度重视水利工程的文化设计,水利勘察设计不能只宥于计算和绘图能力,还要有反映人与自然和谐的设计思想和设计理念,水文化设计要进规范,进概算,从后台走向前台,由软到硬,由虚到实,以先进的水文化推动和统领水利工作从传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。
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