人工瀑布的设计探讨.docx

人工瀑布的设计探讨Discussion onDesign of Artificial Waterfall张 琪 1Zh ang Qi姚明甫 2Yao Ming F u（上海汉思建筑设计事务所, 上海 200050；上海化工设计院有限公司，上海 200032）(Shanghai HS Archit ect ure Design Co. Lt d Shanghai 200050; Shanghai Chemical Indust ry Design Inst it ut e Co. Lt dShanghai 200032)摘 要：首先介绍了人工瀑布的形成、分类和作用。然后，以人工瀑布的设计原则为指导思想，结合工作实际案例，详细探讨了人工瀑布的设计要点和设计装饰。最后，重点论述了人工瀑布在未来道路上的发展趋势，并针对目前人工瀑布 在设计方面的局限提出了一些解决方法，在未来景观设计中努力创造出更多师法自然的人工瀑布。 关键词：人工瀑布; 景观; 设计原则; 设计要点; 设计装饰; 发展趋势; 自然Abstract: F ir st ly , t h is paper int r oduced t h e for mat ion , classificat ion and effect of t h e ar t ificial w at er fall inlandscape field. Secondly , accor ding t o t h e guiding idea of design pr inciples about t h e ar t ificial w at er fall, design k ey - point and design decor at ion for t h e ar t ificial w at er fall combined w it h act ual w or k case w er e discussed in det ail. F inally , t h e paper focused on development t r end of ar t ificial w at er fall in t h e fut ur e. T h e paper also put for w ar d some solut ions about limit at ion of design aspect s for t h e ar t ificial w at er fall. We w ould cr eat e ar t ificial w at er fall in landscape design in t h e fut ur e t h at der ived fr om t h e nat ur e.Key words：Ar t ificial w at er fall；Landscape；Design pr inciple；Design k ey - point ；Design decor at ion ；Developmentt r end；Nat ur e人工瀑布是集声、色、光、影于一体的水体景观，是中国传统景观设计的一个重要方面。早在周文王时就有了营造人工瀑 布的先例，随后诸子百家、文人墨客对人工瀑布的论述与观感 赋予了它更深的文化内容，形成了中国独特的人工瀑布文化， 进一步使人工瀑布在景观中得到前所未有的重视，并在漫长的 历史进程中发展出一套中国人特有的、完整的设计手法与理念 1。近代的人工瀑布很多源于自然与古人诗词歌赋的灵感，在许 多具有山溪景观的寺观、皇家园林和大型的山水景观中，都存 在着人工瀑布之景，引人入胜。近年来，随着人们对大自然原 始、生态、野趣等属性的崇尚与喜爱，再加上新技术、新材料的 广泛应用，现代景观中人工瀑布设计比比皆是，并且造型也有 了很大的变化。人工瀑布在西方的应用同样也是源远流长。公元前 1417- 前 1379 年，酷爱园林的埃及国王 Amen h ot op 三世，为皇后在 其家乡 Ak h mim 城附近挖人工水池并建造人工瀑布，可以说是世界上最早的人工瀑布，比我国周文王还要早几百年2。随后伊斯兰的四方园水景开始出现并得到完善。在文艺复兴时期， 人工瀑布向欧式风格发展，讲究黄金分割、规整有序化，与 崇 尚自然 的设计手法有所区别。到 18 世纪欧洲浪漫主义兴起， 受东方景观的影响，首先在英国开始出现了一种全新的风景 园，人工瀑布开始回归其自然的面貌。本文对人工瀑布的设计进行介绍和分析，并结合实际案例 加以诠释。为今后人工瀑布的设计与发展提供了体会、借鉴与 反思的素材，以求人工瀑布的设计形式更为丰富多彩、设计材 料更加生态环保、运用成本更加节约低廉。1 人工瀑布的形成、分类和作用1. 1 人工瀑布的形成天然瀑布是指溪流、河流等水道的水体从陡坡处滚落而下 形成的景观。人工瀑布就是以天然瀑布为蓝本，通过工程手段2010（04）輪輯表 1 瀑布用水量估算表（每米用水量）瀑布落水高度 / m蓄水池水深 / m瀑布落水高度 / m蓄水池水深 / m用水量 / L. s- 1用水量 / L. s- 10. 300. 901. 502. 106913163. 004. 507. 50 7. 50192225323456781012营建的水体景观。由于水体坠落的形式差异，就产生了丰富多变的瀑布形态。1. 2 人工瀑布的分类人工瀑布种类的划分依据很多，不同种类的划分就产生不 同类别。根据人工瀑布水流的跌落形式，可划分三种形式：1. 2. 1 自然式瀑布 模仿自然景观中河床陡坎造成落水形式，水从陡坡处滚落下跌形成的瀑布景观。自然式瀑布多用于突出自然景观于情趣 的环境中。如：美国 F r an k Lloy d Wr igh t 设计的“流水别墅”， 人工瀑布是这幢房子的最大亮点，并因此闻名于世，成为现代 私家住宅的设计典范2。1. 2. 2 规则式瀑布 强调水的规则性和秩序性，有着规整的人工构筑落水口，瀑面连续而平滑，可形成一级或多级的跌落形式，承水池也多 为规则式，有着很强的装饰效果，多用于较为规整的人工建筑 环境中。如：沈阳龙之梦购物中心的水景设计，以壮观的规则式 瀑布结合喷泉造景，突出空间的纵向感。1. 2. 3 斜坡式瀑布 是规则式瀑布的一种变化形式，落水由斜面滑落，它的表面效果受斜坡表面质地、结构的影响，体现了一种较为平静、含 蓄的意趣，适用于较为安静的场所。如：在南通的优山美地项目 中，会所架空层中设计金字塔形水景，斜坡瀑布的水纹动感、不 锈钢的金属反光以及郁金香的昂然生机，被有机地结合在一 起，成为一处集装置结构及景观艺术于一体的作品。1. 3 人工瀑布的作用人工瀑布在景观中有重要的作用，设计良好的人工瀑布是 景观中的一道亮丽的风景线。人工瀑布还能与周围的事物相互 协调，创造一种和谐、愉悦的氛围。1. 3. 1 提供感官愉悦 人工瀑布是一种特殊的动态水景观，它熔形美、声美、色美于一炉，为景观增添迷人的景象。人工瀑布活泼灵动，波光晶 莹，剔透清亮，令人感觉欢愉，兴奋和感动。1. 3. 2 改善局部环境 瀑布有调节小气候的功能和降尘、净化空气及调节湿度的作用。尤其是水与空气的撞击能产生大量的负氧离子，增加了 环境中的负氧离子浓度, 有利于人们的身心健康，使人感到心 情舒畅 ，给人们带来心灵与情绪上的平静和享受。1. 3. 3 构成景观焦点 人工瀑布的形态和声响能引起人们的注意，容易吸引住人们的视觉和听觉。人工瀑布作为景观的中心，也容易使人产生一种视觉美和听觉美，引人入胜，使人浮想联翩。2 人工瀑布的设计2. 1 人工瀑布的设计原则人工瀑布是将自然界的水之美再现于人工景观中，以大自 然中瀑布的外观形态和性格内涵为蓝本来设计人工瀑布就是 一个基本原则，具体体现在以下几点：2. 1. 1 借自然之形 在人工瀑布的塑造中，应师法自然，以自然瀑布的外观和气势作为造景的依据，利用水的可塑性，创造丰富多彩的人工 瀑布形态。水石交融，不仅能产生佳景，更可产生美声，充分体 现自然之情趣。2. 1. 2 仿自然之性 中国古代的哲学家将人工瀑布拟人化，称其有德、仁、智、义、勇、善等特性3。在营造人工瀑布时，要最大程度地去理解和 发挥它的这些特性，挖掘更深层次的精神内涵，赋予它的生命 与灵魂。2. 1. 3 引自然之象 自然界的天象是丰富多彩的：日、月、星、光、雾等都能引入人工瀑布中。如刘禹锡对瀑布的吟咏：“石坚澈清响，叶动承余 洒。前池明月中，见是银河泻。”天上的月映入静态的承水池中， 虚虚实实，在人工瀑布不运作时能观赏到月趣。要使人工瀑布 的美感更具有文化气息，更富有诗情画意，可以借一年四季的 天气变化，加之大自然中的植物配置等而产生的形、声、色、光 等，使人工瀑布无论运作与否都展现出不同的美景。2. 1. 4 循自然之理 在人工瀑布的设计中，做一个曲折无尽的源头，这就是循其理。但更深的人工瀑布之理，则是在驻足观赏它时，能使观赏 者感悟到水的八德内涵之理，从而能更深的感悟到人生之理。 所以，人们对人工瀑布的欣赏并不止于其形、声、色等外在美， 而是能深入到它所体现的人生哲理的隐喻4。2. 1. 5 传自然之神 在描述大自然瀑布中，除了李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的绝句外，要数徐霞客游大理玉龙山所写的瀑布 最传神了4。人工瀑布不能仅仅止于诗画，它更是诗画的实体。 所以，在设计人工瀑布时，必须领会自然的神韵，根据实际情况 创造不同的景观。总之，经过借引自然之形体，仿效自然之特性，引导自然之2010（04）輪輰天象，深究自然之水理，所获得之瀑布，无疑就能传出自然之神韵。2. 2 人工瀑布的设计要点人工瀑布的设计要点由水流量、落水堰口、瀑布底衬、瀑 身、承水池、循环水泵、净水设备及循环管道系统等组成 。2. 2. 1 水流量 人工瀑布的水流量不同，营造出的气势也不同。根据国外资料 显示，随着瀑布跌落高度的增加，水流厚度、水量也要相应增 加，才能保证落水面完整的效果。一般高 2 米的瀑布，每米宽度 流量为 0. 5m3/ 秒较为适当；若瀑高为 3 米的瀑布，沿墙滑落， 水厚应达 35mm 左右；若为有一定气势的瀑布，水厚常在15mm 以上2。下表是瀑布用水量估算情况。2. 2. 2 落水堰口 不同造型的人工瀑布可以通过落水堰口形式来塑造，它的意境也可以通过落水堰口的处理来表达。平滑细腻的落水堰口 使水体的下落流畅柔和，表达出一种宁静高雅的意境；而凸凹 粗糙的落水堰口则使水体的下落参差激荡，伴随一些雾气，表 达出一种磅礴壮丽的气势。落水堰口一般可分为自然式，规则 式和曲折式三种。2. 2. 4 瀑身水从落水堰口溢出后形成的水流称为瀑身，它是表现瀑布 不同水态和性格的主体。通过瀑身的变化，可创造丰富的景观 效果。设计师要根据瀑布所在环境的具体情况、空间景观的特 征来确定其性格。比如在人工瀑布底衬上镶嵌镜面石、分流石、 破滚石，沿底衬流淌的瀑身则形成分瀑、侧瀑、溅瀑等不同形状。2. 2. 5 承水池 为了防止水流冲击而形成泼溅的现象，应在落水口下面做一个承水池，瀑布承水池宽度至少应是瀑布高度的 2/ 3 ，即：B2/ 3H ，并且保证落水点为池的最深部位5。瀑布跌落到水面时会产生水声和水花，如果在景观造景中 充分利用，可产生更加丰富的听觉和视觉效果。常见的做法是 在承水池落水处放一块的“击水石”，或者放入构筑物。如：在上 海七宝镇一道路景观中，在以高大塑石假山为背景的人工瀑布 承水池中建造一个水车，它可借落水的力量转动，用来营造田 野氛围，给人以亲近的乡村感受。2. 2. 6 循环水泵与循环水管系统 人工瀑布的水要尽量循环使用，循环水泵常用潜水泵直接隐蔽 安装在承水池中，潜水泵的流量与扬程须经水力计算，满足瀑 布流量与跌落高差的需要。循环管道系统包括输水管道与穿孔管。穿孔管隐蔽铺设在 水源蓄水池内，穿孔管的长度等于堰口的宽度。2. 2. 7 净水设备 人工瀑布的水在循环使用过程中，受灯光或日光照射、大气降 尘、地面杂质、底衬材料等的污染，污染物主要是藻类、无机悬 浮物及细菌等，需定期作净化处理与消毒。2. 3 人工瀑布的设计装饰2. 3. 1 瀑布的照明 对人工瀑布进行合理的照明设计可使人们欣赏到瀑布迷人的夜景景观，五颜六色的波光增添了瀑布的无穷魅力和神秘 感，具有变色程序的动感照明增加了水的动态以及艺术美感， 强调了瀑布的造型力度6。如：在宝山达安春之生项目中，白色 光源安装于人工瀑布的堰口处，使水体显得更为晶莹，呈现出 梦幻效果。瀑布的照明方式多种多样，应视不同环境特点采用 灵活多变的手法。2. 3. 2 雕塑小品 在人工瀑布设计中用雕塑小品点缀承水池，可以增加人工瀑布的多样性及层次性。据记载，早在我国秦代就已有“石鲸 鱼”雕塑，“石鲸鱼”长达二百丈，堪称水中雕塑之最7。随着现代 科技水平及材料科学的进步，雕塑小品的形式设计早已跃上了 新的高度，更加强调与人工瀑布主体的协调、整体的统一，但又 彰显个性化的艺术特征，有着更为丰富的表现形式、想象空间 和主题思想。2. 3. 3 植物配置 植物不仅会给人工瀑布带来丰富的视觉色彩与情感特征，而且也是构成人工瀑布自然生态的关键所在。在人工瀑布山石A 自然式落水堰口根据经验，一般自然式落水堰口宽13 米，可以用一块光滑的石板、砼板作溢水口。溢水口应与山石或塑石融为一体，模仿自然形态，并以树木及岩石加以隐蔽 或装饰。如：杭州萧山和平公园自然式瀑布顺应地势，有高有 低，高处平展宽阔的瀑身极有气势，而落水堰口隐约显现于植 物与山石之间，由于它的粗糙不整齐而形成重复的具有韵律感 的皱褶，非常美观。B 规则式落水堰口在人工瀑布堰口的抹灰上最好包裹不锈钢板、铝合金板、复合钢板等新型材料，并在板的接缝处仔细打平、上胶至光滑，使溢水口呈现出一种平整、新颖的造型 感。如：在上海宝山一个高层住宅区中，人工瀑布口的金属材质 与光滑的玻璃面结合，使瀑布产生平滑而又静寂的效果。C 曲折式落水堰口当瀑布的水膜很薄，堰口水流厚度有限，而堰口又为粗糙材质时，容易造成瀑面不光滑完整。可采用以下办法：将瀑布口处的山石作卷边处理；堰唇采用不锈钢 制作；也可以将溢水口异形处理成曲线、锯齿状、圆孔和多个溢 水池交叉跌水等，使水流呈不同形状跌落，也是另一种趣味。 如：杭州商业广场的人工瀑布设计构思精妙，瀑布口为池壁上 的一组凹槽，水由此流出，形成二级落水瀑布，具有装饰的图案 效果。2. 2. 3 瀑布底衬 人工瀑布底衬的材料可用混凝土、花岗岩、玻璃幕墙或块石等，形状有阶梯形、垂直形、斜坡形等。为了使水流更具动感， 光的折射以及水形变化，可将瀑布底衬做成折线形粗糙凹凸； 或在底衬上镶嵌凸出的块石。如：在上海松江天邻小区入口的 人工瀑布以高大的渐进式的景墙为底衬，随着景墙坡度的变 化，瀑布也呈现出不同的形态。2010（04）輪輱间点缀些湿生植物，如落新妇属、水芋、马蹄莲、多种蕨类、鹿蹄草等，可增加地势的变化，丰富色彩，逼真模仿自然瀑布原始的 地貌特征，尤其是在地形轮廓线不是很理想的地方，植物使瀑 布自然地融入整体环境中8。如：在山东临沂大学城公共景观 中，人工瀑布的水源自山体沿着层层错落的景石顺势而下，散 生的蕨类植物与盛开的菖蒲点缀在布满苔藓的石缝中，使瀑布 充满野趣和生机。另外，承水池中的水生植物使人工瀑布的边 缘显得柔和动人，弱化人工瀑布与周围环境生硬的分界线，使 人工瀑布自然地融入整体环境之中。工瀑布设计时直接应用12。4 结束语人工瀑布是模仿自然瀑布的景观综合体，是山石、水体、植 物等组成的有机整体。所以，人工瀑布要符合自然瀑布本身所 具有的特性和品质。人工瀑布又是一种人造景观，还要满足人 们对它造型的审美要求以及对它装饰设计的追求。这就要求设 计师在对人工瀑布各个组成部分的设计中都要仔细推敲研究， 在设计手法和细部材料运用上都要精益求精，努力创造出更多 “源于自然，而高于自然”的人工瀑布景观。同时，人工瀑布设计仍需进一步完善，特别是设计装饰方 面和能源消耗问题。为了满足这一要求，当务之急是探求更多 的设计方法来解决目前所存在的不足。今后有必要在这一方面 投入更多的研究力量。3 人工瀑布设计的发展趋势3. 1 文化内涵趋势有些人工瀑布设计过分追求形式、贪大求洋、生搬硬套，缺 少文化内涵和地域特色, 也有悖于传统理水造景理念。随着科 技的进步和人们对人工瀑布认识的扩展与加深，需要我们从高 科技的西方理水文化中走出来，去寻找我们中华民族理水文化 的根，创造出既是高科技的、又具有强烈文化内涵的瀑布艺术 形式9。3. 2 低能耗趋势目前人工瀑布的用水体系不完善，水资源利用率低。很多 人工瀑布都独立于天然水系，依靠地下水或自来水系统来维 持，每年要消耗大量的水资源，利用后的水也多直接排到下水 道，而没有用于周围绿地浇灌或补充到循环水系中，造成用水 量逐年增加。中国传统园林中有假山的运用，这是有真正的石 头堆叠而成的假山10；到了近代则发展了用形形色色的材料制 作假山，并且相当普及。而假水的运用，除了最简单的承水池池 底涂水色或用透明玻璃等比喻为水外，完全的假水则只见于舞 台艺术。在金达莱舞蹈节目中，看到一群少女在“瀑布”下淋浴嬉 戏的场景，这一“瀑布”从“天”而降，高约 5- 6 米，其形其色都如 真的瀑布，使观众吃惊的是“瀑止而衣不湿”。由此，我深受启 示，若这种假瀑布被用于园林造景中，既减少了传统人工瀑布 中对水资源的浪费，又降低了对水质净化处理等方面的资金和 人力消耗。3. 3 雨水利用趋势目前人工瀑布的主要水源是地面水、地下水和自来水，也 可用污水经深度处理后的再生水作为水源，