郭雨匯

摘要：隨著我國近幾年暴雨導(dǎo)致包括北京、武漢在內(nèi)的多城市內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生，使得“海綿城市”的概念成為輿論熱點(diǎn)，受到學(xué)術(shù)以及社會(huì)各界的關(guān)注。本文通過對(duì)海綿城市理論研究，以青島二中校園為例，針對(duì)青島二中校園地勢(shì)高、暴雨瀑、硬化路面偏多的情況，對(duì)校園雨季積水問題進(jìn)行了研究，確定了造成校園積水的原因，分別運(yùn)用城市建設(shè)的綠色和灰色2種排水系統(tǒng)改進(jìn)方法，結(jié)合建筑景觀設(shè)計(jì)美學(xué)，提出了校園環(huán)境優(yōu)化具體方案。

關(guān)鍵詞：海綿城市；設(shè)計(jì)；校園

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，是應(yīng)對(duì)城市、城鎮(zhèn)以及城市特定區(qū)域雨洪管理的先進(jìn)理念。校園、小區(qū)等人口居住相對(duì)集中的城市獨(dú)立區(qū)域的設(shè)計(jì)是城市整體設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，利用海綿城市的理念進(jìn)行校園等相對(duì)獨(dú)立區(qū)域的設(shè)計(jì)對(duì)于海綿城市建設(shè)和區(qū)域內(nèi)環(huán)境優(yōu)化具有非常重要的意義。

1研究背景

山東省青島第二中學(xué)，坐落于青島市嶗山區(qū)松嶺路70號(hào)，總建筑面積6萬多m²，單體建筑17棟，地勢(shì)東高西低，雨水自東向西沿臺(tái)階、馬路流下。每當(dāng)夏季大暴雨天氣，雨水積聚到校園特色的大樓梯，形成了校園獨(dú)有的瀑布景觀。雖然景色震撼，但對(duì)于想要進(jìn)出校園的學(xué)生老師們可是心里有苦說不出。由此反映出校園的排水系統(tǒng)有待優(yōu)化提升。本文運(yùn)用海綿城市理念對(duì)青島二中的校園景觀設(shè)計(jì)提出優(yōu)化方案，從而為校園環(huán)境優(yōu)化提供新的思路。

2設(shè)計(jì)理念

建設(shè)海綿城市，首先要扭轉(zhuǎn)觀念。傳統(tǒng)城市建設(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(jì)理念，往往造成逢雨必澇，旱澇急轉(zhuǎn)。根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，城市建設(shè)將強(qiáng)調(diào)優(yōu)先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。

海綿城市的“海綿體”主要包括河、湖、池塘等水系，城市相對(duì)獨(dú)立區(qū)域內(nèi)的配套設(shè)施主要包括綠地、花園、可滲透路面等，雨水通過這些“海綿體”下滲、滯蓄、凈化、回用，最后剩余部分徑流通過管網(wǎng)、泵站外排，從而緩減內(nèi)澇的壓力。

按照海綿城市理念進(jìn)行校園區(qū)域設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于不斷提高“海綿體”的規(guī)模和質(zhì)量。過去區(qū)域設(shè)計(jì)追求用地一馬平川，往往填坑平壑。根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，區(qū)域建設(shè)應(yīng)最大限度地保護(hù)原有的濕地、坑塘、溝渠等“海綿體”不受開發(fā)活動(dòng)的影響，受到破壞的“海綿體”也應(yīng)通過綜合運(yùn)用物理、生物和生態(tài)等手段逐步修復(fù)，并維持一定比例的生態(tài)空間。有條件的還應(yīng)以建筑、區(qū)域、道路、綠地與廣場(chǎng)等建設(shè)為載體新建一定規(guī)模的“海綿體”，如道路、廣場(chǎng)可以采用透水鋪裝，特別是區(qū)域內(nèi)的綠地應(yīng)充分“沉下去”。

3問題分析

3.1現(xiàn)象分析

據(jù)實(shí)地考察，青島二中地勢(shì)東高西低，雨水白東向西沿臺(tái)階、馬路流下。每逢暴雨，校園內(nèi)的雨水會(huì)匯集到西側(cè)的中央階梯，順階梯輕流而下從西門排出，嚴(yán)重影響了人員進(jìn)出學(xué)校（圖1）。

3.2積水原因分析

青島屬于溫帶季風(fēng)氣候，降水多集中在夏季，暴雨多。校園依山而建，從宿舍至教學(xué)樓再到校門口，地勢(shì)逐漸減低，東西側(cè)海拔落差達(dá)100m，同時(shí)校園內(nèi)諸多的瓷磚樓梯以及硬化路面大大減少了雨水的下滲，致使大量雨水快速從高處流向低處。校園排水系統(tǒng)不夠完善，瓷磚樓梯和道路上少見排水設(shè)施；瀝青馬路也僅僅零星分布著幾個(gè)下水井。

根據(jù)實(shí)際情況的考察，“臺(tái)階瀑布”的情況主要出現(xiàn)于兩大位置，一是宿舍區(qū)與教學(xué)區(qū)交匯臺(tái)階處，坡度大，“瀑布”現(xiàn)象十分嚴(yán)重；二是校門口馬路交匯處，地面采用片石和卵石，雨水不能下滲，臺(tái)階“瀑布”現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。

4校園環(huán)境優(yōu)化方法及可行性分析

海綿城市建設(shè)技術(shù)的排水系統(tǒng)改進(jìn)方法，可分類概括為“綠色方法”和“灰色方法”。

4.1“綠色方法”——生態(tài)海綿體

4.1.1生物滯留設(shè)施。生物滯留設(shè)施指在地勢(shì)較低的區(qū)域，通過植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的設(shè)施。生物滯留設(shè)施按應(yīng)用位置不同稱作雨水花園、生物滯留區(qū)、生態(tài)樹池等。雨水花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地，被用于匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水。和雨水花園具有相同功能的措施還有生態(tài)滯留區(qū)。生態(tài)滯留區(qū)土壤對(duì)于工程技術(shù)要求相當(dāng)嚴(yán)格，對(duì)于土壤和工程排水結(jié)構(gòu)也都有明確的要求。滯留式生態(tài)樹池，樹池內(nèi)設(shè)有種植土，種植土的下部依次設(shè)有過濾土層和礫石，礫石的下部設(shè)有滲水管，種植土的上部設(shè)有陶粒。這樣的結(jié)構(gòu)能使?jié)B透管發(fā)揮巨大的作用，既能增大雨水滲水的面積，又能延緩雨水的流失速度，使土壤長時(shí)間保持濕潤。生物滯留設(shè)施按結(jié)構(gòu)不同也可分為簡(jiǎn)易型生物滯留設(shè)施和復(fù)雜型生物滯留措施。

生物滯留設(shè)施主要適用于建筑與小區(qū)內(nèi)建筑、道路及停車場(chǎng)的周邊綠地，以及道路綠化帶等綠地內(nèi)。對(duì)于徑流污染嚴(yán)重、設(shè)施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1m及距離建筑物基礎(chǔ)小于3m（水平距離）的區(qū)域，可采用底部防滲的復(fù)雜型生物滯留設(shè)施。

生物滯留設(shè)施形式多樣、適用區(qū)域廣、易與景觀結(jié)合，徑流控制效果好，建設(shè)費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用較低；但地下水位與巖石層較高、土壤滲透性能差、地形較陡的地區(qū)，應(yīng)采取必要的換土、防滲、設(shè)置階梯等措施避免次生災(zāi)害的發(fā)生。

方案分析：校園內(nèi)綠化帶眾多，道路旁也都有綠化帶，此種方法易于景觀結(jié)合，不會(huì)影響到校園環(huán)境美化；但由于土壤為透水性較差的棕壤，需要采取換土等措施，增加一部分建設(shè)費(fèi)用。綜上所述，這種方法可行。

4.1.2植草溝。植草溝為橫切面呈三角形或梯形的帶狀下凹綠地，適用于道路兩旁綠化隔離帶等狹長地帶。由于水流速度相對(duì)較快，在植草溝內(nèi)應(yīng)以石頭鋪于底部防止土壤侵蝕。植草溝的淺溝斷面形式宜采用倒拋物線形、三角形或梯形。植草溝的邊坡坡度（垂直：水平）不宜大于1：3，縱坡不應(yīng)大于4%?？v坡較大時(shí)宜設(shè)置為階梯型植草溝或在中途設(shè)置消能臺(tái)坎。植草溝最大流速應(yīng)小于0.8m/s，曼寧系數(shù)宜為0.2～0.3，轉(zhuǎn)輸型植草溝內(nèi)植被高度宜控制在100～200mm。

植草溝適用于區(qū)域內(nèi)道路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等不透水面的周邊，可作為生物滯留設(shè)施、濕塘等低影響開發(fā)設(shè)施的預(yù)處理設(shè)施。植草溝也可與雨水管渠聯(lián)合應(yīng)用，場(chǎng)地豎向允許且不影響安全的情況下也可代替雨水管渠。植草溝具有建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用低，易與景觀結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，但已建區(qū)域及開發(fā)強(qiáng)度較大的新建區(qū)域易受場(chǎng)地條件制約。

方案分析：校園內(nèi)道路兩旁綠化帶較多，因此設(shè)置植草溝方法有一定的可行性。但青島二中位于山坡，坡度較大，若設(shè)置植草溝應(yīng)考慮增設(shè)消能臺(tái)坎。

4.1.3滲透塘。滲透塘是一種用于雨水下滲補(bǔ)充地下水的洼地，具有一定的凈化雨水和削減峰值流量的作用。滲透塘前應(yīng)設(shè)置沉砂池、前置塘等預(yù)處理設(shè)施，滲透塘邊坡坡度（垂直：水平）一般不大于1：3，塘底至溢流水位一般不小于0.6m。滲透塘底部構(gòu)造一般為200～300mm的種植土、透水土工布及300～500mm的過濾介質(zhì)層。滲透塘排空時(shí)間不應(yīng)大于24h。滲透塘應(yīng)設(shè)溢流設(shè)施，并與雨水管渠系統(tǒng)和超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)銜接，滲透塘外圍應(yīng)設(shè)安全防護(hù)措施和警示牌。

滲透塘適用于匯水面積較大（大于1hm²）且具有一定空間條件的區(qū)域，但應(yīng)用于徑流污染嚴(yán)重、設(shè)施底部滲透面距離季節(jié)性最高地下水位或巖石層小于1m及距離建筑物基礎(chǔ)小于3m（水平距離）的區(qū)域時(shí)，應(yīng)采取必要的措施防止發(fā)生次生災(zāi)害。滲透塘可有效補(bǔ)充地下水、削減峰值流量，建設(shè)費(fèi)用較低，但對(duì)場(chǎng)地條件要求較嚴(yán)格，對(duì)后期維護(hù)管理要求較高。

方案分析：青島二中校園內(nèi)的綠化多以樹木為主，較少地方有足夠的面積采用滲透池。因此這種方法可以使用，但是要求較高，使用范圍相對(duì)較窄。

4.2“灰色方法”——透水材料

除了設(shè)于綠地的雨水管理措施，在硬質(zhì)地面可以通過透水鋪裝實(shí)現(xiàn)雨水滲透，或通過水渠和溝槽將雨水引流至街道附近的滯留設(shè)施中，凈化的雨水可以就地消化于水景觀中。目前市面上常見的透水材料有透水磚、透水混凝土等。這些透水材料均具有高透水性、高承載性、裝飾性、易維護(hù)、耐用性等特點(diǎn)，價(jià)格根據(jù)需求從幾十到幾百不等。

方案分析：此方案可行，但如改造的面積較大，工程施工量大，費(fèi)用較高，不宜采用?？稍谳^小的局部區(qū)域采用。

通過上述分析可知，無論是“綠色方法”還是“灰色方法”都有用武之地，但“綠色方法”更生態(tài)、更自然，施工量也較小，有助于維護(hù)校園環(huán)境。故針對(duì)校園環(huán)境的優(yōu)化，要根據(jù)不同的需求、限制條件，提出以下具體設(shè)計(jì)方案：

針對(duì)宿舍區(qū)與教學(xué)區(qū)交匯臺(tái)階處坡度大、“瀑布”現(xiàn)象嚴(yán)重的問題。將裝飾性花壇進(jìn)行改造，將傳統(tǒng)花壇改為下凹式綠地，將地面材料更改為透水鋪裝。在道路兩旁設(shè)置生態(tài)樹池和植草溝，并設(shè)置路緣開口，將兩旁傳統(tǒng)植被改為連貫性草溝，將道路兩旁的行道樹改為生態(tài)樹池。

針對(duì)校門口馬路交匯處，雨水不能下滲問題。傳統(tǒng)植被改為生態(tài)滯留區(qū)，對(duì)雨水進(jìn)行引流下滲，傳統(tǒng)草坪改為滲透池，將噴泉四周生態(tài)滯留區(qū)收集的雨水利用地下水箱蓄水，用于噴泉用水，噴泉周圍可以進(jìn)行美化景觀設(shè)計(jì)。

針對(duì)校園臺(tái)階，臺(tái)階中部采用潮狀盆形，有效收集暴雨時(shí)不能下滲的雨水，并形成有規(guī)劃的瀑布景觀。不僅有效解決臺(tái)階“瀑布”問題，更為校園增添景觀美感。

針對(duì)校園其他位置，將道路沿岸行道樹改為生態(tài)樹池，將易積水處傳統(tǒng)路面改為透水鋪裝，于柏油馬路兩側(cè)設(shè)置雨水溝引導(dǎo)徑流，改建校門口停車場(chǎng)路面，將原本的柏油路面改為可使與水下滲的透水路面。

5結(jié)語

通過運(yùn)用海綿城市理念，以青島二中校園設(shè)計(jì)為例，針對(duì)青島二中校園因地勢(shì)落差大、硬化路面偏多造成校園遇暴雨積水成瀑的問題，對(duì)校園雨季積水問題進(jìn)行了研究，分別運(yùn)用綠色和灰色2種排水系統(tǒng)改進(jìn)方法，結(jié)合建筑景觀設(shè)計(jì)美學(xué)，提出了校園的具體設(shè)計(jì)方案，為校園環(huán)境優(yōu)化提供了參考。