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水利工程作为一项利民工程,不仅可提升社会大众的生活质量,实现对水资源的科学配置与利用,还是我国社会经济发展的基础,特别是面对日趋严峻的水资源短缺形势,开展好水利工程设计、水利建筑景观开发建设等工作,不仅有助于应对水资源危机,还可满足人们对水资源合理利用及防洪排涝的需求,对于建立起人类与环境和谐共处的关系有着十分重要的现实意义。近年来,建筑美学在水利工程设计中的应用得到业界越来越广泛的关注,其相关课题研究具有重要意义。《水工建筑物设计与水利工程管理》一书依照水工建筑物设计和水利工程管理的各项政策和规定,并结合实际管理经验,为读者全面系统阐述了水工建筑物设计与水利工程管理的相关内容,对研究建筑美学在水利工程设计中的应用可提供有力指导。
《水工建筑物设计与水利工程管理》由十五章组成,第一章为水工建筑物基础,首先介绍了水利工程及其建设,其次阐述了水利枢纽与水工建筑物,最后探讨了水利水电枢纽工程等级划分及设计洪水标准。第二章混凝土重力坝设计,介绍了重力坝相关基础理论、非溢流重力坝剖面设计、重力坝的荷载及其组合等内容。第三章土石坝设计,介绍了土石坝的相关基础理论、土石坝的剖面和构造、土石坝的筑坝材料选择与填筑要求等内容。第四章河岸溢洪道设计,介绍了河岸溢洪道的相关基础理论、正槽溢洪道、侧槽溢洪道等内容。第五章水闸设计,介绍了水闸的类型与工作特点、闸址选择和闸孔设计、闸室的布置和构造。第六章水工隧洞设计,介绍了水工隧洞的相关基础理论、水工隧洞的总体布置与选线、水工隧洞的进口段等内容。其他章节研究了渠道与渠系建筑物、水利工程管理基础、水工建筑物的检查观测、水库的运用与管理等内容。作者为具有丰富经验的一线专家,全书不仅有丰富的理论内容,还有典型的实际案例,表现出突出的专业性、实用性、指导性、可读性,可为相关人员开展水工建筑物设计与水利工程管理提供帮助。
结合《水工建筑物设计与水利工程管理》一书而言,水利工程设计影响着水利工程施工质量及施工成本。首先,水利工程设计与水利工程施工质量息息相关。因为设计过程中难以明确工程完工后的状态,所以设计中的失误往往难以被及时发现,而水利工程施工依据设计开展,设计失误极可能引发施工事故。其次,在开展水利工程设计过程中,应结合实际情况,尽可能设计出最佳的方案,在保障施工质量的同时尽量控制施工成本,实现效益最大化。然而,现阶段我国水利工程设计仍未达到理想的水平,水利工程设计中仍存在诸多问题。一是缺乏对因地制宜开展工程设计的重视程度。我国土地广袤,各地区自然环境、地质地貌不尽相同,工程地处向斜或背斜,地面基石受侵蚀能力或强或弱,单位时间降水或强或弱等均会对水利工程设计带来或多或少的影响。设计人员往往难以全面了解各地区的自然环境、地质地貌情况,再加上受时间紧迫等外界因素制约,使得设计人员通常在未全面掌握相关信息的情况下即开展设计工作,造成设计效果与实际效果存在不小的差距。二是缺乏对施工成本的有效重视。施工成本是水利工程设计所需关注的一项重要因素,而就现阶段水利工程设计实际而言,大量设计方案并没有足够重视施工成本。水利工程施工需要应用大量的材料,且材料单价变化大,设计人员往往采用过去的设计材料及设计单价,而没有结合实际情况采用尽可能合适的材料,进而造成施工成本显著升高。三是设计人员综合素质参差不齐。水利工程设计对设计人员综合素质提出了较高要求,而现阶段水利工程的设计人员综合素质参差不齐,对设计人员的专业培训不够重视,使得设计人员对先进的设计手段掌握不充分,进而制约了水利工程设计水平的提高。
《水工建筑物设计与水利工程管理》一书提出,通过将建筑美学巧妙地应用于水利工程设计中,不仅可创造良好的经济效益、社会效益,还可推动工程区域文化建设的发展,使水利工程、建筑美学的价值都得到充分凸显。因而,建筑美学在水利工程设计中的应用尤为必要。为实现建筑美学在水利工程设计中的充分应用,应当遵循以下几方面原则:一是生态环境改善原则。伴随水利工程设计技术、施工技术的不断发展与成熟,社会大众对水利工程的功能提出了越来越多元化的要求,即在实现发电、防洪等功能的基础上,还对其提出了可持续发展的要求。鉴于此,应立足于生态系统的发展规律,推进生态优化设计,开展对生态系统的监测评估工作,明确环境因子与生物因子的关联性,制定水利工程建设的生态目标,在建立人与自然和谐共处关系的基础上,加强对先进理念、先进技术的应用,并加强对周边自然生态环境的有效保护,进而提升水利工程功能的丰富性,推动水利工程及相应区域的可持续发展。二是技术与美学相结合原则。水利工程是一项复杂的系统工程,涉及面十分广泛,不仅要满足发电、防洪、灌溉、旅游等需求,还要考虑生态系统的可持续发展要求,因而建筑美学在水利工程设计中的应用,应确保设计满足工程、技术、生态等多方面的要求,秉承效益最大化、风险最小化原则,基于此,实现对工程构成元素的有效整合。三是个性与创新原则。建筑美学在水利工程设计中的应用,应注重充分展现水利工程的美观性及其景观特征,因而在设计实践中应摆脱传统观念束缚,不断开拓创新,推进水利工程布局、外观、色彩等不同方面的创新,并强调水利工程与周边自然环境的和谐,秉持以人文本的设计理念,尽可能推进建筑美学与水利工程的有机融合。另外,在水利工程设计实践中,设计人员可立足于实际,结合具有自身风格的设计形式,展现每个水利工程建筑的个性特色。
针对现阶段水利工程设计中存在的一系列问题,以及建筑美学在水利工程设计中所需遵循的原则,对于建筑美学在水利工程设计实践中的应用,可从下述几方面着手:一是建筑美学在水利工程建筑总平面设计中的应用。水利工程建筑总平面设计主要包含水利工程主体建筑物及相关配套设施的总平面布局,其中主体建筑物包括坝、闸、泵站等,配套设施包括管理用房、生活用房、活动场地等。比如,在泵站总平面设计中,泵站枢纽涉及泵房、办公楼、配电房、锅炉房、宿舍等建筑,传统的总体平面设计通常只设计水工工程位置图,并不会开展配套建筑及环境总体规划设计工作,该种设计模式缺乏对建筑总体、环境的规划布局,总图中常会有一大部分空白区域没有设计内容,这使得建设方对空白区域的建设具有盲目性。通常情况下,水利工程会建设在远离城市的地区,并注重与风景区相结合,因而,水利工程建筑的总平面设计一方面要满足基本的使用要求,保证合理的功能区分布,建筑物相互间连接便捷,交通线简洁、畅通,缩减不同使用功能相互间的交叉影响;另一方面要强调环境设计,注重设计绿化区、运动区、休息区等功能空间,使水利工程建筑整体空间造型趋于丰富。另外,水利工程建筑总体设计风格可结合实际情况而定,建立起建筑与周围环境的和谐关系。二是建筑美学在水利工程建筑平面设计中的应用。与水利工程建筑总平面设计相近,通常水利工程建筑的设计流程为第一步由水工等专业人员提出专业设备布置要求,接着由水利工程、建筑设计人员共同制定水利工程建筑平面布置形式,其中,建筑设计人员应协调好总图布置中建筑与交通的关系,以及确保建筑的各项功能可满足规范要求及使用需求。与此同时,建筑设计人员还应发挥自身的主观能动性,尽可能使水利工程建筑空间充分利用。因为水利工程建筑的特殊性,其结构布局应当与水利工程设计规范相符,适应水利工程、配套设备安装的要求,并且在与建筑专业的配合方面,应进行全面深入的探究,方可实现彼此间的协调。三是建筑美学在水利工程建筑造型设计中的应用。建筑造型设计一般讲求与其所处对应环境协调统一,而并非在设计过程中通过设计人员进行主观臆想。与此同时,在某一整體环境下的多个建筑之间,因为体量的不尽相同,所以设计过程不仅要考虑它们的差异性,还要确保这种差异性不超出整体的统一。比如,泵房通常为简单的矩形,因为其有着相对大的体量及偏高的高度,所以在造型设计过程中应注重展现其豪放的气质。在对该部分水利工程建筑进行设计时,因为它们难以跟公共建筑一样存在形体上的对比、组合关系,所以应尽可能发挥其大体量特征,借助开窗、墙面与柱体的进退等方式,使其造型的细节更丰富,进而实现强烈的视觉表现力。比如在泵房、配电房毗邻设计过程中,可借助与泵房相连接的配电房,将泵房视作形体组合的重要组成部分,进而对泵房与配电房开展统筹设计,实现更为丰富的组合效果。而对于诸如启闭机房加两侧桥头堡类的水利工程建筑,因为机房有着相对长的长度,有时甚至可达到数百米,为此在设计实践中可有效引入“韵律”的设计方式,将每跨都设计成一个造型因子,进而构建起一系列有韵律、有节奏的线性体,在外观上实现既变化又统一的协调美,给人以井然有序、自由灵动的感觉。
总而言之,在确保水利工程质量的前提下,将建筑美学运用于水利工程设计中,推进实用性与艺术性的有机融合尤为重要。在此过程中,设计人员应充分发挥自身的主观能动性,展现水利工程的建筑美学效果,给人们以美的享受。不过,在建筑美学运用于水利工程设计前,设计人员应开展现场勘察工作,结合水利工程实际情况,立足于自然发展规律,凭借自身的艺术创作方式建立起人与自然的和谐共处关系,使传统水利工程设计由仅关注单一功能转变成多元功能的综合体现,提升水利工程的艺术观赏价值,使水利工程在社会经济、精神文明建设中发挥更大的作用。《水工建筑物设计与水利工程管理》一书内容翔实,逻辑清晰,实例丰富,可作为水利工程设计专业等相关专业教材,同时也可供水利工程设计专业相关人员参考使用,对于研究建筑美学在水利工程设计中的应用亦可提供有益借鉴。
作者简介:苟彬(1974—),男,四川宜宾人,洛阳师范学院美术与艺术设计学院副教授,研究方向为美术教育、美术创作与视觉文化
《水工建筑物设计与水利工程管理》由十五章组成,第一章为水工建筑物基础,首先介绍了水利工程及其建设,其次阐述了水利枢纽与水工建筑物,最后探讨了水利水电枢纽工程等级划分及设计洪水标准。第二章混凝土重力坝设计,介绍了重力坝相关基础理论、非溢流重力坝剖面设计、重力坝的荷载及其组合等内容。第三章土石坝设计,介绍了土石坝的相关基础理论、土石坝的剖面和构造、土石坝的筑坝材料选择与填筑要求等内容。第四章河岸溢洪道设计,介绍了河岸溢洪道的相关基础理论、正槽溢洪道、侧槽溢洪道等内容。第五章水闸设计,介绍了水闸的类型与工作特点、闸址选择和闸孔设计、闸室的布置和构造。第六章水工隧洞设计,介绍了水工隧洞的相关基础理论、水工隧洞的总体布置与选线、水工隧洞的进口段等内容。其他章节研究了渠道与渠系建筑物、水利工程管理基础、水工建筑物的检查观测、水库的运用与管理等内容。作者为具有丰富经验的一线专家,全书不仅有丰富的理论内容,还有典型的实际案例,表现出突出的专业性、实用性、指导性、可读性,可为相关人员开展水工建筑物设计与水利工程管理提供帮助。
结合《水工建筑物设计与水利工程管理》一书而言,水利工程设计影响着水利工程施工质量及施工成本。首先,水利工程设计与水利工程施工质量息息相关。因为设计过程中难以明确工程完工后的状态,所以设计中的失误往往难以被及时发现,而水利工程施工依据设计开展,设计失误极可能引发施工事故。其次,在开展水利工程设计过程中,应结合实际情况,尽可能设计出最佳的方案,在保障施工质量的同时尽量控制施工成本,实现效益最大化。然而,现阶段我国水利工程设计仍未达到理想的水平,水利工程设计中仍存在诸多问题。一是缺乏对因地制宜开展工程设计的重视程度。我国土地广袤,各地区自然环境、地质地貌不尽相同,工程地处向斜或背斜,地面基石受侵蚀能力或强或弱,单位时间降水或强或弱等均会对水利工程设计带来或多或少的影响。设计人员往往难以全面了解各地区的自然环境、地质地貌情况,再加上受时间紧迫等外界因素制约,使得设计人员通常在未全面掌握相关信息的情况下即开展设计工作,造成设计效果与实际效果存在不小的差距。二是缺乏对施工成本的有效重视。施工成本是水利工程设计所需关注的一项重要因素,而就现阶段水利工程设计实际而言,大量设计方案并没有足够重视施工成本。水利工程施工需要应用大量的材料,且材料单价变化大,设计人员往往采用过去的设计材料及设计单价,而没有结合实际情况采用尽可能合适的材料,进而造成施工成本显著升高。三是设计人员综合素质参差不齐。水利工程设计对设计人员综合素质提出了较高要求,而现阶段水利工程的设计人员综合素质参差不齐,对设计人员的专业培训不够重视,使得设计人员对先进的设计手段掌握不充分,进而制约了水利工程设计水平的提高。
《水工建筑物设计与水利工程管理》一书提出,通过将建筑美学巧妙地应用于水利工程设计中,不仅可创造良好的经济效益、社会效益,还可推动工程区域文化建设的发展,使水利工程、建筑美学的价值都得到充分凸显。因而,建筑美学在水利工程设计中的应用尤为必要。为实现建筑美学在水利工程设计中的充分应用,应当遵循以下几方面原则:一是生态环境改善原则。伴随水利工程设计技术、施工技术的不断发展与成熟,社会大众对水利工程的功能提出了越来越多元化的要求,即在实现发电、防洪等功能的基础上,还对其提出了可持续发展的要求。鉴于此,应立足于生态系统的发展规律,推进生态优化设计,开展对生态系统的监测评估工作,明确环境因子与生物因子的关联性,制定水利工程建设的生态目标,在建立人与自然和谐共处关系的基础上,加强对先进理念、先进技术的应用,并加强对周边自然生态环境的有效保护,进而提升水利工程功能的丰富性,推动水利工程及相应区域的可持续发展。二是技术与美学相结合原则。水利工程是一项复杂的系统工程,涉及面十分广泛,不仅要满足发电、防洪、灌溉、旅游等需求,还要考虑生态系统的可持续发展要求,因而建筑美学在水利工程设计中的应用,应确保设计满足工程、技术、生态等多方面的要求,秉承效益最大化、风险最小化原则,基于此,实现对工程构成元素的有效整合。三是个性与创新原则。建筑美学在水利工程设计中的应用,应注重充分展现水利工程的美观性及其景观特征,因而在设计实践中应摆脱传统观念束缚,不断开拓创新,推进水利工程布局、外观、色彩等不同方面的创新,并强调水利工程与周边自然环境的和谐,秉持以人文本的设计理念,尽可能推进建筑美学与水利工程的有机融合。另外,在水利工程设计实践中,设计人员可立足于实际,结合具有自身风格的设计形式,展现每个水利工程建筑的个性特色。
针对现阶段水利工程设计中存在的一系列问题,以及建筑美学在水利工程设计中所需遵循的原则,对于建筑美学在水利工程设计实践中的应用,可从下述几方面着手:一是建筑美学在水利工程建筑总平面设计中的应用。水利工程建筑总平面设计主要包含水利工程主体建筑物及相关配套设施的总平面布局,其中主体建筑物包括坝、闸、泵站等,配套设施包括管理用房、生活用房、活动场地等。比如,在泵站总平面设计中,泵站枢纽涉及泵房、办公楼、配电房、锅炉房、宿舍等建筑,传统的总体平面设计通常只设计水工工程位置图,并不会开展配套建筑及环境总体规划设计工作,该种设计模式缺乏对建筑总体、环境的规划布局,总图中常会有一大部分空白区域没有设计内容,这使得建设方对空白区域的建设具有盲目性。通常情况下,水利工程会建设在远离城市的地区,并注重与风景区相结合,因而,水利工程建筑的总平面设计一方面要满足基本的使用要求,保证合理的功能区分布,建筑物相互间连接便捷,交通线简洁、畅通,缩减不同使用功能相互间的交叉影响;另一方面要强调环境设计,注重设计绿化区、运动区、休息区等功能空间,使水利工程建筑整体空间造型趋于丰富。另外,水利工程建筑总体设计风格可结合实际情况而定,建立起建筑与周围环境的和谐关系。二是建筑美学在水利工程建筑平面设计中的应用。与水利工程建筑总平面设计相近,通常水利工程建筑的设计流程为第一步由水工等专业人员提出专业设备布置要求,接着由水利工程、建筑设计人员共同制定水利工程建筑平面布置形式,其中,建筑设计人员应协调好总图布置中建筑与交通的关系,以及确保建筑的各项功能可满足规范要求及使用需求。与此同时,建筑设计人员还应发挥自身的主观能动性,尽可能使水利工程建筑空间充分利用。因为水利工程建筑的特殊性,其结构布局应当与水利工程设计规范相符,适应水利工程、配套设备安装的要求,并且在与建筑专业的配合方面,应进行全面深入的探究,方可实现彼此间的协调。三是建筑美学在水利工程建筑造型设计中的应用。建筑造型设计一般讲求与其所处对应环境协调统一,而并非在设计过程中通过设计人员进行主观臆想。与此同时,在某一整體环境下的多个建筑之间,因为体量的不尽相同,所以设计过程不仅要考虑它们的差异性,还要确保这种差异性不超出整体的统一。比如,泵房通常为简单的矩形,因为其有着相对大的体量及偏高的高度,所以在造型设计过程中应注重展现其豪放的气质。在对该部分水利工程建筑进行设计时,因为它们难以跟公共建筑一样存在形体上的对比、组合关系,所以应尽可能发挥其大体量特征,借助开窗、墙面与柱体的进退等方式,使其造型的细节更丰富,进而实现强烈的视觉表现力。比如在泵房、配电房毗邻设计过程中,可借助与泵房相连接的配电房,将泵房视作形体组合的重要组成部分,进而对泵房与配电房开展统筹设计,实现更为丰富的组合效果。而对于诸如启闭机房加两侧桥头堡类的水利工程建筑,因为机房有着相对长的长度,有时甚至可达到数百米,为此在设计实践中可有效引入“韵律”的设计方式,将每跨都设计成一个造型因子,进而构建起一系列有韵律、有节奏的线性体,在外观上实现既变化又统一的协调美,给人以井然有序、自由灵动的感觉。
总而言之,在确保水利工程质量的前提下,将建筑美学运用于水利工程设计中,推进实用性与艺术性的有机融合尤为重要。在此过程中,设计人员应充分发挥自身的主观能动性,展现水利工程的建筑美学效果,给人们以美的享受。不过,在建筑美学运用于水利工程设计前,设计人员应开展现场勘察工作,结合水利工程实际情况,立足于自然发展规律,凭借自身的艺术创作方式建立起人与自然的和谐共处关系,使传统水利工程设计由仅关注单一功能转变成多元功能的综合体现,提升水利工程的艺术观赏价值,使水利工程在社会经济、精神文明建设中发挥更大的作用。《水工建筑物设计与水利工程管理》一书内容翔实,逻辑清晰,实例丰富,可作为水利工程设计专业等相关专业教材,同时也可供水利工程设计专业相关人员参考使用,对于研究建筑美学在水利工程设计中的应用亦可提供有益借鉴。
作者简介:苟彬(1974—),男,四川宜宾人,洛阳师范学院美术与艺术设计学院副教授,研究方向为美术教育、美术创作与视觉文化