水工建筑物与地域文化结合的思考——以蒙城枢纽工程为例

刘 春 刘 洋 张圣楠

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 合肥 230088）

1 概述

水利工程中常采用单个或多个不同作用、不同类型的建筑物来调控水流，以实现水利工程的各项设计功能，这些建筑物统称为水工建筑物。水利工程往往坐落于名川大江之上，风景秀美，文化底蕴深厚。我国地大物博，各区域内自然气候、地域环境、经济发展水平等的差异，使得人们在认识和改造自然的过程中，自发形成了各具特色的文化，称之为地域文化。

2 建筑的地域文化特征

2.1 地域文化解析

地域文化指中华大地特定区域源远流长、独具特色、传承至今仍发挥作用的文化传统。地域文化的形成是一个长期、不断发展、变化的过程，但在一定阶段又具有相对的稳定性。地域文化按照构成因子划分，可分为自然要素和人文要素，而人文要素又包含了物质形态和非物质形态。城市格局、建筑风貌等地域文化特征，属于人文要素中的物质形态类。

2.2 建筑地域文化的成因

古语云：“百里不同风，千里不同俗”，这是对于地域风俗习惯差异的描述。我国幅员辽阔，建筑史上不同时期、不同区域的建筑都具有鲜明的风格特征，深究都是有其各种必然的成因。我国古代建筑受限于建材和建造手段的单一，主要建筑多为木构形式，这些建筑形式的形成，都与地理环境、气候、水文、政治、社会、经济、风土人情以及人们的生活习惯等息息相关。

2.3 地域划分下的中国传统建筑

依照地域划分，我国的传统建筑大体可分为八类：北方风格，代表建筑有北京四合院；西北风格，代表建筑有黄土高原窑洞；江南风格，代表建筑有徽派民居；岭南风格，代表建筑有锅耳屋；西南风格，代表建筑有苗族吊脚楼；藏族风格，代表建筑有布达拉宫；蒙古族风格，代表建筑有蒙古包；维吾尔族风格，代表建筑有维吾尔民居。

3 探究水工建筑物的地域文化特征

3.1 蒙城枢纽工程项目概况

涡河蒙城枢纽工程位于蒙城县城北关涡河上，老枢纽由于通航能力受限，并且随着城市的发展，旧枢纽处于城区中间位置，不利于城市发展，因此在下游10.3km 处修建新枢纽工程，是涡河上一座集防洪、排涝、蓄水灌溉、交通航运于一体的枢纽工程，控制流域面积15475km2，设计蓄水灌溉面积30 万亩。枢纽内主要建筑物有节制闸、分洪闸、船闸以及管理办公用房。

3.2 水利工程建筑物造型的制约因素分析

（1）功能尺寸制约：水工建筑物一般建于具有特定功能的水工建筑物之上，下部水工结构为满足防洪、排涝等功能，其空箱墙、墩墙等构件形式、尺寸经计算确定后一般不可变动，上部建筑物的设计只能在水工结构范围内进行，因此建筑平面及造型可创新的自由度较低。蒙城枢纽工程中主要水工建筑物为节制闸和船闸，其中，节制闸两侧桥头堡空箱墙尺寸为22.98m×14.7m，闸室共16 孔，约190m，受限于启闭机台的两连跨简支结构形式，上部建筑物立面分缝较多；船闸下部空箱墙尺寸为27m×9.3m，其中上闸首由于有管理人员用钢栈桥，桥底设计标高需满足通航高度。

（2）体量关系制约：以蒙城枢纽工程中体量最大的建筑物节制闸为例，节制闸的原始体量关系特征为上实下虚，呈现头重脚轻的状态，这种构成刚好与普通建筑构成相反，如果采用传统造型手法，建筑尺度感不佳。

（3）投资造价制约：水利工程作为利国利民的民生工程，项目包含立项、可研、初设、招标及施工图等多个环节，往往设计周期历时较长，且各阶段都有严格的行政审批把控，后一阶段原则上不得超过前一阶段确定的投资造价，因此，根据现今我国建筑产业行情，较高的人工工资和建造成本与早期确定水工建筑物综合单价之间矛盾越来越大。

3.3 蒙城地域文化与水利文化初探

蒙城县位于安徽省西北部，始建于殷商，是省级历史文化名城，区域内不同历史时期遗址古迹众多，人文历史资源丰富，更是先哲庄子故里，曾获得“中国楹联之乡”“省级历史文化名城”“全国林业百佳县”等称号。蒙城枢纽项目在设计之初，设计团队对蒙城地域文化进行了实地调研和研判，分析了《蒙城县旅游发展总体规划》的相关内容，庄子道家文化是蒙城县旅游核心文化品牌，具有国际影响力，本项目中水工建筑物设计围绕庄子道家文化展开。

节制闸在整个枢纽建筑群中体量最大、位置最显眼。围绕节制闸建筑风格展开，其他建筑与节制闸风格相匹配，形成统一的套系。为了将该项目打造为精品工程，节制闸建筑设计前期，应蒙城水利局、闸管处要求，PMC、设计、监理等各项目参与方对国内一些优秀水利枢纽工程进行了参观学习，考察案例有沭阳闸、瓜州泵站、万福闸、花园湖闸、曹娥江大闸，对考察案例的归纳分析如下：

（1）沭阳闸位于江苏省花乡沭阳县沭城镇西南淮沭河上，1959年10月竣工。采用了传统中式建筑的楚汉风，起源于古代干栏式建筑，简化的曲度不大的折线屋面，出挑的大屋檐，木色的仿木装饰构件，红黑两色呈现出强烈色彩对比。

（2）瓜州泵站是目前江苏省城市圈内容量和规模最大的城市排涝泵站。采用了传统官式建筑风格，中轴对称式建筑布局，重檐与庑殿顶的造型，庄严肃穆，建筑远观气势恢宏，近看有细节。

（3）万福闸位于扬州市区东郊，风凰、新河、壁虎三条河道汇流处的廖家沟上，采用了新中式建筑风格，是中式建筑元素和现代建筑手法的结合运用，建筑形式在沿袭中国传统建筑精粹的同时，更加注重对现代生活价值的精雕细琢。

（4）花园湖闸采用了新徽派建筑风格，灰瓦白墙和马头墙等典型构件的运用，令建筑风格典雅清新。

（5）曹娥江大闸项目位于曹娥江河口，闸址距绍兴市区约30km，是我国强涌潮河口地区第一大闸，浙东水资源配置重要枢纽工程。建筑风格偏现代，造型标新立异，可识别性强。

3.4 建筑方案设计阶段的多方案比选

涡河蒙城枢纽工程由于地理位置十分重要，枢纽内建筑物造型设计应体现蒙城地域文化特色，力求安全、秩序、美观、节能，并与周边环境和谐统一。传统蒙城建筑属于皖北风格，蒙城县政府相关主管部门对此项目也十分重视，多次召开项目专题方案讨论会，要求建筑立面造型设计在彰显蒙城地域特色的同时，也要体现出现代建筑的简约大方。节制闸造型设计先后经历多轮7 个套系的方案比选，会务组着重对“鲲鹏击水”“蒙城古风”“蝶梦庄生”“波光掠影”“闸之记忆”等方案展开重点研究，方案经过多轮修改，最终选定“蝶梦庄生”造型的建筑方案，并通过规委会审批。

庄周梦蝶，典出《庄子·齐物论》，它是战国时期道家学派主要代表人物庄子所提出的一个哲学命题。方案以整个天空水道为画纸，将抽象处理后的蝴蝶符号剪影用阴刻手法投影于画纸之上。建筑虚刻的剪影如城市名片般，可以简洁明了地传递庄子梦蝶典故，同时，蝴蝶飘逸的图案可以较好地缓解节制闸历来上实下虚的问题。平面布局方面，该节制闸除了满足水利设施的基本功能需求外，创新地在桥头堡区域增设了观光平台，适合未来水利知识科普游览需求，同时，设计利用人员行进过程中连续空间变化感受，加深行人对节制闸的印象。枢纽内船闸、管理房等建筑单体设计风格与节制闸相呼应，建筑群充分展现蒙城地域文化内涵，旨在打造地方文化名片。

3.5 深化设计阶段的技术支撑

节制闸“蝶梦庄生”造型初步方案确定后，项目进入深化设计阶段，该阶段主要解决一些技术难点和构造优化的工作，确保选定方案能以较高还原度建设实施。节制闸方案落实需要解决的有以下几处技术难点：（1）由于下部水工结构正在施工，上部造型屋盖部分荷载需要做轻量化处理。（2）两侧桥头堡外悬挑造型结构选型需要做优化设计。（3）桥头堡观景露台采用巨型支撑，结构设计难度较大。（4）受下部水工分缝位置制约，上部建筑立面变形缝及雨水管较多，造型设计时需要考虑变形缝对造型的影响因素。（5）全新设计的排架柱造型对闸门运行、更换及检修的影响模拟工作。

深化设计阶段，设计团队采用了SKETCHUP、BIM（BENTLEY）、PKPM 等软件辅助设计（见图1），对以上技术难点进行多方案推敲和建模分析比选，最终将以上技术难点逐一妥善解决。

图 1 BIM 辅助设计图

4 结语

蒙城枢纽工程水工建筑物的设计和最终实施，是地方主管部门、总承包建设单位、设计院等多方共同努力的成果，体现了各方对蒙城地域文化的尊重，建筑创新地采用现代建筑元素去呈现水利文化与蒙城地域文化，是水工建筑物与地域文化相结合的一次重要实践■