胡穎黃愛清

（1江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院公用事業(yè)學(xué)院江蘇常州213147；2江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院江蘇常州213147）

基于海綿校園建設(shè)的低影響開發(fā)優(yōu)化設(shè)計方案研究
——以江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院為例

胡穎1黃愛清2

（1江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院公用事業(yè)學(xué)院江蘇常州213147；2江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院江蘇常州213147）

近年來，海綿城市建設(shè)已成為解決城市內(nèi)澇問題的新式手段，大學(xué)校園作為城市重要的組成環(huán)節(jié)，在推進海綿城市建設(shè)的過程中扮演著重要的作用。為促進低影響開發(fā)技術(shù)在海綿校園中的應(yīng)用，以江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院為例，探究了雨水排水溝、雨水花園、雨水池、落水管間落排水、數(shù)字化雨水監(jiān)測系統(tǒng)等優(yōu)化方案的應(yīng)用特點，以期為運用低影響開發(fā)技術(shù)打造海綿校園提供參考和指導(dǎo)。

低影響開發(fā)；海綿城市；海綿校園；優(yōu)化；設(shè)計方案

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市下墊面條件也隨之發(fā)生了很大變化，城市發(fā)展過程中面臨的洪澇災(zāi)害、水體污染、水資源匱乏等突出共性問題日益嚴重[1,2]。在此背景下，國家提出了建設(shè)“海綿城市”的新理念，提倡構(gòu)建低影響開發(fā)(Low Impact Development，簡稱LID)雨水系統(tǒng)，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等最佳流域管理措施(Best Management Practices，簡稱BMP)構(gòu)建不同的城市海綿體，以此來適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害[3，4]。LID技術(shù)在減少雨水徑流產(chǎn)生的同時可以達到控制徑流污染、消減洪峰、減少徑流水量的目的，使得區(qū)域開發(fā)后的水文特性與開發(fā)前一致，盡量減少場地開發(fā)對環(huán)境帶來的負面影響，并使之恢復(fù)至開發(fā)前自然水文狀態(tài)[5，6]。

海綿校園就是遵循海綿城市標準而建立的新概念雨洪管理校園，通過一系列的海綿設(shè)施的設(shè)置，達到對地表徑流的控制以及對徑流污染的削減，將學(xué)校建設(shè)成一座新型的“水彈性校園”[7]。建設(shè)海綿校園，首先要轉(zhuǎn)變觀念。傳統(tǒng)建設(shè)模式，處處是硬化路面，每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”設(shè)施來排水，以“快速排除”和“末端集中”控制為主要規(guī)劃設(shè)計理念，往往造成逢雨必澇，旱澇急轉(zhuǎn)[8，9]。新型海綿校園則是通過植草溝、滲水磚、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織收集及排放雨水，同時通過雨水回用系統(tǒng)對雨水進行收集回用，達到雨水慢排緩釋以及變廢為寶的目標。

1 項目背景

江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院按照綠色建筑標準進行設(shè)計，校園內(nèi)有較多具有海綿雛形的設(shè)施，但由于建設(shè)標準未達到海綿城市建設(shè)的要求，設(shè)施設(shè)備的運行效果并不理想，教學(xué)區(qū)及生活區(qū)出現(xiàn)了多處嚴重的積水點，影響了教職人員及學(xué)生的正常生活及學(xué)習(xí)。

江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院(殷村新校區(qū))主體教育功能區(qū)，總占地面積46.69公頃。除考工樓、營繕樓、若缺樓、觀復(fù)樓、修信樓、教師公寓外，其余均已建設(shè)完成。校園內(nèi)地形較為平坦，高程起伏較小，內(nèi)部平均標高較學(xué)院周邊道路、村莊標高低40～70cm，處于地勢低洼處，極端天氣情況下，學(xué)院內(nèi)市政管網(wǎng)無法及時消納學(xué)院自身及周邊匯水徑流，具有內(nèi)澇風(fēng)險。

2 優(yōu)化設(shè)計方案

2.1 雨水排水溝。排水溝主要設(shè)置于校區(qū)內(nèi)積水較為嚴重的區(qū)域，對于不同地區(qū)采用不同形式的排水溝，因地制宜。對不同區(qū)域的排水要求，采用不同形式的排水溝設(shè)置方案，主要形式有線型排水溝、道路排水溝和卵石排水溝三種，以線型排水溝為例進行分析介紹。

線型排水溝也稱縫隙式排水溝，排水溝主體材料由樹脂混凝土構(gòu)成，上部蓋板采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，承載力較強，不銹鋼蓋板上可以鋪砌與原狀廣場材料相同的鋪裝，增加了排水溝的隱蔽性，大大提高了廣場的完整性和美觀性。同時，也保留了排水溝排水性能好、排水能力強的特點[10]。

圖1 線型排水溝設(shè)置形式

廣場區(qū)域的情況較為相似，主要存在著雨水溝蓋板堵塞、廣場坡度不足，排水系統(tǒng)間距較大等問題，因此，該區(qū)采用更換堵塞排水溝蓋板、加密排水溝的方式進行改造。廣場采用線型排水溝。本工程線型排水溝基礎(chǔ)采用C30混凝土基礎(chǔ)，排水溝周圍采用原土碾壓密實，排水溝蓋板采用不銹鋼蓋板，蓋板上部鋪砌原狀廣場花崗巖。

2.2 雨水花園。江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院景觀設(shè)施內(nèi)有大量的海綿元素設(shè)施，如雨水花園、屋頂花園及植草溝等，但由于學(xué)校設(shè)計建設(shè)是按綠色建筑標準進行實施的，這些海綿元素設(shè)施和海綿城市建設(shè)的標準還有一定的差距，因此可通過對其進行改造提高其運行的效果，使其達到海綿城市建設(shè)的標準?，F(xiàn)有雨水花園主要存在以下問題：首先是雨水花園的地勢大多較高，無法有效吸納地面雨水；其次，雨水花園的土質(zhì)為亞粘土不利于雨水的下滲；第三，雨水花園的植物選型不理想，植物壞死、枯萎的情況較為普遍。

雨水花園改造主要通過以下兩方面進行：一是土壤改良；二是植物替換。土壤改良可以增加雨水在土壤中下滲的速度，進一步提高雨水花園滲水、滯水能力，達到海綿城市設(shè)計標準。植物替換是將現(xiàn)有遇水容易枯死的植物，替換成耐水、耐濕植物，利用植物的根系保持水土平衡，進一步增強雨水花園的滯水能力，同時也能起到一定的凈水作用[11]。

圖2 雨水花園斷面圖

雨水花園改造工程首先對原狀土進行開挖，開挖深度約為1200mm；并回填500mm厚礫石層，礫石層內(nèi)敷設(shè)DN200穿孔接水管，礫石層上部回填200mm厚細沙墊層，再回填種植土至設(shè)計標高。

2.3 雨水池。校區(qū)內(nèi)已建有一套雨水回用系統(tǒng)，且管網(wǎng)覆蓋率高，校園內(nèi)的綠化及道路均在該套管網(wǎng)的覆蓋之下，但系統(tǒng)中雨水池容量較小無法滿足整個片區(qū)的澆灑用水，因此，在此次改造項目中增設(shè)一座雨水池，以增加回用系統(tǒng)的雨水儲量，同時也可以達到海綿城市中對雨水進行“凈”、“用”的要求。

增設(shè)雨水池考慮采用對實訓(xùn)工廠南側(cè)已建雨水池進行改建的方式實現(xiàn)，通過在現(xiàn)有雨水池內(nèi)增設(shè)雨水過濾以及假山景石的方式，將該處雨水池打造成集雨水處理、景觀效果以及教學(xué)示范作用于一身的多功能雨水池。

圖3 雨水池結(jié)構(gòu)斷面圖

2.4 落水管間落排水。落水管間接是一種調(diào)控城市降雨徑流的方式，通過對落水管的斷接處理，將雨水導(dǎo)流至附近雨水花園、下沉式綠地，削減雨水徑流，減輕雨水排水系統(tǒng)的壓力[12]。落水管間接排水是海綿設(shè)施重要的組成部分之一，具有投資小、施工便利、雨水的調(diào)控效果好等優(yōu)點，非常適合用于建筑物海綿化改造。

2.5 數(shù)字化雨水監(jiān)測系統(tǒng)。校園數(shù)字化雨水監(jiān)測管理系統(tǒng)由雨量計、液位儀、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、電子標示牌、中央控制系統(tǒng)組成。雨量計可以用以測量校園內(nèi)的降水量，液位儀可以計算出雨水排出量，通過一年的測量即可得出學(xué)校年徑流削減量。水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)可用于監(jiān)測雨水回用系統(tǒng)的水質(zhì)變化情況，了解雨水水質(zhì)的變化情況。以上設(shè)備得出的信息，均可以通過雨水監(jiān)測管理系統(tǒng)的中央控制系統(tǒng)，展示到電子標示牌上，同時，中央控制系統(tǒng)通過后臺的數(shù)據(jù)處理，也可以了解到海綿設(shè)備的運行情況，以便做出及時的調(diào)整。

3 結(jié)論

綜上所述，在國家大力推進海綿城市建設(shè)的背景下，海綿校園建設(shè)的重要性和優(yōu)越性也日益突出。以海綿城市理論為基礎(chǔ)的海綿校園設(shè)計不僅僅是一種施工方式，在其構(gòu)思和實踐中，除校園積水現(xiàn)狀、低影響開發(fā)設(shè)施現(xiàn)狀外，還需綜合考慮雨水徑流的資源化利用、校園教育示范等目標，以切實解決校園的洪澇問題，同時實現(xiàn)對雨水資源的最大化利用，并可最大程度地降低雨水徑流污染，增強海綿校園的示范作用，為海綿城市和海綿校園建設(shè)提供技術(shù)示范和教育示范。

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江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技指導(dǎo)項目(2016ZD73)；江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技指導(dǎo)項目(2017ZD032)；江蘇省常州市科技計劃項目(CJ20160012)。