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摘要：随着现代工业化进程的迅速发展，生活在钢筋砼建筑丛林中的人们开始向往天然，努力回归自然，自然与建筑的融合成为21世纪的重要课题。本文对浙江省天目山自然保护区景观湖的建设进行了土坝自然化设计的初探，得到了建设单位及有关人士的认同，希望自然化设计的理念能得到水利及园林行业的认同，并在小型水库的建设中加以推广。
关键词：自然化设计生态化 小型水库
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
小型水库自然化设计的必要性
近年来，随着浙江省“千库保安”工程、“百库脱险”工程及小型农田水利工程的建设，一大批小型水库（山塘）进行了除险加固，在实际实施过程中，逐渐发现以下问题：
1、所有大坝（主要指土坝）设计型式基本一样，千篇一律，外观上基本雷同。
如上游坝坡采用硬质材料护坡，下游坝坡采用草皮护坡，坝顶为硬化或半硬化路面，坝体轮廓也基本相同。
平面布置上的直线化
如坝轴线为一条直线，坝顶等宽，坝顶上下游边线、上游坝踵齿墙、下游坝脚排水体均呈直线化，且相互平行。
结构设计的硬质化
因传统原因，结构设计过于安全，上游坝坡多采用硬质材料护坡，溢洪道挡墙也采用硬质材料（（浆砌块石或砼）砌筑或浇筑成形。
4、大坝断面形式的几何规则化
为节约投资及方便设计、施工，大坝断面形式基本一致，上、下游坝坡坡度也趋于规则化。溢洪道设计断面形式也多采用矩形或梯形断面，呈几何规则化。
小型水库多位于乡村山谷中，如采用规则化，硬质化的建筑物，显得与周边环境十分不协调，也不能满足现代人的审美需求。从与自然环境协调的角度来说，人工建筑物应尽量与自然相融合。在以自然景观为主的景区内设计一人工痕迹很重的规则化的景观湖，无疑是对自然景观的破坏，是水墨山水画中的败笔。
采用自然化设计会减少工业产品的应用，有利于节能减排；小水库采用自然化设计使硬质材料建筑物外露减少，有利于减少太阳辐射的升温；小型水库的自然化设计使大体积建筑物变得自然、美丽，也是响应党中央十八大提出的“美丽中国”的具体措施。
二、小型水库自然化设计案例
浙江天目山景区为国家级自然保护区，有“江南奇山”之称。在我国众多的名山中，天目山有着她独特的风貌，被誉为“大树华盖闻九州”，享有“天然植物园”和"“大树王国”之称，自古以来就是宗教名山和旅游胜地, 1996年又被联合国教科文组织接纳为人与生物圈自然保护区。该自然保护区有十分优异的“山景”，“树景”及人文景观，但缺乏有灵性的“水景”，全区仅建有一小水池，水面面积不足2000m2。业主从长远角度考虑，计划于景区入口处建设一景观湖。本人根据现场的地形以及建筑材料等方面考虑，推荐壩型采用粘土心墙坝，该类型坝与硬质材料坝相比，最具有生态性，对环境的影响也最小，与周边自然景观的协调性最好。如按常规设计，就形成了如下效果图所示的较规则的坝体。
天目山景观湖常规化设计效果图（原）
土石材料的坝体虽然最为自然、最为生态，但在某些地方，出现体积很大的规则化人工型建筑物，也会显得与周边环境不协调。本人从自然化的角度考虑，在以自然景观为主的景区变建设景观湖，应尽量避免人工化的痕迹，让游客感觉此湖为天然形成的湖泊，而不是人工筑坝而成的，具有最原始的感觉。从以上这个观点为出发点，本人采取以下几方面的自然化设计。
1、大坝的自然化设计：
大坝平面轴线外形上不呈现规则线条化，坝顶呈不规则的曲线状。
上、下游坝坡坡度均不采用同一坡度，坝坡设计为起伏多变式，最陡处坡度不陡于1：2。
考虑大坝高度较低，坝脚不设排水体、排水沟等常用的规则化的人工建筑物。
坝顶设计为宽窄不一式，最窄处坝顶宽大于5m，局部可做得更宽；坝顶高程设计为高低不同式，高的地方突出为山峰状，最低处满足防洪安全要求即可。
5)上游坝坡不采用硬质材料护坡，保留为填坝时的土石坡，上游坝坡常水位以上及坝顶、下游坝坡采用植被绿化。
6）绿化时适当种植当地的杂草、杂树以便于与周边环境的协调一致，不拘泥于标准式的草皮绿化。
2、溢洪道的自然化设计
1）、不采用人工化明显的砼溢流堰体，可采用与山体质地相同的岩石对溢流堰饰面，不出现砼建（构）筑物。
2）、溢洪道两岸外露边墙不采用常规直立式硬质挡墙，设计考虑外露面为巨石叠砌而成状，内部仍为砼挡墙。
3）、底板不采用常规的砼底板式，考虑采用巨石杂乱堆填式底板或天然开挖的岩石底板。
3、放水设施的自然化设计
1）采用坝底埋设钢管式放水设施，为减少人工化，进水口不设启闭设施，进设进水池一处，并尽量布置于水下。
2）在出水口设置闸门启闭，并尽量布置于隐蔽处。
根据以上设计方案，将规则坝体改造为山体状，其功能仍为挡水蓄水坝体，但景观上较原方案要自然得多。游客由左岸公路进入景区大门时，穿过两“山”体间峡谷末端时，会看到一片清澈见底、宽阔明亮的水面，豁然开朗的感觉就会油然而生，远处的天目山倒映在“湖”水中，形成一幅较有灵性的山水画。如下效果图所示
天目山景观湖自然化设计效果图
三、自然化设计涉及问题
1、给设计单位增加了很大难度。
因坝体形状不规则，难以准确描述很多重要的参数（如坝高、坝顶高程、坝顶宽、上下游坝坡坡度等），设计难度明显增大，需要与园林景观设计单位密切协同设计。同时，对设计者的综合素质要求提高，尤其是对审美能力与结构设计能力要求明显增加，另外，设计制图的难度也明显增加，不规则坝体的表达难度增加。
2、给施工单位增加了较多的施工难度。
坝体不规则外观的施工，使施工放样及施工工艺明显增加了难度。
3、给建设单位增加了较多的投资，也增加了建设管理的难度。
采用自然生态型坝体，需对大坝的外观进行较多的自然化装饰，使工程投资增加。自然化施工目前没有相关的技术标准，因而，给施工管理带来了很大的难度。
4、给水库的运行管理带来了一定的难度。
采用不规则化坝体以及溢洪道，难以明确确定坝体的轮廓线，使划分管理范围、保护范围的难度加大。采用自然化设计的小型水库不宜设置观测设施，因而，在运行管理中，难以准确观测渗漏、位移、沉降等。
5、与《土石坝养护修理规程》在很多方面有冲突。
坝体的自然化设计与《土石坝养护修理规程》（SL210-98）内的“不得在坝面种植树木”，“坝顶应平整”、“轮廓鲜明”等规定有明显的冲突。
四 、结语
土石坝较其他硬质坝体而言，较为生态也较为经济，但也应考虑自然化的设计。对人工建筑物进行自然化设计，使建筑与大自然相融合，是人们审美观念的最终趋势。在保证安全的情况下，建议水利行业在编制小型水库的设计、施工规范及养护规程时，应考虑小型水库的特殊性（面广量大、坝体低矮等），在自然化建设标准方面给予适当放宽，为建设“美丽中国”提供技术支持及便利条件。
关键词：自然化设计生态化 小型水库
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
小型水库自然化设计的必要性
近年来，随着浙江省“千库保安”工程、“百库脱险”工程及小型农田水利工程的建设，一大批小型水库（山塘）进行了除险加固，在实际实施过程中，逐渐发现以下问题：
1、所有大坝（主要指土坝）设计型式基本一样，千篇一律，外观上基本雷同。
如上游坝坡采用硬质材料护坡，下游坝坡采用草皮护坡，坝顶为硬化或半硬化路面，坝体轮廓也基本相同。
平面布置上的直线化
如坝轴线为一条直线，坝顶等宽，坝顶上下游边线、上游坝踵齿墙、下游坝脚排水体均呈直线化，且相互平行。
结构设计的硬质化
因传统原因，结构设计过于安全，上游坝坡多采用硬质材料护坡，溢洪道挡墙也采用硬质材料（（浆砌块石或砼）砌筑或浇筑成形。
4、大坝断面形式的几何规则化
为节约投资及方便设计、施工，大坝断面形式基本一致，上、下游坝坡坡度也趋于规则化。溢洪道设计断面形式也多采用矩形或梯形断面，呈几何规则化。
小型水库多位于乡村山谷中，如采用规则化，硬质化的建筑物，显得与周边环境十分不协调，也不能满足现代人的审美需求。从与自然环境协调的角度来说，人工建筑物应尽量与自然相融合。在以自然景观为主的景区内设计一人工痕迹很重的规则化的景观湖，无疑是对自然景观的破坏，是水墨山水画中的败笔。
采用自然化设计会减少工业产品的应用，有利于节能减排；小水库采用自然化设计使硬质材料建筑物外露减少，有利于减少太阳辐射的升温；小型水库的自然化设计使大体积建筑物变得自然、美丽，也是响应党中央十八大提出的“美丽中国”的具体措施。
二、小型水库自然化设计案例
浙江天目山景区为国家级自然保护区，有“江南奇山”之称。在我国众多的名山中，天目山有着她独特的风貌，被誉为“大树华盖闻九州”，享有“天然植物园”和"“大树王国”之称，自古以来就是宗教名山和旅游胜地, 1996年又被联合国教科文组织接纳为人与生物圈自然保护区。该自然保护区有十分优异的“山景”，“树景”及人文景观，但缺乏有灵性的“水景”，全区仅建有一小水池，水面面积不足2000m2。业主从长远角度考虑，计划于景区入口处建设一景观湖。本人根据现场的地形以及建筑材料等方面考虑，推荐壩型采用粘土心墙坝，该类型坝与硬质材料坝相比，最具有生态性，对环境的影响也最小，与周边自然景观的协调性最好。如按常规设计，就形成了如下效果图所示的较规则的坝体。
天目山景观湖常规化设计效果图（原）
土石材料的坝体虽然最为自然、最为生态，但在某些地方，出现体积很大的规则化人工型建筑物，也会显得与周边环境不协调。本人从自然化的角度考虑，在以自然景观为主的景区变建设景观湖，应尽量避免人工化的痕迹，让游客感觉此湖为天然形成的湖泊，而不是人工筑坝而成的，具有最原始的感觉。从以上这个观点为出发点，本人采取以下几方面的自然化设计。
1、大坝的自然化设计：
大坝平面轴线外形上不呈现规则线条化，坝顶呈不规则的曲线状。
上、下游坝坡坡度均不采用同一坡度，坝坡设计为起伏多变式，最陡处坡度不陡于1：2。
考虑大坝高度较低，坝脚不设排水体、排水沟等常用的规则化的人工建筑物。
坝顶设计为宽窄不一式，最窄处坝顶宽大于5m，局部可做得更宽；坝顶高程设计为高低不同式，高的地方突出为山峰状，最低处满足防洪安全要求即可。
5)上游坝坡不采用硬质材料护坡，保留为填坝时的土石坡，上游坝坡常水位以上及坝顶、下游坝坡采用植被绿化。
6）绿化时适当种植当地的杂草、杂树以便于与周边环境的协调一致，不拘泥于标准式的草皮绿化。
2、溢洪道的自然化设计
1）、不采用人工化明显的砼溢流堰体，可采用与山体质地相同的岩石对溢流堰饰面，不出现砼建（构）筑物。
2）、溢洪道两岸外露边墙不采用常规直立式硬质挡墙，设计考虑外露面为巨石叠砌而成状，内部仍为砼挡墙。
3）、底板不采用常规的砼底板式，考虑采用巨石杂乱堆填式底板或天然开挖的岩石底板。
3、放水设施的自然化设计
1）采用坝底埋设钢管式放水设施，为减少人工化，进水口不设启闭设施，进设进水池一处，并尽量布置于水下。
2）在出水口设置闸门启闭，并尽量布置于隐蔽处。
根据以上设计方案，将规则坝体改造为山体状，其功能仍为挡水蓄水坝体，但景观上较原方案要自然得多。游客由左岸公路进入景区大门时，穿过两“山”体间峡谷末端时，会看到一片清澈见底、宽阔明亮的水面，豁然开朗的感觉就会油然而生，远处的天目山倒映在“湖”水中，形成一幅较有灵性的山水画。如下效果图所示
天目山景观湖自然化设计效果图
三、自然化设计涉及问题
1、给设计单位增加了很大难度。
因坝体形状不规则，难以准确描述很多重要的参数（如坝高、坝顶高程、坝顶宽、上下游坝坡坡度等），设计难度明显增大，需要与园林景观设计单位密切协同设计。同时，对设计者的综合素质要求提高，尤其是对审美能力与结构设计能力要求明显增加，另外，设计制图的难度也明显增加，不规则坝体的表达难度增加。
2、给施工单位增加了较多的施工难度。
坝体不规则外观的施工，使施工放样及施工工艺明显增加了难度。
3、给建设单位增加了较多的投资，也增加了建设管理的难度。
采用自然生态型坝体，需对大坝的外观进行较多的自然化装饰，使工程投资增加。自然化施工目前没有相关的技术标准，因而，给施工管理带来了很大的难度。
4、给水库的运行管理带来了一定的难度。
采用不规则化坝体以及溢洪道，难以明确确定坝体的轮廓线，使划分管理范围、保护范围的难度加大。采用自然化设计的小型水库不宜设置观测设施，因而，在运行管理中，难以准确观测渗漏、位移、沉降等。
5、与《土石坝养护修理规程》在很多方面有冲突。
坝体的自然化设计与《土石坝养护修理规程》（SL210-98）内的“不得在坝面种植树木”，“坝顶应平整”、“轮廓鲜明”等规定有明显的冲突。
四 、结语
土石坝较其他硬质坝体而言，较为生态也较为经济，但也应考虑自然化的设计。对人工建筑物进行自然化设计，使建筑与大自然相融合，是人们审美观念的最终趋势。在保证安全的情况下，建议水利行业在编制小型水库的设计、施工规范及养护规程时，应考虑小型水库的特殊性（面广量大、坝体低矮等），在自然化建设标准方面给予适当放宽，为建设“美丽中国”提供技术支持及便利条件。