趙瑞澤　楊青娟

摘要：都江堰水利工程是著名的世界文化遺產(chǎn)、水利工程遺產(chǎn)，由都江堰渠首工程、各級(jí)灌排渠系及控制性工程等構(gòu)成，其中各級(jí)灌排渠系等級(jí)分為干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠、毛渠5級(jí)，斗渠及以下渠系統(tǒng)稱為末級(jí)渠系。都江堰末級(jí)渠系在成都平原覆蓋范圍廣闊，多存在于鄉(xiāng)村空間內(nèi)，并與鄉(xiāng)村“三生”功能密切相關(guān)。其作為鄉(xiāng)村景觀的重要構(gòu)成要素，承擔(dān)原有灌溉功能的同時(shí)，也應(yīng)承載著該區(qū)域內(nèi)生態(tài)、生產(chǎn)等復(fù)合功能。因此從鄉(xiāng)村“三生”空間的視角出發(fā)，以末級(jí)渠系為研究對(duì)象，基于鄉(xiāng)村“三生”空間用地分類對(duì)貫穿成都平原的末級(jí)渠系段落進(jìn)行功能識(shí)別，結(jié)合實(shí)地調(diào)研及文獻(xiàn)研究對(duì)相關(guān)渠系的渠系空間分布、渠系特點(diǎn)、多功能構(gòu)成等進(jìn)行分析總結(jié)，以此構(gòu)建由多個(gè)軟件如ArcGIS、Fragstats耦合的末級(jí)渠系多功能屬性識(shí)別的流程方法，并在中觀及微觀等多尺度視角下對(duì)末級(jí)渠系進(jìn)行相應(yīng)的多功能優(yōu)化方法研究，從而更好地保證作為“活化石”的都江堰灌渠渠系的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：都江堰灌區(qū);末級(jí)渠系;“三生”空間;功能識(shí)別

中圖分類號(hào)：TU992文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）04-0152-07

作者簡介：趙瑞澤（1997—），男，安徽蚌埠人，碩士研究生，主要從事海綿城市及景觀設(shè)計(jì)研究。E-mail：qaz347180870@qq.com。

通信作者：楊青娟，博士，教授，主要從事海綿城市及鄉(xiāng)村遺產(chǎn)景觀研究。E-mail：yqj@home.swjtu.edu.cn。

在城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的大背景下，中國的鄉(xiāng)村建設(shè)迅速發(fā)展。在發(fā)展過程中，習(xí)近平總書記的“兩山論”“山水林田湖是一個(gè)生命共同體”等理論強(qiáng)調(diào)了尊重、順應(yīng)、保護(hù)自然的理念，推行可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)文明新理念[1]。都江堰灌區(qū)是中國歷史上重要的經(jīng)濟(jì)區(qū)，也是最為精華的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)之一，它是在經(jīng)歷長期適應(yīng)洪水的大地改造、農(nóng)業(yè)開發(fā)與人居建設(shè)后逐漸形成的[2]。在都江堰無壩引水水利工程的影響下，川西平原形成了發(fā)達(dá)的灌溉渠系，干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠、毛渠5級(jí)扇形水網(wǎng)均勻分布于成都平原，孕育了大量的場(chǎng)鎮(zhèn)、林盤等;水系、水田水塘、林盤聚落共同構(gòu)建了龐大完整的成都平原鄉(xiāng)村生態(tài)體系，具有很高的生態(tài)和遺產(chǎn)價(jià)值[3]。為了更好地推進(jìn)都江堰灌區(qū)鄉(xiāng)村生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)、生活協(xié)同可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)?shù)卣诰A灌區(qū)修復(fù)工程、天府源生態(tài)綜合體等鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)踐中明確提出，在項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)中融入“三生”（生產(chǎn)、生態(tài)、生活）理念，形成鄉(xiāng)村生態(tài)文明振興新范式。

在灌溉渠系5級(jí)扇形水網(wǎng)中，干渠屬于內(nèi)江分流后的輸水一級(jí)渠道，支渠是干渠分流后二級(jí)渠系，二者一般借助天然河道修建形成，主要發(fā)揮內(nèi)江灌溉的輸水作用;斗渠、農(nóng)渠、毛渠屬于次級(jí)渠系即末級(jí)渠系，其中斗渠多由人工開挖，起到輸水、配水的作用;農(nóng)渠和毛渠完全由人工建造形成，農(nóng)渠從斗渠引水流入毛渠用于灌溉農(nóng)田。末級(jí)渠系作為灌區(qū)引水、輸水、配水的最后程序，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障;同時(shí)，由于末級(jí)渠系與灌區(qū)林盤聚落空間交錯(cuò)縱橫（林盤多位于斗渠一側(cè)，農(nóng)渠、毛渠則分布于林盤中），其與鄉(xiāng)村空間生活屬性密切關(guān)聯(lián)，也是生物遷徙、能量傳輸、物種交流等生態(tài)功能的重要載體。

末級(jí)渠系由于其空間位置、固有生產(chǎn)屬性和生態(tài)功能，具有相應(yīng)“三生”復(fù)合功能。故此基于“三生”空間視角，針對(duì)末級(jí)渠系進(jìn)行“三生”功能識(shí)別提升研究，有利于都江堰灌區(qū)鄉(xiāng)村的生態(tài)文明振興。

1關(guān)鍵概念辨析

1.1“三生”空間及其識(shí)別劃分

1990年以來，中國臺(tái)灣頒布了一系列強(qiáng)調(diào)“三生”協(xié)調(diào)、“三生”平衡的政策促進(jìn)鄉(xiāng)村保護(hù)與發(fā)展的協(xié)調(diào)共生[4]。“三生”理念即“三生”融合，指生產(chǎn)、生活和生態(tài)融合一體[5]，強(qiáng)調(diào)了生態(tài)理念與生產(chǎn)和生活之間的協(xié)同發(fā)展，提出了在生活和生產(chǎn)中提倡生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的新理念，解決了生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展等問題之間的矛盾。而“三生”理念的落實(shí)則與國土空間息息相關(guān)。國土空間均存在著生產(chǎn)、生態(tài)、生活功能，彼此相互依存、相互競爭，使得其功能存在主導(dǎo)和輔助的區(qū)別，對(duì)于具有多功能性的國土空間如何確定其空間主導(dǎo)功能以及空間開發(fā)強(qiáng)度和方向也成為了一大難題[6]。針對(duì)這一難題，眾多學(xué)者從不同規(guī)劃領(lǐng)域包括從城市維度、鄉(xiāng)村維度、城鄉(xiāng)結(jié)合維度上展開內(nèi)涵界定[7]，李廣東等綜合了國內(nèi)外多位學(xué)者的相關(guān)研究，從用地分類、景觀功能綜合、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的視角，構(gòu)建“三生”空間功能分類體系，系統(tǒng)整合空間價(jià)值量的核算函數(shù)，從而去定量計(jì)算空間功能價(jià)值，確定空間主導(dǎo)類型，接著對(duì)比各個(gè)用地類型的價(jià)值量占比，再以“三生”功能為單元分別匯總價(jià)值量，從而確定各用地類型主導(dǎo)功能及多功能組合概況[8]。本研究重點(diǎn)為末級(jí)渠系，故此精確至雙重功能12種組合模式（圖1）。

在涉及到“三生”空間用地分類體系研究中，扈萬泰等選取的塘棲鎮(zhèn)[9]與本研究主要對(duì)象都江堰鄉(xiāng)村末級(jí)渠系為同一維度，即均為鄉(xiāng)村維度，本研究基本沿用其鄉(xiāng)村用地分類體系，并結(jié)合鄉(xiāng)村維度下扈萬泰等的用地分類研究結(jié)果[9-10]，提出生態(tài)-生產(chǎn)-生活空間用地分類參考（表1）。本研究以此分類方法對(duì)“三生”空間末級(jí)渠系進(jìn)行識(shí)別。

1.2末級(jí)渠系及其特征

都江堰渠系工程以分配水量及灌溉面積為劃分等級(jí)依據(jù)，主要分為干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠，此四者均為固定溝渠，在農(nóng)渠以下的小渠道（即毛渠）多為季節(jié)性的臨時(shí)渠系，各級(jí)水渠之間相互連通，引水、輸水能力隨著渠系等級(jí)遞減[11]。干支渠渠系工程由當(dāng)?shù)毓喔裙芾硖幑芾?，斗渠渠系及以下工程由區(qū)域鎮(zhèn)、村進(jìn)行管理[12]。

末級(jí)渠系是灌溉系統(tǒng)進(jìn)入土地田塊的最末級(jí)渠道，主要指灌溉系統(tǒng)中斗級(jí)、農(nóng)級(jí)渠系工程。斗渠指灌溉渠系系統(tǒng)中由支渠引水，輸水到農(nóng)渠或直接配送到灌區(qū)的渠道。農(nóng)渠指從斗渠中引水至耕地進(jìn)行灌溉的最末級(jí)固定渠道。毛渠指由農(nóng)渠引水向田塊中的畦、溝配水的田間臨時(shí)渠道[11]（圖2）。

1.3基于“三生”空間識(shí)別的末級(jí)渠系多功能研究

末級(jí)渠系作為都江堰灌區(qū)重要組成部分，貫穿分布于多種類型鄉(xiāng)村用地，在不同“三生”鄉(xiāng)村用地空間承擔(dān)相應(yīng)的空間主導(dǎo)功能（表2）。如貫穿相應(yīng)單重生產(chǎn)型空間區(qū)域時(shí)，應(yīng)以相應(yīng)生產(chǎn)性功能為主體;貫穿生產(chǎn)主-生態(tài)副空間時(shí)，應(yīng)在生產(chǎn)功能的基礎(chǔ)上解決生產(chǎn)功能與生態(tài)功能之間的矛盾，提升生產(chǎn)主空間的生態(tài)功能。

1.3.1基于“三生”空間的末級(jí)渠系識(shí)別分析流程

研究構(gòu)建了鄉(xiāng)村區(qū)域末級(jí)渠系識(shí)別優(yōu)化的方法流程。該流程主要分為4個(gè)部分：（1）研究區(qū)域前期數(shù)據(jù)處理;（2）“三生”空間渠道屬性判定;（3）廊道景觀格局分析;（4）基于格局指標(biāo)的末級(jí)渠系廊道優(yōu)化。通過文獻(xiàn)總結(jié)及專家咨詢等得出相應(yīng)流程部分所需模型方法及步驟推衍（表3），最終提出“三生”空間視角下的末級(jí)渠系多功能提升框架（圖3）。

2基于識(shí)別結(jié)果的“三生”空間末級(jí)渠系多功能優(yōu)化研究

實(shí)地調(diào)研、村民訪談及大量的文獻(xiàn)研究顯示，末級(jí)渠系除去灌溉、排水功能外，還承擔(dān)著生物棲息、能量傳輸、生活用水等多重功能，但目前有關(guān)末級(jí)渠系的功能提升研究領(lǐng)域相對(duì)較為單一，多為針對(duì)單因子功能提升，缺乏對(duì)復(fù)合功能區(qū)域渠系提升及整體渠系格局與周邊環(huán)境的思考。在景觀生態(tài)學(xué)層級(jí)，通過研究區(qū)域整體景觀指數(shù)，如連通度、分維度等指數(shù)對(duì)整體渠系生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及生態(tài)功能進(jìn)行優(yōu)化提升;在鄉(xiāng)土景觀文化層級(jí)，對(duì)渠系所承擔(dān)的鄉(xiāng)村多功能提出科學(xué)的建議舉措。

2.1單重功能“三生”空間末級(jí)渠系優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

穿越單重功能空間的末級(jí)渠系首先應(yīng)支持該區(qū)域的主要功能，具體“三生”功能包括。

2.1.1末級(jí)渠系生產(chǎn)功能提升

對(duì)于灌溉渠系而言，灌溉生產(chǎn)功能屬于其固有屬性，無須過度強(qiáng)調(diào)，斗渠及農(nóng)渠應(yīng)以修繕現(xiàn)狀為主，其主要生產(chǎn)功能主要體現(xiàn)在毛渠（非固定性渠道）方面。臨時(shí)渠道選擇主要遵循2個(gè)原則：（1）保證生產(chǎn)效率的提升。（2）保證充足的灌溉量。

2.1.2末級(jí)渠系生態(tài)功能提升

末級(jí)渠系作為鄉(xiāng)村廊道空間的重要組成部分，其承擔(dān)著多種生態(tài)功能。但是就調(diào)研現(xiàn)狀而言，為了追求輸水效率的提升，絕大多數(shù)的末級(jí)渠系硬質(zhì)化嚴(yán)重，連通性和生物棲息作用等遭到了嚴(yán)重的破壞。就生態(tài)功能的物質(zhì)主要載體而言，主要為渠系周邊緩沖帶的寬度、植物配置方式及種類、渠系駁岸等。

末級(jí)渠系生態(tài)功能提升主要考慮以下3個(gè)方面：（1）末級(jí)渠系本身駁岸做法的提升，在保證其輸水安全及效率的同時(shí)，使用生態(tài)工法確定溝渠生態(tài)化設(shè)計(jì)形式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格及尺寸[18]，盡可能地軟化其駁岸表面，使其承載其相應(yīng)的生物、能量運(yùn)輸及棲息等生態(tài)功能。（2）提升周邊緩沖帶植物配置方式及景觀美學(xué)效應(yīng)。（3）既有研究表明，對(duì)于超過50cm深的U型渠、矩形渠等渠系，每隔20m做一段1m左右的生物遷徙板，有助于生物遷徙等活動(dòng)，促進(jìn)各個(gè)斑塊之間的物種交流[19]。

2.1.3末級(jí)渠系生活功能提升

單重功能生活空間主要考慮周邊居民與末級(jí)渠系之間的關(guān)系。其主要為渠系周邊居民的自發(fā)性行為，沒有常規(guī)意義上的好壞屬性之分，應(yīng)加以引導(dǎo)發(fā)展，結(jié)合灌溉渠系特點(diǎn)，從生活美學(xué)和農(nóng)民對(duì)生活渠系的設(shè)施利用優(yōu)化2個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行思考。

通過實(shí)地調(diào)研及相關(guān)研究等表明，灌區(qū)內(nèi)居民針對(duì)渠系的使用主要包括取水澆菜澆花、洗刷衣物、浸泡竹蓖、引水自用等功能。其中，與末級(jí)渠系有關(guān)的主要為渠系上的橋、踏步;洗衣臺(tái)、盥洗點(diǎn)等。洗衣臺(tái)較為常見，可分為公用型和自用型[20]。公用型一般位于林盤外的較大的溝渠邊，臺(tái)面以水泥板或大石板鋪設(shè);自用型一般位于房前屋后的水渠旁。洗衣臺(tái)、階臺(tái)和踏步多用條石、石板、水泥板等構(gòu)筑（圖4）。對(duì)此功能提升主要考慮生活美學(xué)、居民需求等對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2雙重功能“三生”空間末級(jí)渠系提升

針對(duì)9種雙重功能“三生”空間類型，其中生態(tài)主空間內(nèi)的末級(jí)渠系應(yīng)以自然保護(hù)為主。更相關(guān)的主要為在生活及生產(chǎn)主空間進(jìn)行研究，提出與末級(jí)渠系具有密切聯(lián)系的3種“三生”空間類型進(jìn)行功能分析及提升研究。

2.2.1生產(chǎn)主-生態(tài)副空間末級(jí)渠系功能提升

生產(chǎn)功能的承載主要依托于農(nóng)田。叢景觀生態(tài)學(xué)的角度，其是由耕地與耕地農(nóng)田邊界組成的鑲嵌斑塊。在生產(chǎn)主空間中，農(nóng)田作為景觀基質(zhì)，農(nóng)田邊界（非耕作生境）在其中增加異質(zhì)性，提升破碎化水平，增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，承擔(dān)著主要生態(tài)功能[21]。常見的非耕作生境/農(nóng)田邊界主要包括周邊綠籬、籬笆、防護(hù)林、溝渠、道路等一些線性生境斑塊要素[22]。農(nóng)渠、毛渠作為典型的非耕作生境類型，承擔(dān)著重要的異質(zhì)性斑塊鑲嵌作用。

對(duì)于生產(chǎn)主空間中末級(jí)渠系的生態(tài)功能提升應(yīng)在不影響生產(chǎn)功能的基礎(chǔ)上主要考慮渠系緩沖區(qū)綠帶植物配置、形狀調(diào)整、微觀尺度渠系生態(tài)設(shè)計(jì)。

（1）位于農(nóng)田周邊的末級(jí)渠系主要為農(nóng)渠及毛渠，參考英國農(nóng)場(chǎng)環(huán)境管護(hù)緩沖區(qū)寬度設(shè)置：1～3m溝渠，一般設(shè)置0.5m的緩沖帶，分類型、分區(qū)段豐富其緩沖帶植物配置，無緩沖帶渠系可種植鄉(xiāng)土草本花木，多為草花、低灌，合理增加和配置多種植物組合，吸引授粉、增加生物多樣性、消減面源污染等。

（2）在斑塊類型層級(jí)，通過分維數(shù)、形狀指數(shù)等指數(shù)指標(biāo)為依據(jù)去適度豐富以渠系為邊界形狀變化，在局部邊界如十字交叉處、營建小水域堰塘，便于取水同時(shí)增加邊緣變化。微觀視角下的末級(jí)渠系生態(tài)改造則主要參考“2.1”節(jié)中生態(tài)功能提升。

2.2.2生活主-生產(chǎn)副空間末級(jí)渠系功能提升

都江堰灌區(qū)內(nèi)典型的鄉(xiāng)村聚落形式主要為林盤聚居，其主要模式為農(nóng)田-林地-菜地-住宅。在林盤空間內(nèi)分布著大量農(nóng)渠，且部分居民在周邊渠系筑堰蓄水或溪溝筑堤形成堰塘、池沼。與生產(chǎn)結(jié)合的渠系功能提升考慮對(duì)渠系水體的利用。（1）借助渠系形成堰塘，推廣相應(yīng)水產(chǎn)品養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)，如養(yǎng)殖魚類結(jié)合水禽養(yǎng)殖、荷塘蓮藕養(yǎng)魚等;（2）院壩內(nèi)開辟菜地、果園借助渠系或池沼進(jìn)行灌溉種植，與家庭養(yǎng)殖形成“家庭養(yǎng)殖-池沼能源-鄉(xiāng)村種植”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)模式。

2.2.3生活主-生態(tài)副空間末級(jí)渠系功能提升

生活主空間中末級(jí)渠系主要為農(nóng)渠，分布于房前屋后、鄉(xiāng)村路側(cè)等處（圖5），其主要承接了周邊居民排放的生活污水及家禽養(yǎng)殖污染。在降雨過程中，雨水沖刷地面形成地表徑流，林盤中居民院落及周邊家禽畜養(yǎng)產(chǎn)生污染隨著地表徑流就近排入周邊農(nóng)渠，伴隨著理化反應(yīng)而產(chǎn)生黑臭污染水渠。對(duì)于其功能提升主要考慮2個(gè)方面：（1）在景觀水平上，增加末級(jí)渠系連通度，增加水體流動(dòng)性;（2）提升農(nóng)渠消減生活面源污染能力，主要物質(zhì)載體為緩沖帶綠地等[23]。可考慮對(duì)一定區(qū)域內(nèi)農(nóng)渠進(jìn)行連通，在相關(guān)農(nóng)渠末端設(shè)置相應(yīng)排水溝進(jìn)行連接，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置專門的排水口進(jìn)行污染處理設(shè)施，通過設(shè)置排水溝渠和專門的污水處理設(shè)施，對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染存在一定的消減作用[24]。

3討論與結(jié)論

都江堰工程作為水利工程可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)志性工程，孕育了繁榮富饒的天府之國，在不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，營造了包含城市、郊區(qū)、林盤聚落等的灌區(qū)復(fù)合型生態(tài)系統(tǒng)[25]。都江堰灌區(qū)承擔(dān)了川西平原近千萬畝良田的灌溉，同時(shí)兼顧灌區(qū)內(nèi)各類用水需求。但由于多方面原因，都江堰灌區(qū)內(nèi)灌溉渠系工程的保護(hù)存在一定的薄弱環(huán)節(jié)，大量的渠堰出于對(duì)輸水效率的追求完全被現(xiàn)代建筑技術(shù)改造，原先承擔(dān)著灌區(qū)內(nèi)多功能支撐的渠系遭到了較為嚴(yán)重的破壞，對(duì)此應(yīng)深刻反思，并基于相應(yīng)的研究領(lǐng)域開展相應(yīng)的保護(hù)研究工作。

目前，都江堰灌區(qū)渠系工程相關(guān)研究較少，主要集中在灌溉方式（輸水效率、節(jié)水調(diào)度等）、工程遺產(chǎn)保護(hù)、文化保護(hù)借鑒（堰塘體系、人居環(huán)境建設(shè)等）、水資源保護(hù)（水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)等）等方面，且研究對(duì)象多為整體灌溉工程或者干支渠，較少出現(xiàn)對(duì)鄉(xiāng)村渠系功能及以末級(jí)渠系為對(duì)象的研究。而在渠系功能的相關(guān)研究中，多集中在農(nóng)田水利（渠系景觀生態(tài)格局、渠系生態(tài)工程等）、灌溉制度等單因子功能方面，缺乏對(duì)鄉(xiāng)村空間多功能的相關(guān)研究。本研究借助“三生”空間理念對(duì)都江堰灌區(qū)末級(jí)渠系廊道空間的多功能性進(jìn)行識(shí)別分類，提出了基于ArcGIS和Fragstats軟件耦合的末級(jí)渠系識(shí)別分類、提升方法的技術(shù)框架，為都江堰灌區(qū)末級(jí)渠系工程的健康發(fā)展提出科學(xué)建議。

由于篇幅限制，本研究未對(duì)末級(jí)渠系提升措施進(jìn)行詳細(xì)闡述，今后研究方向應(yīng)綜合考慮以下幾點(diǎn)：（1）研究區(qū)域景觀及斑塊類型2個(gè)層級(jí)下渠系廊道的隔離和通道作用;（2）各級(jí)道路、灌溉渠系廊道的空間分布、多功能特點(diǎn)、區(qū)域自然環(huán)境，因地制宜地建立多功能提升設(shè)計(jì)模式;（3）在生態(tài)主空間以保護(hù)為主的前提下，生活及生產(chǎn)主空間內(nèi)，用渠系廊道的生產(chǎn)-生態(tài)-生活功能提升方法，切實(shí)解決鄉(xiāng)村末級(jí)渠系生態(tài)-生產(chǎn)-生活功能協(xié)同振興問題。

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