景觀湖泊工程實施技術難點——以“上海之魚”為例

王 珣

（上海千年城市規劃工程設計股份有限公司，上海市 201108）

0 前言

“上海之魚”項目位于上海奉賢區南橋新城東北，新區8號地塊控制單元內。規劃范圍：東至金匯港、西至金海路、南至浦南運河、北至團南公路，規劃用地面積253.07 hm2，其中水域面積為54.40 hm2，占21.50%。該地塊結合總體規劃布局，充分利用自然水系優勢——即《奉賢區旅游發展總體規劃》中提出的“四區一帶”中的“金匯浦南現代水上旅游帶”的交匯節點，規劃定位成國際游艇文化中心，這給該區域拓展水上游艇旅游產業服務提供了很好的市場背景。

“上海之魚”由曾設計迪拜棕櫚島的國際大師拉瑞和美國朗潤集團創意規劃，總體布局融合時尚元素，將景觀湖泊塑造成魚型，由魚身、魚尾、魚鰭等三大湖面構成魚身水體，金匯港和浦南運河構成外圍水系，并有寬闊的入口航道與湖面相通，形成以魚身為中心的圓環水道（見圖1）。

圖1 總體規劃圖

該項目集城市生態景觀旅游、區域防洪、水資源綜合利用等多種功能于一體，建成后將形成以游艇文化為核心的體育及水上運動公園，并成為南橋新城景觀中心與旅游集散服務中心，是南橋新城建設中的亮點和點睛之筆。

“上海之魚”已經成為上海著名的標識之一，建設單位要求該景觀湖泊工程必須能夠原汁原味地落地實施，使得專業人員面臨諸多技術難題。為保證最終景觀效果，前期工程可行性研究確定方案設計原則階段，設計人員從各專業技術角度出發，提出若干解決方案，反復協調，多次論證，以保障整體效果的實現，在這中間，景觀工程師起到了主導整個方案，綜合平衡協調，決策各個技術難點的作用。

經過分析論證，“上海之魚”實施技術難點主要在三個方面，現分別論述如下。

1 技術難點之一——湖泊水質

景觀湖泊工程中，如何達到景觀用水的水質標準成為諸多實施難點的重中之重，人類對水有一種天生的偏愛，很難想象人們向往的城市景觀湖泊是一潭臭水。所以，保障湖泊水質達標成為景觀湖泊工程設計的基礎。

1.1 水源

水體水質達標解決方案的首要問題是源頭活水，有了水源水量的保障，才有水質解決的希望。

“上海之魚”整體呈一條歡快的金魚形狀，中心為金海湖，其周圍有六條河道，即大慶河、齊賢排河、金匯港溝通河、浦南運河溝通河、石家中心河、石家中心河溝通河。通過對現場水生生態本底調查發現，地塊的水質均受到不同程度的污染，水質屬劣V類，主要超標水質指標為TN，局部區域某些水質指標較好。分析結果表明：金匯港不適合直接作為“上海之魚”引水水源，必須在“上海之魚”北面中央生態林建立水源涵養林,作為水體凈化的前置庫，制造清水水源，補充清潔水源；同時，一旦景觀湖泊水質惡化，作為全部更換的應急水源；魚尾區及其外部設置濕地公園，經水質凈化處理后，可作為湖區的水源和引清通道。

1.2 水資源調度

水體有了水源，又能滿足水量需求，第二步要解決水資源調度的方案。上海地處干支流交叉縱橫的平原感潮河網水系，是典型的江南平原水網地區，河口海洋水文特征十分明顯。奉賢區由于受到河、海兩種自然因素的作用，其水文現象甚為復雜。

“上海之魚”水系是南橋新城水系的重要組成部分，南橋新城水系是浦東片水系的重要組成部分，其水資源調度主要依托浦東片外圍口門的調度。因此，該項目研究的重點為“上海之魚”（面積為2.53 km2），但研究范圍必須與整個浦東片（面積2 200 km2）相關聯。根據金海湖水資源調度目標和“上海之魚”的水系特點，利用一維河網水動力水質模型，計算分析比較后提出“上海之魚”口門控制推薦方案：即外圍口門設泵站全控制，湖區水位采用常水位。

對控制口門的規模進一步論證，根據計算，無論在除澇工況和水資源調度工況下，各口門的最大流量都不大，因此水閘規模主要依據通航要求和現狀一般小水閘來確定。有通船要求的水閘，尺度按相關船型確定，其余水閘均取4 m。泵站引水主要是起到加快水體置換，防止水體富營養化的作用。泵站規模按水閘和泵站聯合調度下湖區換水周期不超過15 d確定。

1.3 水質保護及水環境治理技術

除此之外，對于相對封閉的穩態湖泊水體的常態化管理，也必須要有水質保護及水環境治理的技術措施。

景觀湖泊水質的設計目標是水體水清面潔、無異味，感觀好；水體透明度在0.8 m以上，水體清亮；水生態系統穩定，具有一定抵御外界污染的能力；最終達到國家地表水環境質量標準IV類及以上標準。

該方案水體是約54.40 hm2的大水面，對比4種水處理工藝，建議采用生態加物理的方式對景觀湖泊水進行凈化處理和水質長效管理維護。

“上海之魚”景觀水體處理以生態工程的基本原則和水生生態系統理論的基本原理為指導，通過濕地循環系統濾凈、水生生物操縱技術及水域生物技術進行多層次科學處理，同時與水處理、給排水、綠化景觀及處置設備相結合，綜合各相關技術，營建具有自凈功能的景觀生態湖泊。

2 技術難點之二——湖底地形

景觀湖泊工程中，如何確定湖底地形也是實施難點。湖泊深度過淺，水動力不佳，無法自凈；湖泊深度過深，不但疏挖工程量大，經濟性不佳，還容易造成死庫容。因此，合理的湖底地形成為工程設計的重點。

2.1 水動力

湖底地形是水流運動的重要邊界條件，對湖區的水質和生態系統都有著重要的影響。通常湖底地形有平底形、梯形、斜坡形和碟形四種方案。以“上海之魚”一維河網水動力水質模型計算的結果為邊界條件，利用三維模型分析論證不同湖底地形對湖泊流態的影響，提出較優的湖底地形推薦方案。

為增強各方案的可比性，采用一維河網模型，在相同的風場條件下進行平均流場模擬分析，并對湖體11個關鍵點進行比對分析，從而確定最優地形方案。根據計算推薦采用碟形方案（見圖2）。整個湖區魚身的平均底高程-0.5 m，魚尾局部加深到-1.0 m，魚腹局部加深到-1.50 m，西半環平均高程-1.0 m，東半環平均高程-0.5 m。

圖2 蝶形湖底地形及暗渠方案圖

2.2 暗渠規模比較

“上海之魚”由于湖區平面形態已確立，其岸線曲折復雜，湖體存在明顯滯流區，尤其是魚嘴和背鰭、腹鰭部位流速極小。針對不同滯流區域，如何改善水動力條件，設計暗渠溝通工程的位置和規模也成為工程實施難點。

在主要的滯流區魚嘴處、中間島嶼環抱處，東側游艇停靠處設置暗渠，按恒定風場為動力邊界對無暗渠工程，以及暗渠寬度取10 m、15 m、20 m共四個方案分別模擬計算。分析結果表明增加暗渠可以改善滯流區的水動力狀況，且暗渠寬度越大，水體動力效果越好。綜合考慮改善效果和工程經濟，推薦暗渠寬度采用15 m方案。

2.3 船型對工程規模的影響

“上海之魚”規劃定位成國際游艇文化中心。船型選擇、航線規劃、航道等級等均成為“上海之魚”湖泊、河道、閘室的寬度深度規模制約因素。

設計考慮到游艇航道區，綜合富裕深度采用-1.0 m標高。齊賢排河和大慶河環湖河道根據水系調整規劃河底標高為-0.5 m，對其中牽涉到航道部分河段河底標高加深到-1.0 m，湖區其余區域控制在-0.5 m。上述結果與三維地形計算成果基本一致。

3 技術難點之三——景觀形態

在景觀湖泊工程實施中，在3D計算的基礎上，進一步優化湖底高程、形態和暗渠位置。在滿足各種使用功能的前提下確定一個最優的水系規模及布局，使水質達標，功能滿足規劃要求；除此之外，如何達到“景美、岸綠、水清”美化環境的目標，發揮出水環境在自然生態和社會人文方面綜合功能的要求，也成為工程實施的難點之一。

3.1 護岸形態

“上海之魚”的濱水區域是典型的生態與節點景觀交錯帶，生態環境最為敏感的地域，是最重要的生態廊道之一。護岸作為濱水區域中的安全基底，受河道功能控制、景觀主導的同時，也反作用于景觀，對其表現形式、分布區域有一定影響。

由于建設單位對整個水系的規劃和設計的高起點、高標準的要求，該項護岸設計在考慮安全和使用功能的基礎上，優先滿足景觀設計的要求。如環形河道護岸，分級硬質護岸結合地形起伏的疏林草坪，人行系統暢通，既符合功能要求，又形成簡潔大方的親水景觀；又如魚尾生態自然區護岸，著重實現濕地景觀中水、陸、綠充分交融的功能要求，采取工程措施保證安全。

該項護岸結構類型主要分為直立式駁岸和斜坡式駁岸兩種。配合該項目整體定位，裝飾類型又細分為19種型式，形成豐富多樣獨具特色的濱水區域。

3.2 豎向地形設計及土方平衡

景觀湖泊實地開挖后，大量棄土如何處理，也是該項目實施的關鍵難點之一。大量土方外運將帶來經濟成本上升，出路只有就近堆方，但豎向地形如何滿足微觀小氣候，美化景觀的需求，便成了景觀設計的重點。

“上海之魚”場地平整及挖湖土方按照方格網法進行計算，建模密度為10 m見方。采用計算軟件為“DICAD Pro數模版”及“南方CASS7.1版”，相互校核計算成果。計算結果表明湖區總土方為244萬m3，其數量相當巨大。豎向設計本著生態、自然、人本、平衡的原則，融入水陸三維空間的思路。

結合“上海之魚”周邊道路、橋梁整體布局，將豎向設計同景觀元素、綠化種植緊密結合，地形布置盡量以緩坡為主，形成自然排水地形系統，配合總體景觀擬似“上海之魚”由西北游向東南的游動姿態。同時根據季風特點，形成迎東南季風周邊堆坡、周邊間隔流出橫向風廊的地勢（見圖3）。利用橋下空間，濱水貫通，最大程度地滿足游線的通達性。填、挖土方總量，做到一期、二期內的平衡，減少工程費用。

圖3 丘陵分布圖

3.3 水陸交界面種植規劃

景觀湖泊的水陸交界面由于邊緣效應的影響，是城市中重要的生態交錯帶。生態交錯帶作為相鄰生態系統之間的過渡帶，它強調了時間、空間尺度、與相鄰生態系統的相互作用及強度，將生態過渡區與景觀邊界等同。生態交錯帶一個重要的特征就是具有較明顯的生物多樣性。

在種植規劃上配合“上海之魚”總體規劃，結合“上海之魚”景觀空間處理，圍繞“海派文化”的主題，力求打造生態低碳、復合有機、展現上海獨特“海派文化”的綠化景觀。新設計的生態群落通過節奏與韻律的變化擬出水浪的高低、氣息的濃淡、風及波紋的疏密。規劃的生態廊道為“上海之魚”營造會呼吸的環境空間，在“魚鰓”方向規劃綠色通道，在風廊規劃上，以縱向風道為主，穿插草坪與樹林，從“上海之魚”東南引入季風，讓人們與物在“上海之魚”共同呼吸，感受自然。

水生植物的種植與“上海之魚”湖泊，蓄水密切相關，采取“淺水栽培——逐步提高水位養護種法”。為保證成活率，在種植初期，必須清除湖中的草食性魚類。待沉水植物移栽完畢并成活后，逐步提高水位至常水位。

在結合保護水生植物凈水功能的前提下，適量放養水生動物、培育底棲生物、投放微生物，能完善人工生態系統的食物鏈和食物網結構，共同構建完善生態系統，創建自凈修復能力。

4 結語

綜上所述，景觀湖泊作為大型綜合性項目，涉及面廣，投資較大，對一個地區或城市將會起到深遠的影響。從整體規劃到局部方案選擇涉及總體規劃與專業規劃的結合，更需要各有關專業的綜合協調，有機融合，從適用經濟、生態美觀到持續發展等各個方面把握住設計的品質和性能，使工程項目的價值最大化，以設計師的智慧和全局能力，為社會，為城市創造更多更大的附加效益。