永定新河防潮闸建筑与景观设计

郭晓利 张 樑 靳可欣

永定新河防潮闸位于天津市滨海新区。该闸始建于2007年，作为天津市北部的防洪屏障的重要组成部分，对天津防洪、沿岸及支系河道的排涝，保障该地区的经济、社会、环境的可持续发展均起到独特而重要的作用。

永定新河防潮闸拥有“华北第一大闸”的美誉，位于中心生态城门户——彩虹桥的下游侧，北塘古镇旁。站在彩虹桥上眺望入海口，最先映入眼帘的是永定新河防潮闸，雄伟、舒展、通透、灵动，像即将扬帆远航的巨轮停泊在入海口。

永定新河防潮闸全长422.5 m，高出水面24.63 m，景观设计范围为闸址处永定新河两侧，其中闸上游左右岸河堤外50 m宽，400 m长（彩虹桥下），闸下游450 m长，右岸30 m宽，左岸50 m宽。

1 建设要求

永定新河自开挖以来，由于上游径流较少，河道长期受潮汐水流控制，泥沙不断淤积在河道内，使河道的行洪能力大幅度下降，对天津市的防洪安全构成严重威胁，必需进行彻底治理。永定新河治理一期工程，主要建设内容包括河道清淤、复堤、交通桥复建和河口修建永定新河防潮闸。

河道清淤：设计标准为恢复河道原设计50年一遇行洪标准。

复堤：永定新河左堤为2级堤防，堤顶高程按50年一遇洪水位加2.0 m超高设计；右堤为天津市一侧为1级堤防，堤顶高程高于左堤顶约1 m。左右堤设计堤顶宽8 m，迎水坡1∶4、背水坡1∶3。

在河口63+041处新建防潮闸1座，拒海沙于河口之外，避免其继续淤积闸上河道；防潮闸为二等工程，建筑物为2级，设计洪水重现期为50年，校核洪水重现期为100年，相应闸位处设计与校核洪峰流量分别为4 640 m3/s和4 820 m3/s。防潮闸采用深浅孔布置，共20孔，其中主槽部位深孔底板高程-6.0 m，计8孔，每孔净宽15 m；浅孔底板高程-4.0 m，共12孔，每孔净宽15 m，左右两侧各布置6孔。

2 建筑景观设计难点

2.1 地理位置重要

永定新河闸地处滨海新区，位于永定新河入海口，该区域也是永定新河、蓟运河、潮白新河三河共同入海通道。永定新河防潮闸位于中央大道和中新大道之间，上游为中新大道彩虹桥，右岸紧邻享有“泽国之乡”、“金邦玉带”之名的北塘古镇。北塘古镇是具有中国北方传统文化、天津地域特色和北塘地区民俗风情的小镇，也是集文化、旅游、商业、人居四位一体的民俗风情小镇。左岸为中新生态城，中新天津生态城作为中国天津滨海新区的重要组成部分，是滨海新区“经济繁荣、社会和谐、环境优美的宜居生态型新城区”的重要载体和形象标志。故本工程所处地理位置十分重要，对如何进行建筑景观设计提出了很大的挑战。

2.2 闸房体量庞大

永定新河防潮闸被誉为华北第一大闸，闸室段长度宽350 m，加上两侧控制楼，最长达422.5 m；根据工程需要，闸房高达12 m。如何处理好这么大体量的闸房，也给建筑景观设计者提出了巨大的挑战。

3 设计方案

3.1 设计思路与原则

在便于运行管理的基础上，处理好水利景观与城市景观、自然环境景观的关系，体现水利景观与景观水利相结合的理念。

随着滨海新区的快速发展和人们观念的不断进步，水利工程除满足功能的需要外，还要与城市的发展、城市的环境景观相适应，充分体现城市的发展水平，地域风貌、文化特色、历史轨迹。

3.2 总体布局

充分考虑景观感受，采用闸桥结合的方式，使交通和水闸的功能形成完美的统一。

防潮闸分为左右岸控制楼、闸室和上、下游交通。左右岸控制楼对称布置，共4层，每栋建筑面积2 600 m2。防潮闸综合考虑闸下河道冲淤现状、减少闸下运行清淤量，适应天津市滨海新区发展的原则，最终确定20孔方案，其中，深孔8孔，每孔净宽15 m，总宽度137 m，底高程-6.0 m；浅孔12孔，左右各6孔，每孔净宽15 m，总宽度204 m，底高程-1.0 m。深浅孔闸室总宽350 m。深孔工作门采用双扉钢闸门，上扉门位于下游侧，可以沿门槽上下移动。纳潮时，海潮表层清水注入上游河道可减少淤积；冲淤时，上扉门不动，开启下扉门进行冲淤；泄洪时上下扉门同时打开。浅孔工作门采用单扉门，用于挡潮，泄洪时闸门开启。深、浅孔闸门均采用油压启闭机启闭。

根据检修要求，闸室上、下游均设置检修闸门，闸墩顶布置交通桥和工作桥，桥面宽度均为8.55 m，桥顶高程5.8 m。启闭机房坐落于机架桥上，机架桥高程14.00 m，启闭机房顶至交通桥总高13 m。

防潮闸右岸引堤为天津市的防洪屏障，1级堤防，防洪堤顶高程5.80 m，可抵御100年一遇海潮和洪水；左岸引堤为2级堤防，左岸防洪堤顶高程4.80 m，可抵御50年一遇洪水。

防潮闸采用“无人值班，少人值守”的运行管理原则，中控室设在右岸控制楼内，通过计算机监控系统实现远程控制。监控对象主要为防潮闸上下游水位、闸门开度，通过控制闸门的启闭，确保防洪、排涝、防潮等功能的实现。管理用房位于防潮闸右堤上游外侧，与北塘古镇毗邻。

4 建筑及景观设计

4.1 建筑设计构思

永定新河防潮闸位于滨海新区永定新河入海口，北塘古镇旁。站在闸室远眺，上游侧为气势恢宏的中新大道彩虹桥，下游侧是波光粼粼的永定新河入海口，左侧是拔地而起的中心生态城，右侧是民俗风情小镇——北塘古镇。永定新河防潮闸地处永定新河、潮白新河、蓟运河三河入海口，中心生态城的对外窗口，对防潮闸的建筑设计提出了很高的要求，既要具有观赏性，又要具有标志性，既要满足功能的需要，又要协调好水利环境与自然环境、人文环境、历史环境的关系，传承北塘历史文化脉络，彰显滨海新区的无穷魅力，建筑风格力求体现标志性、时代性，尽量做到以人为本，人与环境和谐相生。永定新河防潮闸建筑外观为一艘扬帆远航的巨轮，寓意水利事业一帆风顺、蒸蒸日上，又隐含滨海新区发展空间无限，前景广阔。

4.2 建筑设计

4.2.1 控制楼和和启闭机房

防潮闸控制楼和启闭机房作为水闸整体规划的重要组成部分，高高矗立于永定新河防潮闸上，内设闸门操作区、控制室及叠梁存放区。

控制楼为4层框架结构，控制楼长度为36.26 m，宽度为16.46 m，竖向布置自下而上分别为：叠梁库（高程5.90 m）、控制室（高程14.00 m）和配件库。层间设有楼梯和电梯沟通上下层交通。

启闭机工作桥共20跨，每2孔闸室一联，每联35 m，上下游方向11.20 m；14.00 m高程以下为开敞式，以上为框架结构的启闭机房。启闭机房长度为350.00 m，跨度为7.20 m，高度为7.90 m，通过两端控制楼内交通梯及启闭机房中部钢梯联系上下层交通。启闭机油缸套筒位于启闭机房内，其中深孔油缸套筒伸出屋面5.00 m，顶高程27.00 m。

永定新河防潮闸作为地标性河口建筑物，采用现代建筑风格设计，整个建筑犹如一条扬帆远航的巨轮。作为船头的控制楼，采用弧形设计，二层和四层均设置观光平台，从造型设计上恍如巨轮甲板。电梯井为弧形，成为整个建筑的制高点，整体空间造型丰富，光影的变化赋予建筑形体美的灵魂。启闭机房结合深孔、浅孔闸门的功能自然形成3段，即105、140、105 m（6孔+8孔+6孔）3段，每段之间通过楼梯间过渡，形成强烈的韵律感，打破了350 m长的枯燥单调的感觉。在启闭机房上、下游机架桥上和启闭机房顶各设置观光平台，站在平台之上，细细品味，可感受到迎面扑来的咸咸的带着大海味道的空气，更能感受着这防潮闸的恢弘，近可观赏北塘小镇、彩虹桥，远可眺望中心生态城和入海口及跨海大桥。为了增加安全性和降低成本，启闭机房主体高度控制在7.9 m，而深孔启闭机油缸行程为12.3 m，浅孔启闭机油缸行程为7.3 m，故在深孔油缸套筒突出屋面部分采用U玻幕墙围护，在深浅孔屋面采用不同的钢格栅，构成了不同的建筑空间形态，使建筑体型高低错落，既避免油缸遭受雷击，又丰富了立面造型，形成不同的光影变幻，具有强烈的韵律感，使整个建筑充满了灵动美。启闭机房上下游外立面采用U玻幕墙加以围护，简洁、流畅、通透、明亮，符合现代滨水建筑特点，与周围环境交相辉映，如图1所示。

图1 永定新河防潮闸下游侧视图（实景）

4.2.2 管理区

管理区位于防潮闸右堤上游外侧，彩虹桥下三角地带，总建筑面积2 806.02 m2，布置有管理楼、变电站、车库、机修间和警卫室。管理楼为3层框架结构，总建筑面积2 299.95 m2，其它建筑均为单层框架结构。

管理区紧邻北塘小镇，而整个北塘规划区为一个晚清小镇，故在造型设计中延续北塘地区质朴的建筑风格，加入了明清时期建筑的青砖、灰瓦、花格窗等元素，建筑之间通过外廊、门头等处理方法，既解决了建筑之间功能交通联系，又丰富了建筑空间形态，使管理区与北塘小镇融为一体。

4.3 景观设计

4.3.1 景观设计构思

方案设计总体构思力求打破水利工程固有的设计模式，把水利建筑物及构筑物作为景观的重要组成部分，在满足功能的基础上，构建良好的水利景观。我们在景观设计中提出了如下设计原则。

（1）充分尊重生态环境优先的原则。

（2）水利景观与地域文化的结合：发觉当地的历史文化，并力求反应在景观设计中，延续和传承地方历史文化，将历史、人文与现代科技进行有机融合，体现属地发展进程，形成统一的文化格局。

（3）因地制宜的原则，充分考虑水利工程的功能特点，把水利工程融入到环境景观中。树种以乡土树种为主，注重季节的搭配，注重创造具有水利特色的景观空间

（4）以人为本的原则，尊重自然，使人与自然和谐相生。

4.3.2 绿化景观设计方案

本工程景观设计以水为魂，引领两岸绿化景观。闸桥及两岸桥头景观、堤内生态护岸。堤外疏林草地、管理区密林花丛共4个区构成了景观环境空间。

永定新河防潮闸作为地标性建筑，配套景观设计具有重要作用。桥头及护岸的绿化景观设计更加突出永定新河闸的雄伟、壮观。桥头翼墙成弧形，线条简洁、流畅，与闸室相互映衬。翼墙内侧设置交通、休憩地带，形似卧水腾龙，展现水利事业腾飞之路。植物设计采用国槐、栾树、白蜡、月季、连翘等乡土植物，绿化种植高低起伏，“三季有花、四季常绿”景观的景象为雄伟、壮观的水闸平添了丰富色彩，平添一抹风情。

河堤内景观采用生态护岸的形式，堤外的疏林草地仿佛两岸的绿飘带，柔软、舒展，更凸显了永定新河防潮闸的伟岸。

管理区建筑散布在密林花卉丛中，质朴典雅，与北塘古镇交相辉映。站在下游交通桥上，远望恢弘的跨海大桥，近观闸门的起起落落，吹着习习的海风，闻闻海潮的味道，俯瞰鱼儿水中嬉戏，使人心旷神怡，犹如画中游。

5 结语

随着时代的进步和大众品味的多样化，社会各界对水利工程景观设计的要求也越来越高。从功能形式到环境理念的转变，并不是新鲜事物，怎么创造出更富内涵的水利建筑工程，确是建筑师用心追求的目标。在本项目的设计中，建筑师从水利工程特点入手，充分考虑建筑物的自身功能，融入自然环境、人文环境、历史文脉等因素，努力探索水利工程的景观设计方法，力求创造出独具特色的水利建筑，取得了良好的工程效益，社会效益和环境效益，得到了大众的认可。