基于雨水管理的校園景觀設(shè)計(jì)探究——以蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期景觀改造為例

王雅瓊， 馬建武　(蘇州大學(xué)金螳螂建筑學(xué)院，江蘇蘇州 215123)

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基于雨水管理的校園景觀設(shè)計(jì)探究——以蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期景觀改造為例

王雅瓊， 馬建武*(蘇州大學(xué)金螳螂建筑學(xué)院，江蘇蘇州 215123)

摘要水體本身有一定的自凈能力，即經(jīng)過水體的物理、化學(xué)與生物作用，使水中污染物的濃度降低。近年來(lái)，水體污染與水體資源的缺乏問題日趨嚴(yán)重。針對(duì)蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期護(hù)校河水體質(zhì)量較差，多雨季節(jié)校園雨水徑流嚴(yán)重、大量雨水浪費(fèi)等問題，提出對(duì)校園二期水資源一體化管理理念。一方面，充分利用基地內(nèi)大片濕地的有利條件，將二期護(hù)校河水引入校園內(nèi)部，經(jīng)物理性過濾、一次沉降、二次沉降、濕地凈化等工序改善護(hù)校河水體質(zhì)量。另一方面，借助蘇州年均雨量充沛的自然條件，對(duì)校園屋頂、硬質(zhì)地面、停車場(chǎng)等處進(jìn)行雨水資源收集和有效利用。同時(shí)結(jié)合景觀設(shè)計(jì)的手法，對(duì)蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期水資源一體化管理進(jìn)行一次有益的嘗試，達(dá)到改善護(hù)校河水體質(zhì)量，有效提高校園內(nèi)水體資源利用率的目的，同時(shí)營(yíng)造出集生態(tài)、美學(xué)、娛樂與教育功能為一體的校園環(huán)境。

關(guān)鍵詞校園環(huán)境；水體凈化；生態(tài)濕地；水資源一體化管理

Study on Campus Landscape Design Based on Rainwater Management—A Case Study of Dushu Lake Campus Second Landscape Transformation of Soochow University

WANG Ya-qiong，MA Jian-wu (Gold Mantis School of Architecture，Soochow University，Suzhou，Jiangsu 215123)

Abstract Water has the self-purification capacity，which is to reduce the concentration of pollutants in water after the physical，chemical and biological processes. In recent years，the problems of water pollution and lacking of water resource are getting worse and worse. Water resource management is proposed based on the problems of Dushu Lake of Suzhou University，such as poor quality，most stormwater runoff in rainy season and waste of rain water. On the one hand，the wetlands should be taken advantage and connect the outside water with the inside water，then improve the quality of water by physical filtration，first settlement，secondary settlement and wetlands. On the other hand，collecting rainwater by the proof of architecture，hard ground and parking lot because of the sufficient rainfall of Suzhou. Besides，trying to combine the water resource management in Suzhou University Dushu Lake Campus with landscape design，aiming to improve the quality of school water and using the water in a more effective way，as well as creating a ecological，beautiful，entertainment and educational campus environment.

Key words Campus environment; Water purification; Eco-wetlands; Water resource integrated management

在全球環(huán)境質(zhì)量下降和能源危機(jī)雙重威脅的時(shí)代，人們對(duì)生態(tài)化的生存環(huán)境更為渴求。校園環(huán)境作為社會(huì)環(huán)境中重要的組成部分，受到家長(zhǎng)、學(xué)生、老師等社會(huì)群體的關(guān)注，同時(shí)起著很重要的示范性和教育性作用。近年來(lái)，社會(huì)越來(lái)越重視校園環(huán)境的改善，提出了雨水管理、稻田景觀[1]、垂直綠化等措施來(lái)營(yíng)造校園景觀環(huán)境，為大學(xué)這個(gè)文化社區(qū)提供交流交往場(chǎng)所，促進(jìn)城市文脈延續(xù)發(fā)展；同時(shí)運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)等方法，保護(hù)生物多樣性、節(jié)約使用不可再生資源[2]。該研究對(duì)蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期校園環(huán)境中水體資源進(jìn)行一體化管理進(jìn)行了闡述(將護(hù)校河水體引入二期校園基地內(nèi)部濕地，實(shí)現(xiàn)水體質(zhì)量的改善，對(duì)二期校園內(nèi)雨水資源采取一定措施進(jìn)行收集與利用)，秉承干預(yù)最少、現(xiàn)有自然資源合理高效利用、尊重自然的原則，營(yíng)造舒適的校園環(huán)境。這對(duì)未來(lái)校園環(huán)境向節(jié)約化、舒適化、生態(tài)化的方向發(fā)展有著重要的指導(dǎo)教育意義。

1場(chǎng)地分析

1.1基本情況介紹蘇州地處溫帶，四季分明，雨量充沛，年均降水約1 100 mm。蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)位于蘇州市工業(yè)園區(qū)，占地約102 hm2。此次設(shè)計(jì)基地為蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期金螳螂建筑學(xué)院及其周邊區(qū)域(圖1)，約25 hm2。主要包括中央13 hm2荒置綠地及其周邊環(huán)路，臨近濕地的金螳螂建筑學(xué)院和藥學(xué)院(共0.4 hm2)，北邊現(xiàn)有護(hù)校河水系及西北部現(xiàn)有人工湖水系?；氐貏?shì)平坦，大部分為自然形成的濕地。護(hù)校河水體因人為因素的干擾較多，受到一定程度的污染。從現(xiàn)狀來(lái)看，中央荒置濕地、護(hù)校河水系、建筑處于相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體，生態(tài)聯(lián)系性差。道路兩邊景觀品質(zhì)較差，沒有獨(dú)立的步行系統(tǒng)。交流活動(dòng)場(chǎng)所比較缺乏，景觀單調(diào)，枯燥且參與性較弱。

1.2存在的問題與可利用的條件分析經(jīng)調(diào)研分析，蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期景觀現(xiàn)存在問題如下：①場(chǎng)地周邊護(hù)校河表面雜物漂浮，水體質(zhì)量較差；②場(chǎng)地內(nèi)水陸交錯(cuò)帶均為硬質(zhì)駁岸，阻礙空氣與土壤間氣體交換，且參與性差。駁岸周邊植物群落單一，生物多樣性較差；③校園二期交流活動(dòng)空間較少；④校園硬質(zhì)地鋪多為不透水性地鋪，易形成徑流，浪費(fèi)水體且不能及時(shí)補(bǔ)給地下水。

蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期景觀現(xiàn)可利用的條件如下：①基地內(nèi)占地面積較大的閑置綠地幾乎形成天然的濕地，有凈化水資源的生態(tài)潛能;②蘇州年均降水約1 100 mm，雨量充沛。

1.3景觀改善對(duì)策湖水水體本身經(jīng)過物理、化學(xué)、生物的作用，使得水體中污染物濃度得以降低，從而完成一定程度的自我凈化。針對(duì)蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期水體污染，雨水浪費(fèi)，水體自凈系統(tǒng)、水氣循環(huán)系統(tǒng)被干擾甚至被打破等問題提出了水體資源一體化管理的理念，分別凈化護(hù)校河水體、收集利用雨水資源，同時(shí)結(jié)合景觀設(shè)計(jì)手法，創(chuàng)造生態(tài)舒適且參與性較強(qiáng)的校園空間。

1.3.1護(hù)校河水體凈化。為了充分利用基地中央大片荒置濕地，采用將護(hù)校河水系經(jīng)西北部人工湖引入濕地，建立U字形水系循環(huán)系統(tǒng)。對(duì)護(hù)校河部分水體經(jīng)初步處理，將攔截枯枝碎石等雜物后引進(jìn)濕地，在充分發(fā)揮濕地改善水質(zhì)功能的同時(shí)，增強(qiáng)濕地與周邊水系的生態(tài)聯(lián)系，從而進(jìn)一步促進(jìn)彼此物質(zhì)與能量的交換(圖2)。1.3.2水資源收集利用。蘇州屬于年均降水較多的城市，然而很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，雨水作為一種無(wú)用的東西被忽視和浪費(fèi)。近年來(lái)，歐美一些國(guó)家已將雨水作為一種重要的資源，進(jìn)行科學(xué)管理。通過對(duì)雨水的科學(xué)管理，不僅可以有效地控制暴雨徑流，最大限度地去除污染，恰當(dāng)?shù)囊?guī)劃和設(shè)計(jì)還可以使雨水管理工程具有多種功能和令人愉悅的景觀效果，同時(shí)極大地降低成本[3]。因此，針對(duì)蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)建筑屋頂雨水資源不能有效利用，地面、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)多為不透水性鋪裝，易形成徑流造成水體浪費(fèi)且不能及時(shí)補(bǔ)給地下水等問題，提出了雨水收集與利用的相關(guān)措施。

2具體實(shí)施措施

本案提出了校園景觀環(huán)境水體資源一體化管理理念，對(duì)水體的來(lái)源和去向統(tǒng)籌控制管理。首先是對(duì)水體來(lái)源進(jìn)行控制管理(一方面指對(duì)護(hù)校河湖水部分引進(jìn)濕地，構(gòu)成“U”型生態(tài)廊道，使得基地與周邊區(qū)域生態(tài)連接性增強(qiáng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)湖水一定程度上的凈化處理，以便服務(wù)于噴霧造景設(shè)施、灌溉設(shè)施用水；另一方面指對(duì)雨水進(jìn)行不同方式的收集與處理)。然后是運(yùn)用景觀手法對(duì)水體去向進(jìn)行控制管理，包括部分凈化的湖水以及收集的雨水作為灌溉設(shè)施用水、景觀用水、噴霧設(shè)施用水等不同的水體去向。

2.1護(hù)校河水體的凈化處理與景觀設(shè)計(jì)

2.1.1護(hù)校河水體的凈化處理。濕地具有涵養(yǎng)水源、孕育生境、調(diào)節(jié)氣候、濕潤(rùn)空氣、改善環(huán)境、凈化水體、維持生物多樣性等生態(tài)服務(wù)功能。本設(shè)計(jì)構(gòu)想最初出發(fā)點(diǎn)是充分利用基地范圍內(nèi)的閑置濕地，使其充分發(fā)揮能力，從而改善水體環(huán)境污染。與此同時(shí)，為眾多的植物、動(dòng)物營(yíng)造較為良好的生存空間，有效增加該區(qū)域內(nèi)生物的多樣性。

結(jié)合西北角現(xiàn)有的人工湖，構(gòu)建U型水系，與護(hù)校河水系相通，形成一條新的水體廊道。在護(hù)校河水系由西至東流動(dòng)過程中，部分水體經(jīng)過現(xiàn)有濕地，通過濕地基質(zhì)的過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的高效凈化。在水系流經(jīng)濕地過程中，生態(tài)聯(lián)系性同時(shí)得到了有效的加強(qiáng)。具體的凈化流程如圖3。首先，在西北入水口端利用篩網(wǎng)井等網(wǎng)狀設(shè)施過濾葉子、石塊、水體垃圾等相對(duì)較大的雜物，至此完成凈化的第一道工序。然后經(jīng)過植物凈化區(qū)進(jìn)行一次沉降，將現(xiàn)有硬質(zhì)駁岸改造為生態(tài)型駁岸，改善水陸交錯(cuò)帶景觀，使其更好地發(fā)揮生態(tài)功能?；噩F(xiàn)有駁岸都為硬質(zhì)駁岸，一方面硬質(zhì)駁岸缺乏透氣性和透水性，隔斷了駁岸土體與其上部空間的水氣交換和循環(huán)，調(diào)節(jié)空氣溫度和濕度的能力也就比較差，在一定程度上弱化了水體空間的空氣環(huán)流過程[4]。另一方面，硬質(zhì)型駁岸的光滑平面不僅使許多濱水植物喪失了生存空間，還使一些水生動(dòng)物失去了棲息、繁衍、避難的場(chǎng)所，直接破壞水生生物賴以生存的基礎(chǔ)。整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈因一層堅(jiān)硬的駁岸結(jié)構(gòu)而斷開，導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)失衡，水體的自凈能力大大削弱[5]。因此對(duì)現(xiàn)有駁岸進(jìn)行軟質(zhì)改造(圖4)，通過在坡度較緩或?qū)捤蛱幉捎枚嗉?jí)生態(tài)護(hù)坡、階梯護(hù)坡等駁岸形式(圖5)，配以挺水、浮水、沉水植物的種植群落層次，營(yíng)造“水中草原”，為多種動(dòng)植物提供生長(zhǎng)生活環(huán)境外，充分發(fā)揮水生植物在美化水體景觀、凈化水質(zhì)、保持河道生態(tài)平衡方面的顯著功效。為了防止“水華”，可以采取人工收藻、框養(yǎng)植物、水體交換、水中曝氣等措施，并根據(jù)河湖水質(zhì)的污染成分有針對(duì)性地選擇當(dāng)?shù)厮参锛右耘嘀?，移植到湖泊[6]。在坡度較陡或者水域較窄的區(qū)域不僅種植植物，還采用天然石材、木樁、石籠等護(hù)底，其上筑一定坡度的土堤，斜坡種植植被，喬木、灌木、草本相結(jié)合，固堤護(hù)岸。通過駁岸的改造與水陸交錯(cuò)帶植物群落的多重配置，使得湖水得到一次沉降，至此完成第二道凈化工序。其次，水體完成一次沉降后，經(jīng)過毛發(fā)過濾器進(jìn)行毛發(fā)等細(xì)小雜物的過濾，經(jīng)提升泵提升后經(jīng)砂濾裝置處理，通過均質(zhì)石英砂濾料的吸附、篩分等作用，經(jīng)二次沉降，去除水中大量的懸浮物、藻類等影響湖水感官性質(zhì)的物質(zhì)，提高湖水能見度[7]，至此完成水體的第三道進(jìn)化工序。

再次，隨U型水系引入濕地片區(qū)，通過濕地系統(tǒng)中基質(zhì)-水生植物-微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬、病原體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈化，完成水體的四道工序凈化過程。

最后，在東北出水口再次利用篩網(wǎng)井等網(wǎng)狀設(shè)施對(duì)湖水雜物過濾后與護(hù)校河湖水匯合，參與到整個(gè)湖水系統(tǒng)，如此反復(fù)，在一定程度上改善湖水質(zhì)量。從校園整體來(lái)看，不僅使護(hù)校河引入校園參與造景，同時(shí)活動(dòng)的水體也降低了水景變臟變臭的可能(圖6)。

2.1.2護(hù)校河水體的景觀設(shè)計(jì)。 基于生態(tài)廊道原理，水體廊道包括河流水體以及沿河流分布而不同于周圍基質(zhì)的植被帶。圍繞U形的水體廊道，設(shè)計(jì)一條參與性和教育性較強(qiáng)的生態(tài)展示廊，包括生態(tài)走廊、“云”廣場(chǎng)、建筑立體綠化區(qū)和農(nóng)田景觀區(qū)(圖7)。在實(shí)現(xiàn)河流廊道凈化污染，提升生物生境質(zhì)量，維持生物多樣性，提高景觀品質(zhì)等重要作用時(shí)，廊道的景觀生態(tài)服務(wù)功能依托水岸植被連續(xù)空間也被體驗(yàn)感知[8]。

考慮到濕地區(qū)域在后期可能用于校園建設(shè)等問題，以及遵循最小限度的破壞現(xiàn)有自然資源的原則，該方案對(duì)整個(gè)濕地區(qū)域采取最大化保留現(xiàn)狀。同時(shí)，圍繞U型水系的一系列的景觀處理，通過立面高度不同水上活動(dòng)步道設(shè)置，使人們?cè)诓煌攸c(diǎn)看到不同感覺的景觀(圖8)，并且通過親水性平臺(tái)設(shè)置、噴霧設(shè)施(增加空氣濕度和凈化空氣)與灌溉設(shè)施設(shè)置以及稻田農(nóng)田景觀展示等措施(圖9)，使人們活動(dòng)與景觀之間建立良好的互動(dòng)體系，同時(shí)寓教于樂，啟發(fā)人們關(guān)注凈水、節(jié)水、改善空氣等環(huán)境問題。

在圍繞整個(gè)U型水系構(gòu)建的生態(tài)廊道景觀帶狀區(qū)域中引入了“人體活動(dòng)與景觀、自然之間進(jìn)行互感、互相給予反饋”的思想，像“云計(jì)算”理念(圖10)，運(yùn)用高新技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，不同輸入給予不同的輸出。如節(jié)點(diǎn)場(chǎng)地的大小與節(jié)點(diǎn)人流量相協(xié)調(diào)，再如，噴霧設(shè)施、燈光設(shè)施會(huì)因人流量、人活動(dòng)強(qiáng)度大小而隨之變強(qiáng)變?nèi)?。噴灌設(shè)施也會(huì)隨著灌溉場(chǎng)地空氣濕度等自發(fā)調(diào)節(jié)灌溉量等。這樣，大大地提高了資源利用率，同時(shí)滿足了人們對(duì)場(chǎng)地的功能需求，更帶來(lái)多樣性的趣味景觀體驗(yàn)(圖11)。

2.2雨水資源的管理與景觀運(yùn)用

2.2.1雨水資源的管理。在本設(shè)計(jì)基地區(qū)域內(nèi)的雨水收集來(lái)源包括：建筑屋頂、道路、廣場(chǎng)(噴灌、噴霧設(shè)施展示區(qū))和停車場(chǎng)處雨水收集。具體措施如下：①建筑屋頂雨水。該處雨水相對(duì)較易收集，屋頂雨水通過落水管和地表徑流一起到達(dá)卵石水池，過濾掉較大的顆粒后進(jìn)入種有鄉(xiāng)土植物的凈化池，這些植物具有沉淀并吸附細(xì)小顆粒的功能，隨后進(jìn)入地下蓄水池，最后被引導(dǎo)到不同的區(qū)域發(fā)揮作用[9](圖12)。②道路雨水。該處的雨水收集采用道路高于周邊綠地的形式使得雨水直接排至綠地中，在旁邊沒有綠地的區(qū)域，采用路緣石階段性開槽、路邊設(shè)置集雨蓄水溝來(lái)進(jìn)行雨水的收集。③廣場(chǎng)雨水。主要采用透水性材料的方法。廣場(chǎng)斷面結(jié)構(gòu)依次為透水磚、中砂、天然沙礫、開級(jí)配碎石壓實(shí)來(lái)進(jìn)行雨水收集。④停車場(chǎng)區(qū)域雨水。停車場(chǎng)由于車輛進(jìn)出頻繁，地表徑流中含各種沉淀物、鹽、重金屬和化學(xué)物質(zhì)。針對(duì)停車場(chǎng)的雨水收集，采用透水性鋪裝和生物容納池結(jié)合的方法。

2.2.2雨水資源的景觀運(yùn)用。該設(shè)計(jì)雨水資源景觀運(yùn)用的亮點(diǎn)在于試圖通過建筑垂直綠化、建筑雨水管道、建筑立面噴霧設(shè)施三者進(jìn)行三維空間上的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)部分收集的雨水通過噴霧設(shè)施給垂直植物提供水分補(bǔ)給。同時(shí)，噴霧設(shè)施和垂直綠化同時(shí)起著改善周邊環(huán)境、降低夏季室內(nèi)溫度作用。建筑收集的雨水相對(duì)較為干凈，除了用于建筑垂直綠化用水外，主要用于建筑周邊噴霧設(shè)施的用水。一方面減少空氣中的粉塵顆粒；另一方面增加空氣濕度，降低夏季高溫，同時(shí)引發(fā)人們關(guān)于雨水資源利用與環(huán)境質(zhì)量改善問題的思考。

雨水管理(包括收集和利用)一體化設(shè)計(jì)，將屋頂、廣場(chǎng)、道路用水通過上述措施收集，經(jīng)過濾裝置處理后存儲(chǔ)至生物蓄水/截留池，為噴水灌溉設(shè)施提供一定水源，從很大程度上提高了雨水資源的利用率(圖13)。

3結(jié)語(yǔ)

研究選取蘇州大學(xué)獨(dú)墅湖校區(qū)二期區(qū)域作為景觀環(huán)境中水體資源的一體化管理理念的實(shí)踐田是可行的并且是有必要的。通過探索與實(shí)踐，不僅可以有效改善湖水質(zhì)量，有效利用湖水雨水資源，而且可以引導(dǎo)人們從更大的方向整體上有條理地組織管理校園水體景觀，這對(duì)建設(shè)生態(tài)綠色的校園環(huán)境具有重要的指導(dǎo)和教育意義。整個(gè)概念設(shè)計(jì)的一體化理念不僅從源頭凈化處理了水體，高效地控制了水體去向，而且借用水景廊道營(yíng)造出了更多的活動(dòng)交流空間。結(jié)合景觀處理手法，最大限度地使得人、自然、景觀與建筑四者產(chǎn)生了行為上的互動(dòng)與能量上的傳遞。與此同時(shí)，在校園的教育性環(huán)境氛圍中，這樣一個(gè)寓教于樂的校園景觀更有意義，使人們?cè)谙硎苊利愋@景觀的同時(shí)，呼吁大家關(guān)愛環(huán)境，珍惜資源。

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收稿日期2015-10-28

作者簡(jiǎn)介王雅瓊(1989- )，女，山西陽(yáng)泉人，碩士研究生，研究方向：園林與景觀設(shè)計(jì)，*通訊作者，教授，從事雨水管理與景觀設(shè)計(jì)研究。

基金項(xiàng)目國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51168043)。

中圖分類號(hào)S 731.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)33-259-05