改革開放以來(lái)，城市化的快速發(fā)展，給城市管理帶來(lái)了諸多問(wèn)題，其中最為突出的城市水生態(tài)環(huán)境被破壞、城市雨洪內(nèi)澇、水資源稀缺、水體污染嚴(yán)重等問(wèn)題已經(jīng)成為阻礙城市可持續(xù)發(fā)展的擋路石。2014年10月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部編制發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》，提出海綿城市建設(shè)的基本原則，明確相關(guān)內(nèi)容、要求和方法。低影響開發(fā)(Low Impact Development，LID)也稱為低影響設(shè)計(jì)(Low Impact Design，LID)，指在場(chǎng)地開發(fā)過(guò)程中采用源頭、分散式措施維持場(chǎng)地開發(fā)前的水文特征[1]。2016年1月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)城市綜合管廊和海綿城市建設(shè)國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)體系的通知》中又提出新建、擴(kuò)建和改建海綿型建筑與小區(qū)，海綿型道路與廣場(chǎng)、海綿型公園綠地等場(chǎng)所。

高校作為城市用地的一部分，是城市綠地體系的重要組成部分，也是構(gòu)建海綿化城市系統(tǒng)的重要部分之一。在不斷擴(kuò)大的高等教育招生規(guī)模下，各類高校校園也在持續(xù)進(jìn)行擴(kuò)建，校園里的建筑、道路等不透水硬質(zhì)材質(zhì)越來(lái)越多，校園的基礎(chǔ)設(shè)施越來(lái)越跟不上新時(shí)代校園發(fā)展的步伐，校園遭遇降雨，導(dǎo)致校園內(nèi)澇、學(xué)生停課的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，因此在海綿城市建設(shè)理念指導(dǎo)下，海綿校園的建設(shè)進(jìn)入了人們的視線，海綿校園建設(shè)受到各地高校建設(shè)者的廣泛關(guān)注[2]。

1 “海綿校園”建設(shè)背景

1.1 校園概況

海南熱帶海洋學(xué)院是一所地處熱帶區(qū)域的全日制本科院校，校園共分為五指山校區(qū)和三亞校區(qū)。筆者選擇三亞校區(qū)開展研究，該校區(qū)是修建不久的新校區(qū)，地理位置優(yōu)越，海南環(huán)島高速自西向東貫穿校園，西邊則是落筆洞路，學(xué)校以“明德、博學(xué)、勵(lì)志、篤行”作為校訓(xùn)。作為中國(guó)最南端的唯一一所全日制本科院校，云集五湖四海的學(xué)子，因此校園文化豐富多彩。

1.2 校園現(xiàn)狀

三亞校區(qū)地處熱帶地區(qū)，終年氣溫高，寒暑變化不大，年平均氣溫25.5℃，最冷的2月平均16～20℃，最熱的8月為25～29℃，是一個(gè)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)頻繁發(fā)生地，年均降水量1 500 mm，降雨量集中在4—10月，且降雨強(qiáng)度大，月降雨量最高可達(dá)1 172.77 mm，三亞市2017—2020年降雨量統(tǒng)計(jì)如圖1所示。

圖1 三亞市2017-2020年降雨量統(tǒng)計(jì)圖

暴雨過(guò)后的校園路面出現(xiàn)了較大雨水徑流現(xiàn)象，并且多處排水溝出現(xiàn)了堵塞，其主要原因?yàn)槔氯?，雨水將路面的垃圾、樹葉、泥沙等帶入排水溝，造成堵塞，無(wú)法及時(shí)排放雨水[3]。校園內(nèi)多處人行道出現(xiàn)嚴(yán)重的積水現(xiàn)象，甚至造成了交通困難。在雨季特別是臺(tái)風(fēng)季節(jié)，因降雨量過(guò)大，校園里易出現(xiàn)內(nèi)澇、道路積水、雨水凈化和利用率為零等問(wèn)題，由于排水系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)大，造成短時(shí)間內(nèi)無(wú)法將積水排出，直接影響學(xué)校教師及學(xué)生的正常教學(xué)與生活[4]，暴雨后的校園積水區(qū)域如圖2所示。

圖2 暴雨后的校園積水區(qū)域示意圖

因此，在高校校園環(huán)境景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，更應(yīng)該重視校園雨水排放系統(tǒng)與景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的聯(lián)系。通過(guò)高校校園的海綿化建設(shè)，有效消納校園自身的雨水，有效緩解校園暴雨災(zāi)害，有效改善校園水污染問(wèn)題等，讓校園重新獲得自主調(diào)節(jié)、自主呼吸的能力，恢復(fù)原有的生態(tài)環(huán)境，更好地營(yíng)造生態(tài)型校園、呼吸型校園和可持續(xù)型校園[5]。這些對(duì)熱帶地區(qū)高校校園景觀規(guī)劃、生態(tài)校園建設(shè)以及校園可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的理論支持，具有重要的參考價(jià)值。

2 “海綿校園”規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則和定位

2.1 設(shè)計(jì)原則

（1）以人為本原則。校園主要是學(xué)生和老師的活動(dòng)場(chǎng)所，要充分把握師生行為活動(dòng)的時(shí)間性與空間性規(guī)律，如在園路的設(shè)計(jì)方面，人流較多的區(qū)域，景觀設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)便捷路徑，將原本窄小的園路拓寬。校園空間里的各種設(shè)施設(shè)計(jì)、材料選擇、氛圍營(yíng)造要充分考慮師生日常生活的需求[6]。

（2）低影響開發(fā)原則。以現(xiàn)有的自然生態(tài)系統(tǒng)作為開發(fā)的基本框架，充分利用現(xiàn)有條件，盡可能地保留場(chǎng)地內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)良好的高大喬木，適當(dāng)搭配其他的優(yōu)良鄉(xiāng)土植物，合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

（3）堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展原則。以海綿城市建設(shè)理念為指導(dǎo)思想，建設(shè)新時(shí)代海綿校園景觀，堅(jiān)持以景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)為主，充分體現(xiàn)“蓄、滲、漏、透”等特點(diǎn)。在植物設(shè)計(jì)上，利用植物的特性，進(jìn)行喬、灌、草等多層次植物配置，營(yíng)造良好的景觀視覺效果[7]。

2.2 設(shè)計(jì)范圍

設(shè)計(jì)區(qū)域選擇海南熱帶海洋學(xué)院三亞校區(qū)的中心區(qū)域，北至學(xué)生第二食堂，南至九號(hào)教學(xué)樓，東至體育場(chǎng)，西至琴房和籃球場(chǎng)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總面積有92 843.35 m2，設(shè)計(jì)區(qū)域中包含了校園的中心建筑——圖書館、校園核心景觀——人工湖、教學(xué)區(qū)——七號(hào)和九號(hào)教學(xué)樓、學(xué)生宿舍區(qū)——食堂及其旁廢棄廣場(chǎng)區(qū)域等，設(shè)計(jì)時(shí)也根據(jù)分區(qū)打造各類型“海綿”的示范區(qū)，如圖3、圖4所示。

圖3 總平面圖

圖4 功能分區(qū)圖

2.3 雨水潛力計(jì)算

對(duì)設(shè)計(jì)紅線范圍內(nèi)雨水潛力收集量進(jìn)行計(jì)算，包括建筑屋頂、道路、公共綠地、其他綠地等空間，根據(jù)式（1）估算出年平均雨水資源量[8]。

式中：

V——年均可利用雨水資源量，m3；

H——年平均降雨量，m；

A——匯水面積，m2；

ψ——綜合徑流系數(shù)；

α——季節(jié)折減系數(shù)。

參考《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015-2019）中徑流系數(shù)，選取ψ在建筑屋頂、道路和公共綠地取值分別為0.90，0.80，0.15；南方城市的季節(jié)折減系數(shù)范圍0.91～1.00[9]，選取α為1；三亞地區(qū)年均降水量1 500 mm；各類用地面積可根據(jù)CAD圖紙測(cè)繪得出匯水面積：建筑屋面14 935.85 m2，道路37 677.61 m2，公共綠地22 858.55 m2，其他17 371.34 m2；海綿校園設(shè)計(jì)區(qū)域可收集的年平均雨水收集量如表1所示。

從表1可以看出，海綿校園設(shè)計(jì)區(qū)域年平均雨水收集總量為70 519.69 m3，可見雨水收集潛力巨大且具備良好的條件。

表1 海綿校園設(shè)計(jì)區(qū)域可收集的年平均雨水收集量

2.4 設(shè)計(jì)定位

借鑒海綿城市理念，建設(shè)海綿校園，結(jié)合校園雨水處理情況，以景觀設(shè)計(jì)的手法，降低校園雨水排放設(shè)施負(fù)荷[10]。整體的設(shè)計(jì)理念為雨水下滲為主，充分進(jìn)行二次利用。該方案的海綿校園景觀設(shè)計(jì)分別從雨水花園設(shè)計(jì)、植草溝設(shè)計(jì)、屋頂花園設(shè)計(jì)、透水鋪裝設(shè)計(jì)、生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)、生態(tài)停車場(chǎng)設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面出發(fā)，打造一個(gè)以凈化雨水、降低雨水負(fù)荷為主的宜人海綿校園景觀，如表2所示。

表2 建設(shè)“海綿校園”的實(shí)施方案與措施

3 建設(shè)“海綿校園”的途徑和方法

3.1 雨水花園設(shè)計(jì)

該方案的雨水花園大多是人工挖掘的淺凹綠地，也有極少部分是自然形成的下沉式綠地。雨水花園的設(shè)計(jì)大多是為了處理地面的雨水，利用植物自身的特性，對(duì)雨水進(jìn)行吸收和過(guò)濾，通過(guò)對(duì)沙土滲透、過(guò)濾等作用，使雨水得到凈化，并逐漸滲入深層次土壤，補(bǔ)充地下水。儲(chǔ)蓄起來(lái)的雨水，還可以補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等，是一種校園生態(tài)上可持續(xù)的雨洪控制與雨水處理并對(duì)雨水加以利用的設(shè)施[11]。雨水花園的設(shè)計(jì)可以打造旱季景觀和雨季景觀，將雨水收集區(qū)域美觀化、藝術(shù)化，形成兩景生態(tài)、美觀的形象。

設(shè)計(jì)的雨水花園選址位于學(xué)生第二食堂旁和圖書館以及七號(hào)、九號(hào)教學(xué)樓周邊區(qū)域，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的考察，這些區(qū)域周圍擁有大量的綠地，因此將此部分綠地改造為雨水花園，能有效地凈化雨水，并且經(jīng)過(guò)凈化過(guò)的雨水可以儲(chǔ)蓄起來(lái)，用于教學(xué)區(qū)的廁所供水，以實(shí)現(xiàn)水資源再利用。

3.2 生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)

生態(tài)護(hù)坡的選址位于校內(nèi)人工湖的沿線位置，經(jīng)實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，校內(nèi)人工湖的湖水受到了不同程度的污染。其中一個(gè)污染源則是雨水徑流，降雨時(shí)，徑流水會(huì)將泥沙和其他污染物帶入湖水，使湖水變得渾濁，因此，在湖邊設(shè)置生態(tài)護(hù)坡，能大大降低雨水的徑流系數(shù)，通過(guò)植物自然的過(guò)濾，凈化徑流水，對(duì)湖岸起到保護(hù)的作用[12]。

校園人工湖是校園內(nèi)視野最好、最為空曠的地方，臨近校園運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，可考慮利用傘型風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置，增設(shè)小型風(fēng)力發(fā)電裝置，在人工湖護(hù)坡旁，既可以作為一處校園景觀點(diǎn)，又可以將電力用于人工湖的夜景照明。

3.3 植草溝設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，校內(nèi)多處路段積水嚴(yán)重，暴雨天氣嚴(yán)重影響通行，最為嚴(yán)重的是高架橋下的停車場(chǎng)區(qū)域，每當(dāng)遭受暴雨天氣，路面都產(chǎn)生大量的雨水徑流并造成嚴(yán)重的積水。因此，在高架橋下沿路區(qū)域設(shè)置植草溝，邊坡坡度（垂直∶水平）為1∶3，其縱坡與道路縱坡相協(xié)調(diào)，坡度確定為2%。降低宿舍區(qū)道路路面的雨水徑流，從而有效減少道路積水，減少雨水排放低點(diǎn)位置區(qū)域的排水壓力。

此外，針對(duì)植草溝內(nèi)多余的雨水，可通過(guò)雨水截污措施將其攔截集中至管網(wǎng)中，就近連接管網(wǎng)裝置，通過(guò)水泵的抽取，可對(duì)路面及道路兩旁的綠化帶定期噴灑，有助于雨水的二次利用，降低局部小氣候，改善三亞干熱的環(huán)境，同時(shí)可以除塵降噪。

3.4 屋頂花園設(shè)計(jì)

校園圖書館五樓可建設(shè)屋頂花園的面積約2 500 m2，坡度為2%，宜進(jìn)行綠色屋頂花園更新設(shè)計(jì)，有助于調(diào)節(jié)局部小氣候，植物配置考慮樓板荷載，主要采用低矮的根系較淺的灌木和地被進(jìn)行配置，既美觀又可以有效削減徑流雨水。

增設(shè)雨水回收利用生態(tài)箱，屋面雨水收集系統(tǒng)將雨水進(jìn)行收集，通過(guò)粗過(guò)濾、細(xì)過(guò)濾的手段，將較為干凈的雨水收集進(jìn)入生態(tài)箱中，生態(tài)箱可利用太陽(yáng)能光輻射板的運(yùn)行提供電力系統(tǒng)。在炎熱的三亞，太陽(yáng)能光輻射板構(gòu)成的生態(tài)箱就成為低能耗高能效的能源之一，生態(tài)儲(chǔ)水箱可將水源二次利用至圖書館建筑的廁所管網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)富足雨水的二次利用。

3.5 道路及停車場(chǎng)的海綿性設(shè)計(jì)

生態(tài)停車場(chǎng)位于高架橋下和圖書館旁東面位置，鋪裝采用植草磚和透水混凝土為主，其主要目的就是通過(guò)兩者的透水性，從而降低路面積水，植草磚的應(yīng)用也給停車場(chǎng)增添了幾分生命的氣息，可以說(shuō)是“會(huì)呼吸的停車場(chǎng)”。

校園整體交通系統(tǒng)發(fā)達(dá)，以篤行路、慎思路、博學(xué)路貫穿整個(gè)布局，主要道路兩旁人行道采用透水磚鋪設(shè)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)從上至下依次為：60 mm厚透水面磚（孔隙率經(jīng)驗(yàn)值15%）、30 mm厚中砂（孔隙率經(jīng)驗(yàn)值40%）、200 mm厚壓實(shí)級(jí)配碎石（孔隙率經(jīng)驗(yàn)值15%）、60 mm厚中砂墊層（孔隙率經(jīng)驗(yàn)值40%），綜合各材質(zhì)吸水性能，取有效蓄水厚度為75 mm。主要道路鋪裝以及項(xiàng)目范圍內(nèi)連接主要道路的小園路則采用全透型透水混凝土鋪設(shè)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為50 mm厚C25透水混凝土、100 mm厚C25透水混凝土、30 mm厚沙濾層、100 mm厚水泥石粉墊層，透水混凝土孔隙率越大，越接近于自然植被覆蓋的地面，新技術(shù)顯示骨料層選用級(jí)配良好的玄武巖骨料，粒徑5～10 mm，孔隙率18%，透水系數(shù)可超過(guò)4.0 mm/s[13]。

3.6 植物種植設(shè)計(jì)

在植物的設(shè)計(jì)與選擇上，以鄉(xiāng)土植物為主，保留原本區(qū)域內(nèi)的大型喬木，本土植物在當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤條件下，對(duì)周邊環(huán)境有很好的適應(yīng)能力和生長(zhǎng)能力，在人工改造的雨水花園中能發(fā)揮更好的雨水污染凈化作用并使花園景觀具有強(qiáng)烈的熱帶特色。

雨水花園的植物選擇上，第一，挑選一些親水性強(qiáng)、耐濕性好的鄉(xiāng)土植物，且將植物造型優(yōu)美的常用熱帶喬木作為雨水花園的主要樹種，便于更好地去營(yíng)造宜人的校園景觀；第二，選用根系比較發(fā)達(dá)、莖葉比較繁茂、對(duì)雨水凈化能力強(qiáng)的植物；第三，因雨水花園中的水量與氣候性降雨緊密相連，存在一定時(shí)間內(nèi)的雨水充足期與雨水枯竭期現(xiàn)象，因此選擇的植物既要能適應(yīng)水生環(huán)境又要有一定的抗干旱能力[14]。

區(qū)域內(nèi)的喬木主要采用具有熱帶特色的植物樹種：木棉、洋紫荊、椰子、苦楝、重陽(yáng)木、小葉欖仁、黃槐等；灌木：夾竹桃、紅絨球、三角梅、散尾葵、棕竹、黃金榕等；草本：龜背竹、蜘蛛蘭、春羽、花葉良姜等；水生植物：菖蒲、再力花、水生美人蕉、鳶尾、千屈菜等。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合校園現(xiàn)狀，對(duì)雨水問(wèn)題嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行了針對(duì)性研究與設(shè)計(jì)，通過(guò)建設(shè)對(duì)雨水具有一定滲透、滯留、蓄存等作用的綠色基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)解決雨水徑流污染等問(wèn)題，在相對(duì)合理的空間布局及對(duì)綠色基礎(chǔ)設(shè)施布置的基礎(chǔ)上，達(dá)到降低雨水徑流系數(shù)、改善雨水水質(zhì)的目的，提供宜人的工作、學(xué)習(xí)、生活等環(huán)境。通過(guò)合理的景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)，在充分滿足校園空間結(jié)構(gòu)環(huán)境下，最大限度地使校園內(nèi)的雨水能夠在自然狀態(tài)下進(jìn)行吸收、存蓄和排放。對(duì)收集來(lái)的雨水進(jìn)行綜合利用，從而改善校園雨洪管理，提高校園自主呼吸能力，營(yíng)造宜人的熱帶高校校園景觀[15]。

海綿校園的建設(shè)，不僅要改善校園暴雨災(zāi)害或干旱及水污染困擾，讓校園重新獲得自主調(diào)節(jié)、自主呼吸的能力，更重要的是充分考慮雨水的二次利用，在不同的試點(diǎn)區(qū)域合理地對(duì)雨水進(jìn)行收集和再利用。此外，結(jié)合三亞本土的地域氣候特色，考慮結(jié)合其他的生態(tài)技術(shù)手段，例如利用風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能光輻射板構(gòu)成的生態(tài)箱等方式。大學(xué)校園屬于城市建設(shè)中密不可分的組成部分，該海綿校園的建設(shè)模式研究為熱帶地區(qū)海綿城市的建設(shè)提供了微觀層面的理論建議和實(shí)踐方案，具有很強(qiáng)的參考價(jià)值。

總之，針對(duì)校內(nèi)出現(xiàn)的雨洪、內(nèi)澇等問(wèn)題，運(yùn)用低影響開發(fā)的理念，憑借“海綿城市”的理論和新技術(shù)支持，通過(guò)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的手法，研究構(gòu)建一個(gè)“海綿校園”的景觀體系，改善雨水管理，解決內(nèi)澇、積水、水污染等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)將水資源再利用、減少?gòu)搅魉w污染的目的，打造一個(gè)有活力、有彈性、有呼吸的生態(tài)型“海綿校園”，解決師生雨天出行困難的問(wèn)題[16]，讓師生能在日常環(huán)境中觀察、接觸、體驗(yàn)雨水景觀的魅力，為師生提供一個(gè)宜人的熱帶海綿校園棲息地。