基于低影響開發(fā)理念的校園綠地雨水景觀設計

劉欣欣 武文婷 任彝

摘要：高校雨洪、積水等問題頻發(fā)，低影響開發(fā)設施的研究與應用是校園綠地景觀中雨水管理的重要手段。如何借助低影響開發(fā)理念等對校園綠地雨水景觀進行優(yōu)化設計，是目前相關領域一個重要的研究方向。分析校園綠地雨水景觀的設計原則和設計策略，并以浙江工業(yè)大學“和園”為設計實踐案例，進行雨洪現(xiàn)狀調(diào)研，針對場地存在的問題，以低影響開發(fā)理念為指導理念，運用藝術化景觀設計手法結合適宜的雨水設施（植草淺溝、雨水花園、透水鋪裝等）對“和園”進行了優(yōu)化改造實踐，以期為高校綠地雨水景觀的建設提供借鑒和參考。

關鍵詞：低影響開發(fā);校園綠地;雨水景觀;可持續(xù)

中圖分類號： TU985.12+4;S731.2? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）20-0126-07

水環(huán)境污染、水資源短缺等環(huán)境問題，給人們的生活生產(chǎn)、居住帶來惡劣影響。為了應對城市下墊面過度硬化、水文環(huán)境破壞、洪澇災害頻發(fā)等系列問題，20世紀90年代美國提出了低影響開發(fā)理念（LID）。LID是一種新型的綜合雨洪管理模式，強調(diào)最大限度地降低城市開發(fā)對生態(tài)環(huán)境帶來的破壞，從源頭控制、處理雨水資源、減少城市雨洪災害。國務院在2015年頒布了《關于推進海綿城市建設的指導意見》，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)對雨水的利用、控制功能，解決突出的水文和生態(tài)環(huán)境問題[1]。

國外關于低影響開發(fā)理念在校園中的應用設計偏早，如美國的亞利桑那州立大學生物設計研究所、塔博爾山中學、哈佛大學制定了一系列的雨洪管理系統(tǒng)，并設計實踐了校園雨水景觀項目，獲得了一定的成果。我國也進行了一些雨水景觀實踐先例，但鑒于我國相關理論發(fā)展較晚，所以相關理論、制度、管理系統(tǒng)等還有待提高和完善。

高校作為學術人才的教育研究與創(chuàng)新基地，承載著重要的文化教育職能，是城市社會活動空間和生態(tài)綠色板塊構成的要素之一[2]。而目前，高校校園面臨著供水壓力、園區(qū)內(nèi)澇、校園內(nèi)河湖被污染等威脅。若能將低影響開發(fā)雨洪管理措施與綠地景觀可視化設計相結合，不僅能滿足校園綠地景觀灌溉，節(jié)約水資源，涵養(yǎng)水源，而且還可以營造校園特色雅致景觀，無意識地傳播生態(tài)教育理念。

1 校園綠地雨水景觀設計原則

1.1 生態(tài)效益原則

生態(tài)功能是雨水景觀可持續(xù)發(fā)展的重要要素之一，自然界中的植物、動物、微生物相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，維系著生態(tài)景觀系統(tǒng)的平衡。由各種生物組成的植物群落參與并影響環(huán)境的物質(zhì)交換，是生態(tài)景觀系統(tǒng)的基礎[3]。因此，在雨水景觀設計時要考慮低影響開發(fā)設施的生態(tài)功能，保護地形地貌和原有生態(tài)群落，選用可以承受晴雨天氣變化、干濕交替的兩棲植物;植物葉莖的光合作用和根系呼吸作用，能夠過濾吸收有害物質(zhì)，緩解周邊小氣候;使用透水鋪裝，還原土壤的自然過濾、自然滲透的水文循環(huán)系統(tǒng)[4];構筑生態(tài)可持續(xù)的綠色校園雨水景觀。

1.2 資源利用原則

雨水作為自然界中污染較小的水資源，如不能被利用，會造成水資源的大量浪費。校園綠地不僅可以有效控制地表徑流和峰值流量，還可以對面源污染進行過濾、沉淀，減少有害的污染物，凈化水資源。在高校中實現(xiàn)雨水資源的合理化利用，既要控制雨水徑流流量、流速，為雨水滲透提供更多的機會和時間，增加雨水的自然滲透率;又要提高雨水資源的回收利用率，儲蓄經(jīng)過過濾凈化的雨水為補備資源，用于校園景觀灌溉用水，節(jié)約水資源。

1.3 地域性原則

低影響開發(fā)設計不僅要考慮氣候降雨、水文特點等條件，還要兼顧地形、植被特性、土壤條件、場地文化等特征。在提倡綠色生態(tài)可持續(xù)、特色差異化發(fā)展的趨勢下，在校園景觀設計中要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)場地空間的關系，最小程度破壞場地原有的生態(tài)脈絡，最大化保留場地區(qū)域地形形態(tài)，利用現(xiàn)有的自然條件來進行自然的滲、透、濾、滯和控制雨水徑流。選用本地鄉(xiāng)土植物，融入高校的文化精神理念，使綠地雨水景觀設計既可以展示具有地域特點的文化屬性，使人們得到一種自然的歸屬感，又使得景觀具備了生態(tài)彈性功能來應對雨水天氣的變化，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。

1.4 景觀教育性原則

高校是國家與社會的人才儲備基地，校園環(huán)境可以影響學生的身心健康和審美素養(yǎng)。在進行校園雨水景觀設計時，基于雨水管理目標的同時應注重校園精神文化的氛圍構建與傳播。將雨水徑流過程最大程度通過可視化的景觀設計展示給眾人，潛移默化地傳播低影響開發(fā)理念及生態(tài)教育認知，將校園打造成自然界的大課堂，發(fā)揮其最大的教育職能[5-6]。

2 校園綠地雨水景觀優(yōu)化策略

2.1 保護場地，最小影響原有生態(tài)

傳統(tǒng)的市政地下管道排放方式，不僅沒有很好地解決積水洪澇問題，還造成了大量雨水資源的流失、浪費。而低影響開發(fā)設施從源頭出發(fā)小規(guī)模分散式的調(diào)控雨水徑流，使場地自身對雨水的滲透和消納能力最大化，保護場地自然地貌和生態(tài)環(huán)境進行建設開發(fā)。根據(jù)低影響開發(fā)雨水設施特點對場地現(xiàn)有的景觀環(huán)境進行優(yōu)化設計，利用場地條件吸收、滲透、儲留、凈化雨水。此外，要綜合考慮施工工程量及后期養(yǎng)護、管理等成本問題，以實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的目標。

2.2 源頭控水，構建雨水循環(huán)體系

由不同的雨水功能設施組成的綠地雨水管理系統(tǒng)是低影響開發(fā)設計中重要組成部分，若要保護場地，實現(xiàn)場地最低影響開發(fā)，就要利用場地有利條件從源頭控制雨水徑流。具體方法如下：道路采用透水性能好的鋪裝，增加雨水滲透率;利用植草淺溝、卵石溝雨水設施控制雨水徑流和水質(zhì);通過豎向設計引導地表徑流到下沉式綠地或生物滯留池等低影響開發(fā)設施[7]。構建一個“源頭吸納控制、引導路徑分散徑流、末端滯留儲蓄”完整的雨水利用循環(huán)系統(tǒng)，最大化發(fā)揮綠地的綜合效益[8]。

2.3 藝術美學，建設特致彈性景觀

校園綠地雨水景觀要求能在雨水天氣條件下具有很好的“彈性”，擁有自然積存、自然滲透、自然凈化等功能特點以適應環(huán)境變化。通過下沉式綠地景觀、植草淺溝、透水鋪裝、生物滯留池等低影響開發(fā)設施與植物配置設計，添設植物種類、豐富植物季相色彩，使綠地景觀在層次、色彩、質(zhì)感都體現(xiàn)出美感，增添景觀的視覺吸引力和精神感召力。下雨時，具有低影響開發(fā)設施的綠地景觀收集、過濾雨水資源，呈現(xiàn)別具一格的綠地雨水景觀;晴朗時，富有韻律和節(jié)奏的景觀環(huán)境與創(chuàng)意休閑游憩設施結合，同樣散發(fā)著迷人的魅力;晴雨交替，共同營造一個生態(tài)、低影響、優(yōu)美的彈性校園景觀環(huán)境。

2.4 徑流顯露，發(fā)揮文化教育功能

傳統(tǒng)的雨水設施都埋在地下，校園綠地景觀與生態(tài)雨水設施的整合設計通過下凹式綠地、生物滯留池、植草淺溝、明溝等低影響開發(fā)措施呈現(xiàn)可視化的雨水排、滲、濾、滯等生態(tài)過程[9]。雨水徑流路徑可視化與景觀空間藝術性設計可通過看、聽、玩、觸等多元化設計手法，創(chuàng)造出具有體驗情境和感召力的綠地雨水景觀。無意識地向廣大師生展示低影響開發(fā)設施在校園綠地雨水景觀中的生態(tài)工作過程，潛移默化地傳遞可持續(xù)生態(tài)發(fā)展和低影響開發(fā)理念，增強師生的環(huán)保意識，發(fā)揮其教育功能。

3 浙江工業(yè)大學“和園”綠地雨水景觀優(yōu)化設計

3.1 區(qū)位概況

項目地塊位于浙江省杭州市西湖區(qū)，地處 30°13′36.27″N，120°01′51.96″E，屬于亞熱帶季風氣候，雨水充沛。年降水量為1 827.9 mm，年雨日數(shù)為173 d。5—7月受季風影響形成梅雨季節(jié)，8—9月受臺風影響，也會有多日的強降雨天氣。

浙江工業(yè)大學屏峰校區(qū)（以下簡稱浙工大）位于杭州市西湖區(qū)小和山地段，而小和山地域多山、植被豐富、空氣濕度大，所以降水量大且頻繁;且小和山地勢低洼，市政排水管道不完善，每逢梅雨季節(jié)和臺風天氣，浙工大屏峰校區(qū)則會出現(xiàn)嚴重的雨水積澇、水漫校園等問題。

3.2 場地現(xiàn)狀調(diào)研

“和園”呈100 m×50 m的長方形形態(tài)（圖1），總面積達5 000 m2。位于浙工大西苑生活區(qū)中心地塊，東、南、西三面均是學生宿舍，北側是學校家和食堂，每天大量師生活動聚集于此，地理位置優(yōu)越，人流量密集。區(qū)塊地勢南高北低，經(jīng)常出現(xiàn)道路積水、雨水滿溢、 雨水徑流污染等現(xiàn)象，給師生日?；顒訋聿槐?。

3.2.1 地表設計不合理，道路積水嚴重 “和園”地勢南高北低，且綠地景觀以堆高的小起伏丘坡微地形為主，小丘坡路面高于周邊道路，降雨時，雨水徑流則由丘坡綠地自高向低地流向道路。植物落葉和顆粒污染物經(jīng)雨水沖刷，造成雨水徑流污染，堵塞雨水篦，增加道路排水壓力。由于周邊不透水瀝青混凝土道路、綠地邊沿不透水路緣石的阻隔，市政管道設施不健全，雨水無法快速排放，使得雨水滯留在路面上，導致道路嚴重積水（圖2）。不僅影響校園景觀環(huán)境，也給廣大師生的出行活動帶來很大不便。

3.2.2 雨水設施缺乏，雨水難于滯留 “和園”景觀以凸起的小丘坡為主，沒有設計下凹式綠地（雨水花園、生物滯留池），園路采用不透水硬質(zhì)鋪裝和卵石鋪面，難以對雨水進行滲透和過濾，使場地無法吸納消化的雨水只能外排到四周，無法形成低地匯流，不利于雨水的收集和滯留，從而不能有效緩解地表徑流量大、道路積水等問題。場地內(nèi)缺乏植物群落層次，只是簡單綠色丘地搭配大小喬木植株，景觀效果單調(diào)乏味，植物的雨水截留和保持水土的作用弱，不能有效涵養(yǎng)水土，更無法發(fā)揮植物的過濾和凈化作用。

3.2.3 綠地景觀單調(diào)，缺乏文化精神 場地內(nèi)景觀單一，植物種類較少，只有幾棵中大型喬木，缺乏景觀層次和韻律（圖3）;植物造景設計布局分散，不能形成視覺焦點，景觀視覺效果差，無法營造校園特色景觀氣質(zhì)。場地設有“和園”名牌柱，與家和堂（食堂）、家和西苑宿舍區(qū)秉承了一致的“家”、“和”校園文化，然而整體景觀缺乏視覺聚焦點和感召力，互動休閑設施缺乏，無法吸引師生停留駐足，也未能體現(xiàn)出“家”、“和”的文化和精神。師生頻頻去來往返，卻極少停留，造成空間場地的資源浪費。

3.3 場地設計目標和理念

“和園”以呈現(xiàn)迷人的綠地雨水景觀環(huán)境和實現(xiàn)雨水資源化利用為目標，通過對研究區(qū)域的綜合分析，對多種雨水設施的整合設計布局，旨在打造一個從雨水源頭控制到末端儲蓄利用的雨水管理系統(tǒng)，改善校園綠地現(xiàn)存雨水積澇和景觀視覺問題，建設一個自然式、低影響、具有多雨江南特色的高校綠地雨水景觀的環(huán)境教育場地和示范點。

低影響開發(fā)的核心理念是源頭出發(fā)、小規(guī)模、分散式的處理、控制暴雨徑流、水體污染[10]。結合低影響開發(fā)設施與校園生態(tài)綠地環(huán)境的設計，可以達到自然凈化、就近利用或回補地下水的效果，解決校園雨洪內(nèi)澇給校園生活和學習帶來的不便。從而實現(xiàn)高校雨水資源系統(tǒng)的改進與完善，確保校園內(nèi)部的日常生活有序進行。對低影響開發(fā)理念在校園綠地雨水景觀設計中的應用進行分析和探討，不僅是景觀水文環(huán)境的發(fā)展趨勢，也可以為高校雨水資源綜合管理與綠地景觀相結合的設計提供參考。

3.4 綠地雨水景觀優(yōu)化途徑

前期對場地的問題分析和綠地景觀雨水管理設施的目標、設計策略進行探討，根據(jù)《海綿城市建設技術指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建（試行）》的規(guī)范要求，在保證景觀視覺美學效果的前提下，對浙工大“和園”綠地景觀進行優(yōu)化設計，以期發(fā)揮綠地景觀的綜合功能，營造一個調(diào)控雨水、凈化水資源、美化環(huán)境、科普育人的校園綠地雨水景觀小花園[11]。

3.4.1 方案總體設計 “和園”綠地的優(yōu)化改造以低影響、低成本、小規(guī)模的方式進行，多元結合排、滲、滯、凈等功能，依據(jù)生態(tài)雨水設施與綠地景觀設計相結合的整合設計，以實現(xiàn)控制源頭污染、降低雨水徑流量、資源化利用雨水等目標。方案總平面圖如圖4所示。

3.4.2 雨水設施布局 通過分析“和園”綠地存在的雨水問題，結合場地現(xiàn)有的地形、植被、道路情況，依據(jù)生態(tài)性、教育性、低影響設計原則和構建雨水設施系統(tǒng)、雨水資源化利用的營造策略，對場地擬采用下沉式綠地、生物滯留池、透水鋪裝、植草淺溝、生態(tài)樹池等生態(tài)雨水設施進行設計。具體設施布局如圖5所示。

3.4.3 下沉式綠地優(yōu)化設計 下沉式綠地景觀是一種海拔低于周邊道路高程的下凹式綠地景觀，雨水順應地勢條件由高向低匯聚凹地，便于收集、儲留雨水，減少周邊地表徑流量。下沉式綠地景觀也采用生物滯留技術，通過植物過濾、微生物降解、土壤吸附等來沉淀、過濾、吸納雨水中的污染物，起到降低雨水徑流量、凈化雨水、補給地下水的作用。植物設計要選擇耐澇、多年生、維護成本低的鄉(xiāng)土

草本植物，同時也要考慮具有季節(jié)色彩變化的植物，如斑葉芒、細葉沙、香根草、石菖蒲、屈菜、旱傘草等（圖6、圖7）。

3.4.4 道路鋪裝改造設計 場地中的原有園路采用不透水地磚和混凝土澆筑鵝卵石設計而成，下雨天氣時在地表積存的雨水無法向下滲透，造成道路表面濕滑、積水現(xiàn)象，給師生出行帶來不便。選用具有良好透水性的鋪裝和礫石替換原有的不透水鋪裝，可在一定程度上提高場地道路的雨水滲透率，緩解路面雨水徑流。在園路與綠地的銜接處采用植物、鵝卵石與雨水篦的組合設計，不僅可以美化環(huán)境、豐富道路的組成形式，還可以過濾污染物并補給地下水資源（圖8、圖9）。

3.4.5 植草淺溝設計 植草淺溝是雨水徑流的中斷傳輸路徑，起到承上啟下的聯(lián)結作用。保留該地塊東南側的小丘坡地貌和櫻花植株，在小丘坡地邊緣設計寬度為40 cm、深度為15 cm、坡度為3%的植草淺溝。雨水順勢由小丘坡地下排到植草淺溝中，在此進行雨水過濾、滲透、截攔、凈化等，可以有效去除雨水中的懸浮顆粒物和吸附分解部分有害元素。然后利用植草淺溝的徑流傳輸功能，將雨水匯集到地下設有蓄水池的下沉式綠地或生態(tài)滯留池中，在此進行雨水的資源化利用（圖10、圖11）。

3.4.6 生態(tài)樹池、花壇設計 場地之前的休閑設施少、老舊破損且沒有創(chuàng)意，缺乏吸引力?！癝”形半包圍樹池、半圓、扣形樹池等建設在東側的帶狀小廣場上，通過土壤滲透和植物過濾吸附來涵養(yǎng)水源、補給地下水。水池、花壇高程低于廣場，且設有缺口，便于雨水的匯入和排出。水池、花壇經(jīng)過精心的植物設計，兼具生態(tài)性、功能性、景觀美學性，在進行雨水處理時，也為師生交流、休憩提供了場所，直接可視化展示雨水徑流和低影響開發(fā)設施的工作流程，打造了獨特魅力的晴雨交替景觀（圖12、圖13）。

規(guī)則與不規(guī)則曲線半環(huán)繞式抬高花壇、生物滯留池，因地制宜地保留了原有場地的地勢。抬高花壇的設計豐富了景觀的層次感和節(jié)奏感，多樣化的體驗以及景觀空間的相互作用，呈現(xiàn)出極具魅力的場地感。場地的雨水景觀在性質(zhì)、功能、用途和體驗等方面的豐富多元性，將昆蟲和小動物吸引至此，形成小塊生態(tài)棲息地，學生被吸引來此進行社交、體驗并與環(huán)境、自然進行互動，拉近了學生與大自然的距離（圖14、圖15）。

3.4.7 建立智慧檢測系統(tǒng) “互聯(lián)網(wǎng)+”與大數(shù)據(jù)時代的到來，為“智慧校園”帶來了技術上的革新與支持。校園綠地雨水設施系統(tǒng)不單需要工程的建設，而且需要互聯(lián)網(wǎng)智慧檢測系統(tǒng)。對下沉式綠地、生物滯留池、透水鋪裝等生態(tài)雨水設施進行檢測、管控，收集、處理、分析雨水徑流量、雨水滲透率、雨水匯集量等系列數(shù)據(jù)，同時配合使用后的指標評價體系，對場地進行后續(xù)考察檢測，以期達到最好的低影響開發(fā)綠地雨水景觀效果。

考慮到暴雨、臺風天氣來臨，該地塊短時間內(nèi)可能無法消化大量雨水，因此設計市政排水管道與校園北側的后山河流聯(lián)通。超過蓄水池最高水位的其他雨水資源則被排放到與我國西溪濕地匯通的自然河流中。

4 結論

針對“和園”綠地現(xiàn)有的生態(tài)現(xiàn)狀與雨水問題進行分析與研究，探究了低影響開發(fā)設施與綠地雨水景觀設計相結合的可行性，對“和園”綠地雨水景觀進行了優(yōu)化設計。通過建設下沉式綠地雨水花園、植草淺溝、透水鋪裝、生物滯留池系列低影響開發(fā)設施，對校園綠地的雨水資源進行滲、滯、凈等綜合管理，搭建了一套高效、生態(tài)的雨洪管理系統(tǒng)。使其成為具有教育意義和示范作用的校園綠地雨水景觀設計的先行者，為綠色生態(tài)校園雨水景觀建造提供一定的參考價值。

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