海綿城市視野下的大學(xué)校園景觀改造設(shè)計研究
——以嵩明職教園區(qū)為例

南月慧，趙慶玲，葉惠珠

(云南師范大學(xué)文理學(xué)院，云南 昆明 650000)

1 水環(huán)境現(xiàn)狀

云南省嵩明職教園區(qū)位于昆明市東北、云貴高原的西端，地勢由西北向東南傾斜，系云貴高原上的山岳河谷地帶，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年降雨量992 mm，年均相對濕度74.2%，年雷暴62.8d，年冰雹2.3 d[1]。5～10月份是雨季，降水較多，11月份到翌年4月份為旱季。

為保護牛欄江水質(zhì)，云南嵩明職教基地控制性詳細規(guī)劃的要求，區(qū)域排水系統(tǒng)為雨污分流制，職教基地與龍寶村共建污水處理廠，污水處理廠占地55畝，日處理量為2.5萬m3/d。在污水處理廠未建成之前，要求進入基地的各所學(xué)校自建中水處理站處理產(chǎn)生的污水。云南師范大學(xué)文理學(xué)院校園內(nèi)部中水處理站一所，產(chǎn)生的廢水經(jīng)隔油池、化糞池、自建污水處理站處理后進行回用，處理規(guī)模為1300 m3設(shè)中水官網(wǎng)，用于校園內(nèi)部綠化灑水、道路灑水及沖廁用水。云南師范大學(xué)文理學(xué)院的給水系統(tǒng)從文林路市政供水管網(wǎng)接入，接入管管徑均為DN200。排水采用污水和雨水分流制，雨水經(jīng)管道收集后排入北側(cè)市政雨水管網(wǎng)。

2 供水不足問題突出

嵩明縣職教園區(qū)水廠占地1.51畝，設(shè)計供水能力20000 m3/d,供水水源為八家村水庫，現(xiàn)在八家村的水庫P=95%年供水量365m3，目前楊林片區(qū)的供水情況根據(jù)報告，2020年P(guān)=95%年供水量2977.1萬m3，缺水6399.9萬m3，缺水率68%。至2030年，P=95%年供水量2977.1萬m3，缺水7394.7萬m3，缺水率71.3%。金山水廠尚未建好，隨著楊林片區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，與職教園區(qū)相鄰的工業(yè)園區(qū)發(fā)展迅速，該水廠已經(jīng)不能滿足片區(qū)用水需求，水資源供需矛盾日漸凸顯，經(jīng)常因為水庫干竭，導(dǎo)致職教園區(qū)供水嚴重不足。

楊林職教園區(qū)師生眾多，職教園區(qū)供水的水源保障不足，水資源較為匱乏。特別是位于供水主管末端的云南師范大學(xué)文理學(xué)院，每年旱季，每日進水量較小水資源不足問題突出，導(dǎo)致學(xué)生宿舍斷斷續(xù)續(xù)停水，嚴重影響師生生活，教學(xué)樓、宿舍樓、圖書館等重要教學(xué)建筑內(nèi)部廁所沒水沖洗，嚴重影響校園環(huán)境。

校園內(nèi)下降至地面和屋頂?shù)淖匀挥晁瑳]有得到合理的回收和利用，經(jīng)排水管網(wǎng)直接進入排水系統(tǒng)，校園內(nèi)自然綠地的蓄水能力較弱，地勢較高，排水速度快，涵養(yǎng)水的能力差。校園內(nèi)缺少景觀蓄水池、湖泊等自然排放地。雖然校園綠化面積較大，但是大多數(shù)綠地因為地勢較高等問題，且并未設(shè)計系統(tǒng)的低影響儲水設(shè)施，對校區(qū)最直接的影響就是雨水降落快，排的快，雨水直接進入排水系統(tǒng)，暴雨期給雨水排水系統(tǒng)造成壓力，枯水期又對校園供水增加了負擔(dān)。

3 海綿城市技術(shù)措施在大學(xué)校園中的運用

海綿城市的理念和技術(shù)方法，近年來在國內(nèi)外得到了廣泛的利用，選擇切實有效的海綿城市建設(shè)措施、不僅可以提高水的利用效率，增加水生態(tài)和水環(huán)境的有利運轉(zhuǎn)[2]，對城市防澇、節(jié)水也有至關(guān)重要的作用。

在國際上，海綿城市的技術(shù)運用在大學(xué)校園景觀設(shè)計中的案例較多較為成熟[3]，例如賓夕法尼亞大學(xué)運用屋頂綠化和透水地面、雨水花園等方法展開校園景觀和校園海綿體設(shè)計，通過校園中的休海克綠地景觀系統(tǒng)，將場地內(nèi)的95%的雨水收集[3]，運用于灌溉等工程。塞勒姆州立大學(xué)運用濕地走廊，將校園內(nèi)的雨水徑流全部匯集，促使雨水的管理和土壤的修復(fù)[4]很好地整合在一起。國內(nèi)案例中，北京交通大學(xué)通過設(shè)計雨水花園、屋頂花園、道路透水鋪裝、智慧監(jiān)測系統(tǒng)等方法構(gòu)建了完整的校園海綿體。海綿城市的理念和措施在清華大學(xué)[5]、深圳大學(xué)的校園建設(shè)中也得到了良好的應(yīng)用。

海綿城市所倡導(dǎo)的低影響開發(fā)技術(shù)，按照功能可以分為“滲、滯、蓄、凈、用、排”幾種類型[4]。綜合運用各項技術(shù)，可以實現(xiàn)雨水資源化利用的目標。主要的措施有綠化屋頂、透水材料，下沉綠地、滲透塘、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、植草溝等，低影響開發(fā)單項設(shè)施也具有多個功能，如生物滯留設(shè)施不僅能滲透補充地下水，還可以消減峰值流量，凈化雨水。綜合利用各項技術(shù)，在提升校園景觀的同時，滿足校園海綿體設(shè)計，達到節(jié)水、省水、蓄水、綜合利用水資源的目的。

4 嵩明職教園區(qū)海綿體改造建設(shè)

嵩明職教園區(qū)水資源不足問題嚴重，結(jié)合海綿城市相關(guān)理念，合理的實施雨水收集和再利用措施，不僅有利于植被的保護、地面的保潔、灌溉工程，還有利于智能化的利用，可有效地緩解水資源不足的問題。在構(gòu)建校園海綿體的同時，要完善雨水和污水分流制，增加污水管網(wǎng)覆蓋率。初期雨水和污水中含有的污染物較多，對水的處理要求較高，而中后期雨水純凈度較高，可以用于直接灌溉、沖廁和景觀用水。做好雨水污水分流，初期雨水和中后期雨水分流，可以提升對雨水的處理效率，改善校園廣場、綠地景觀。在避免大拆大建的基礎(chǔ)上，處理好景觀綠地、廣場和排水的關(guān)系，留住水的同時，也為校園建設(shè)優(yōu)良的水環(huán)境、景觀廣場環(huán)境。

4.1 建設(shè)立體的海綿校園

海綿校園的建設(shè)，不僅僅只需要考慮地表排水蓄水和地下排水凈水，還應(yīng)該從屋頂綠化、綠植墻面等方面考慮將海綿立體化、生態(tài)化、景觀化。回收的雨水可以提高校園的總體濕潤度，改善校園人居環(huán)境。建設(shè)技術(shù)措施，可從屋頂綠化、立體綠化等方面考慮(圖1)。

圖1 道路改造前后對比和構(gòu)造示意

屋頂綠化方面，目前校園建筑中采用綠化屋頂較少，屋頂排水多用平屋頂，檐溝或管道內(nèi)排水等方式，將雨水直接排入城市地下管網(wǎng)系統(tǒng)。統(tǒng)一排進污水處理廠，對雨水的利用方式較少，利用效率較低，應(yīng)該改為采取積極主動的利用雨水的方式，將屋頂綠化作為改造的重點之一(圖2)。

圖2 屋頂改造前后對比和構(gòu)造示意

在校園內(nèi)部的大部分建筑，均為多層，建筑層數(shù)高，部分建筑的屋頂可以作為室外活動空間和景觀空間，但是由于屋頂設(shè)計簡陋，沒有良好的景觀和綠化，導(dǎo)致屋頂?shù)氖褂妙l率并不高，增加屋頂綠化設(shè)施不僅能增加屋頂對自然降落的雨水的涵養(yǎng)，更能增加屋頂景觀環(huán)境，使屋頂?shù)氖褂眯屎皖l率增加，對于校園景觀設(shè)計在三維空間上開展是重要的補充。屋頂綠化可以采用灌木和喬木相互結(jié)合的多層次綠化，灌木綠色屋頂一般根基深度不大于150 mm，喬木綠色屋頂?shù)幕|(zhì)深度在600 mm左右。根據(jù)屋頂?shù)氖褂脿顩r和使用頻率，選擇綠化的種類和層次。形成良好的景觀，為校園增加色彩。

立體綠化在嵩明職教園區(qū)使用較少，大部分校園內(nèi)部建筑，均使用硬質(zhì)瓷磚墻面或抹灰墻面，墻面的設(shè)計感統(tǒng)一單調(diào)，缺少生氣。結(jié)合我國立體綠化優(yōu)秀校園案例，中國美術(shù)學(xué)院象山校區(qū)中的施工方案和技巧，可采用拉毛混凝土、透水貼面和攀爬植物相結(jié)合的方法展開立體綠化設(shè)計，不僅能有效的涵養(yǎng)雨水，還能為校園中的景觀增添特色，不失為一種良好的涵養(yǎng)雨水和改善校園微氣候的有效措施(圖3)。

圖3 立體綠化改造前后對比示意

4.2 建設(shè)透水校園

透水鋪裝改善校園道路的水問題，校園內(nèi)沒有使用透水鋪裝，現(xiàn)階段，職教園區(qū)采用的硬質(zhì)路面和鋪裝并未考慮海綿校園的透水要求。校園內(nèi)部一級道路(車行道)采用瀝青路面的馬路，透水性差，并且，路沿石把道路和周邊的草地分割開，大部分水順著路面排水孔排水地下管網(wǎng)。

校園內(nèi)部廣場鋪裝材料采用混凝土板，6 m×6 m大塊的混凝土板不透水，也是靠便捷的排水系統(tǒng)，將廣場雨水快速排入地下管網(wǎng)系統(tǒng)。改進措施考慮將部分廣場鋪裝用地變成透水材料，不僅能增加廣場的吸水率，而且增加廣場的美觀性。

停車場采用水泥地硬化，透水性差，建議停車場等使用頻率不太高的空間，采用透水磚和空心透草磚鋪裝(圖4)。

圖4 道路改造前后對比示意

并且在道路、廣場、停車場周邊建設(shè)植草溝。植草溝作為有植被的地表溝渠，在收集、輸送和排放徑流雨水中，可對雨水起到一定的凈化作用。其斷面形式可以采用拋物線形、三角形或梯形。植草溝的坡度一般控制在1∶3，縱坡不宜大于4%。植草溝同時具有生物滯留、濕塘等功能，并且可以和雨水管渠合用，在場地豎向設(shè)計允許的情況下可代替雨水管渠。且植草溝本身的維護費用較低，易于形成良好的景觀(圖5)。

圖5 道路廣場停車場旁植草溝示意

4.3 雨水儲備和景觀水景設(shè)計

現(xiàn)階段，嵩明職教園區(qū)的景觀設(shè)計較為粗獷，以大片綠地和林地為主，而且，綠地的地勢較高，形成坡，綠地內(nèi)部的雨水迅速的排入周邊的雨水管網(wǎng)中，綠地的含水和儲水性差。很多校園缺乏蓄水池等設(shè)施，云南工商學(xué)院修建3座蓄水池和進行了供水改造工程，基本能滿足高峰時期學(xué)生用水，但是水景設(shè)計單一。云南師范大學(xué)商學(xué)院設(shè)計有一個蓄水池，基本滿足雨水蓄水要求，其他院校蓄水設(shè)施較少，很難滿足校園景觀中對水的要求，也很難滿足校園中海綿設(shè)計的蓄水要求。鑒于此情況，參考海綿城市LID技術(shù)，提出以下解決方案。

將地勢較高的綠地，改成成下沉綠地，綠地周邊設(shè)計植草溝。下沉式綠地的下凹深度在100～200 mm，并且在下沉式綠地內(nèi)設(shè)計溢流口(如雨水口)，保證在暴雨時期，徑流的溢流和排放，溢流口的頂部一般高于綠地50～100 mm。下沉式綠地建設(shè)費用和維護費用較低，成為低，并且可以對雨水中的污染物如COD/NH4-N/TP有效的起到40%～50%的消減作用。較適合海綿校園的設(shè)計。

結(jié)合景觀設(shè)計蓄水池和調(diào)節(jié)塘。蓄水池局域雨水的集蓄等功能，同時可以消減峰值流浪，根據(jù)不同的材料，蓄水池可以劃分為鋼筋混凝土蓄水池、磚石砌筑蓄水池和塑料蓄水模塊拼裝式蓄水池。如果校園內(nèi)用地緊張，也可以采用地下封閉式蓄水池。蓄水池雨水管渠較為容易接入，儲存水量大，雨水可回用于綠化灌溉、沖洗路面和車輛等。

5 結(jié)語

嵩明職教園區(qū)景觀設(shè)計單一，大片的綠地、硬質(zhì)廣場、樹林組成了校園景觀的主要部分，粗狂而缺乏細膩，校園內(nèi)部缺少水景、雕塑、景觀小品建筑等景觀元素。校園景觀和豐富多彩的校園文化不相稱。職教園區(qū)缺水問題嚴重，旱季雨水不足，水庫水量無法給校園提供足夠的用水，嚴重影響職教園區(qū)內(nèi)師生的生活。為了增加校園景觀的多樣性和趣味性，同時解決校園缺水的問題，結(jié)合海綿城市的設(shè)計理念[6]及措施和校園現(xiàn)有的景觀，提出以上改造景觀的若干建設(shè)性建議和意見。通過屋頂綠化、下沉綠地、景觀蓄水池等改造建議，在解決校園供水不足問題的同時，也大大改善了校園景觀質(zhì)量。