張海璇

（暨南大學(xué)，廣州 510632）

我國(guó)“海綿城市”概念于2012年首次被提出后，迅速得到各級(jí)政府的高度重視， 截止目前全國(guó)有30個(gè)城市納入海綿城市試點(diǎn)城市， 并出臺(tái)了相應(yīng)的海綿城市建設(shè)技術(shù)指導(dǎo)文件。 高校校園作為城市的重要組成部分，綠化率高且是公共教育的最佳窗口。系統(tǒng)的校園雨水管理成為校園建設(shè)中不可忽視的一個(gè)重要部分。

1 國(guó)內(nèi)外高校校園雨水管理情況

國(guó)內(nèi)外高校在各自校園規(guī)劃中， 針對(duì)校園雨水管理進(jìn)行了大量實(shí)踐和研究。Steven R. Gillard［1］在分析賓夕法尼亞高校的雨水管理規(guī)劃時(shí)，同時(shí)對(duì)9所高校的校園雨水管理規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)行了調(diào)研， 包括有霍普金斯大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、密歇根大學(xué)、特拉華大學(xué)、維拉諾瓦大學(xué)、哈佛大學(xué)和耶魯大學(xué)。 如表1。

表1 9所高校校園雨水管理調(diào)研結(jié)果

從表1可知，國(guó)外各高校均非常重視校園雨水管動(dòng)力大多來(lái)自校園管理成本的控制要求。 其中雨水立管斷接直排至綠化帶最為經(jīng)濟(jì)有效。當(dāng)然，各高校根據(jù)校園的實(shí)際情況做出了許多努力。 普林斯頓大學(xué)進(jìn)一步提出屋面雨水立管斷接， 需建立在接收地塊土壤的滲透率良好的情況下進(jìn)行， 同步置換滲透率不良土壤，校區(qū)內(nèi)還開(kāi)發(fā)有智能澆灌系統(tǒng)。維拉諾瓦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在校園內(nèi)建設(shè)雨水最佳管理措施（BMPs）公園，采用了3種不同的BMP技術(shù)（濕地、生物滲透塘和透水路面），既是校園雨水管理措施又是研究教育基地。 喬治亞理工大學(xué)根據(jù)生態(tài)敏感度對(duì)校園總體規(guī)劃圖進(jìn)行分區(qū)，規(guī)劃每個(gè)區(qū)域的建設(shè)指標(biāo)，包括最大雨水徑流量、植被覆蓋率、不透水地塊覆蓋率和分區(qū)的開(kāi)發(fā)程度，指導(dǎo)校區(qū)的開(kāi)發(fā)改造。哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)和羅文大學(xué)等還制定了完善的校園雨水管理制度。

校園雨水管理在我國(guó)國(guó)內(nèi)高校還未形成具體的制度文件，但在實(shí)際應(yīng)用中可以找到許多出色的工程案例。在人工濕地應(yīng)用中，王明杰［2］調(diào)研總結(jié)河南理工大學(xué)、鄭州大學(xué)、沈陽(yáng)建筑大學(xué)、廣州大學(xué)城、北京師范大學(xué)珠海校區(qū)等新建高教區(qū)，均建設(shè)有不同規(guī)模的人工生態(tài)濕地景觀(guān)。 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)利用校內(nèi)原來(lái)處于低洼地、在汛期被淹的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造為校內(nèi)濕地景觀(guān)公園，并向社會(huì)開(kāi)放，取得了良好的景觀(guān)效益和社會(huì)效益。 華僑大學(xué)廈門(mén)校區(qū)利用校內(nèi)濕地條件展開(kāi)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與研究，取得大量的濕地研究成果。

2010年，清華大學(xué)劉海龍教授［3］將雨水花園引入勝因院的景觀(guān)設(shè)計(jì)中， 成功解決了區(qū)域內(nèi)部的積水問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了雨水管理與景觀(guān)設(shè)計(jì)的成功結(jié)合。北京交通大學(xué)校芳華園中的雨水花園和生態(tài)池塘， 為師生創(chuàng)造良好的親水景觀(guān)環(huán)境， 實(shí)現(xiàn)了雨水處理和蓄積的海綿功能［4］。 天津大學(xué)的北洋園校區(qū)更是海綿校園建設(shè)的優(yōu)秀工程案例［5］，該校區(qū)在總體規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，就將海綿校園作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)校區(qū)進(jìn)行分區(qū)，因地制宜地應(yīng)用了不同的海綿設(shè)施，包括下沉式綠地、植草溝、綠色屋頂和人工濕地等。

根據(jù)上述調(diào)查可知， 以往校園雨水管理著重于建筑單體建筑或部分區(qū)域的雨水設(shè)計(jì)， 校園雨水管理的統(tǒng)籌規(guī)劃的應(yīng)用案例還比較少， 而且與國(guó)外高校面臨的障礙相似， 國(guó)內(nèi)海綿校園的建設(shè)受制于資金短缺， 全面改造重建顯然不符合現(xiàn)狀也易造成浪費(fèi)， 在已有景觀(guān)基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)通和修復(fù)改造是更可行的途徑。

2 適用于校園的海綿設(shè)施

結(jié)合各地氣候、土壤、土地利用等條件，選取適宜當(dāng)?shù)貤l件的低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)和設(shè)施，主要包括：透水鋪裝（透水磚、透水瀝青混凝土、透水水泥混凝土）、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲透塘、濕塘、雨水濕地、調(diào)節(jié)池、調(diào)節(jié)塘、植草溝、植被緩沖帶等。根據(jù)部分廠(chǎng)家的市場(chǎng)報(bào)價(jià)及個(gè)別工程案例，總結(jié)了部分低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的單價(jià)，如表2。

表2 低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施（LID）單價(jià)

3 J大學(xué)新校區(qū)雨水管理規(guī)劃

3.1 項(xiàng)目概況

J大學(xué)新校區(qū)位于廣州市番禺區(qū)， 校園總占地76.55hm2， 分為兩期用地開(kāi)發(fā)建設(shè)。 其中一期用地64.58hm2，劃分為校前區(qū)、教學(xué)區(qū)、中心環(huán)湖教學(xué)區(qū)、體育運(yùn)動(dòng)區(qū)、學(xué)生生活區(qū)、教工生活區(qū)6個(gè)功能區(qū)。校前區(qū)和教學(xué)區(qū)位于地塊南側(cè)； 中心環(huán)湖教學(xué)區(qū)位于中心； 學(xué)生生活區(qū)位于東北側(cè)； 體育運(yùn)動(dòng)區(qū)分為兩塊，一個(gè)位于東側(cè)，另一個(gè)位于學(xué)生宿舍區(qū)西面。 學(xué)生生活區(qū)位于東北側(cè)，沿山勢(shì)靈活布置。教工生活區(qū)位于體育運(yùn)動(dòng)區(qū)的北側(cè)。 二期用地11.96hm2，規(guī)劃北側(cè)為體育運(yùn)動(dòng)區(qū)，南側(cè)為教學(xué)生活區(qū)。

3.2 氣候條件

J大學(xué)新校區(qū)建設(shè)所在地區(qū)屬南亞熱帶海洋性氣候，氣候溫和，日照充足。 該地區(qū)平均氣溫21.8℃，最高月（7月）平均氣溫28.4℃。年平均溫差小，雨熱同期，降雨充沛，年均降水量1300～2600mm，主要集中在3—8月。

3.3 地塊下墊面情況

一期用地為現(xiàn)狀建成校區(qū)，綠地率高，下墊面透水性較好； 二期用地現(xiàn)狀為廠(chǎng)房， 下墊面透水性較差，建設(shè)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)海綿城市建設(shè)。地塊現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)為0.52。

3.4 校園現(xiàn)有海綿設(shè)施

3.4.1 中心景觀(guān)湖

校園在首批建設(shè)時(shí)， 將原地塊內(nèi)的水塘修復(fù)建設(shè)成校園中心湖，湖面面積3.15hm2，水深1.5～1.8m，打造成校園親水景觀(guān)帶， 功能上作為校園綜合雨水集中區(qū)和凈化區(qū)。中心湖處于校園最低高程處，周邊地塊的雨水均由雨水管道收集匯入中心湖， 中心湖與校外河涌相連，連接處設(shè)置水閘，根據(jù)湖內(nèi)水位情況啟閉閘門(mén)。水域周邊設(shè)置生態(tài)植被緩沖帶，在收集周邊區(qū)域雨水的同時(shí)防治初雨污染。 環(huán)繞中心湖集合了圖書(shū)館、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓和體育館等代表建筑，通過(guò)綠色屋頂、 雨水花園、 人工濕地等多種海綿設(shè)施，實(shí)現(xiàn)源頭消減、蓄滲結(jié)合、自然消納。雨水流經(jīng)中心湖示意圖如圖1。

圖1 雨水流經(jīng)中心湖示意圖

3.4.2 綠色屋面

綠色屋面是普及度較高的海綿設(shè)施， 從源頭捕獲雨水，對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水控制非常有效，且有非常好的隔溫效果。但綠色屋頂需要占據(jù)屋面空間，而許多校園建筑的屋頂空間需要放置各類(lèi)設(shè)備， 如實(shí)驗(yàn)樓的通風(fēng)排風(fēng)設(shè)備，宿舍樓的太陽(yáng)能板等。校區(qū)內(nèi)教學(xué)樓只需配備中央空調(diào)，需要放置在屋頂?shù)脑O(shè)備較少，具備建設(shè)綠色屋面的條件， 建成后還成為師生休閑交流的空間。教學(xué)樓西側(cè)的圖書(shū)館頂層為辦公區(qū)域，創(chuàng)新性地采用了花園設(shè)計(jì)，交錯(cuò)種植綠草和灌木，從源頭有效減小了屋面產(chǎn)生的徑流， 還在頂層構(gòu)建了一個(gè)極佳的生態(tài)景觀(guān)園林。

3.5 海綿城市建設(shè)指標(biāo)

本地塊為公共服務(wù)類(lèi)項(xiàng)目， 建設(shè)分區(qū)為前航道建設(shè)流域的5～10控制區(qū)，總徑流控制率為66%，設(shè)計(jì)降雨量為22.9mm。海綿控制指標(biāo)為：①公共建筑類(lèi)用地綠地率不小于35%； ②單位硬化面積調(diào)蓄容積不小于500m3/hm2； ③硬化地面室外可滲透地面率不小于40%； ④下沉式綠地率不小于50%（除公園外）；⑤新建項(xiàng)目透水鋪裝率不低于70%；⑥年徑流削減率應(yīng)達(dá)到50%以上。

3.6 校園匯水分區(qū)劃分

根據(jù)校區(qū)地形資料，南北830m，北面540m，東西寬930m，場(chǎng)地內(nèi)地勢(shì)起伏較大，整個(gè)場(chǎng)地中部低、四周高。 最高點(diǎn)32.3m，最低點(diǎn)12.8m，高差約19.5m；可將整個(gè)校區(qū)共劃分為4個(gè)匯水分區(qū)，各匯水區(qū)情況如下：匯水區(qū)1位于西南側(cè)，設(shè)計(jì)高程21～22.5m；匯水區(qū)2位于中部，設(shè)計(jì)高程14.1～22.5m；匯水區(qū)3位于西北側(cè)，設(shè)計(jì)高程22.5～35m；匯水區(qū)4位于東側(cè)，設(shè)計(jì)高程20.5～23.5m。

3.7 雨水管理系統(tǒng)規(guī)劃

J大學(xué)新校園內(nèi)大部分功能用房已建設(shè)完成并投入使用， 剩余地塊分散在校園各個(gè)區(qū)域。 如前所述，校園最低點(diǎn)已建成中心生態(tài)景觀(guān)湖，校園高程上也是中間低、兩邊高的地勢(shì)走向。 因此，地塊內(nèi)的雨水徑流是由周邊向中心湖匯聚， 雨水管理的重心是在雨水徑流的排放路由上因地制宜地運(yùn)用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施。

結(jié)合實(shí)際情況因地制宜設(shè)置雨水花園、 生態(tài)樹(shù)池、下沉式綠地、景觀(guān)水池、調(diào)蓄池等，或?qū)ο嚓P(guān)設(shè)施進(jìn)行組合設(shè)置。 經(jīng)測(cè)算， 項(xiàng)目地塊需建設(shè)不小于24046m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施， 其中公共調(diào)蓄設(shè)施3568m3，地塊建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施20478m3。

3.7.1 公共綠地

下凹綠地通過(guò)對(duì)雨水進(jìn)行滯留和儲(chǔ)存， 減少雨水徑流對(duì)管網(wǎng)的壓力， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水污染物的過(guò)濾。 而且，下凹綠地的單價(jià)也比較低，也便于應(yīng)用于景觀(guān)設(shè)計(jì)中，保證校園綠化率。雨水花園在小雨時(shí)對(duì)于降水徑流削減平均可達(dá)45%，但在遭遇大雨量時(shí)，其削減力呈指數(shù)下降［6］，其景觀(guān)效果最佳，也是應(yīng)用度較高的措施。

結(jié)合此次校園規(guī)劃，校園中的匯水區(qū)4中實(shí)驗(yàn)組團(tuán)東側(cè)和教工生活區(qū)西側(cè)、匯水區(qū)1的南部均規(guī)劃有保留綠地，該部分綠地可局部改造為下凹綠地。相較于下凹綠地，雨水花園的造價(jià)更高，但可更靈活地應(yīng)用于各個(gè)單體建筑的景觀(guān)中。

3.7.2 道路、廣場(chǎng)

透水鋪裝無(wú)疑是使用度和認(rèn)可度最高的雨水管理措施。目前校區(qū)已建廣場(chǎng)均采用了透水鋪裝，道路未使用。 在后期建設(shè)中，校區(qū)內(nèi)新建道路、人行道等建議改造成透水磚鋪裝及透水混凝土， 增加路面雨水徑流下滲，削減峰值徑流。為避免許多文獻(xiàn)中提到的［7］，因滲透飽和導(dǎo)致水土流失等二次災(zāi)害，可通過(guò)在基層設(shè)置PVC排水盲管，并設(shè)置一定坡度，引導(dǎo)飽和雨水經(jīng)管道排出［8］。

3.8 下墊面變化

根據(jù)以上意見(jiàn)將相關(guān)面積落實(shí)到總平面圖上后，地塊下墊面情況如表3。

表3 規(guī)劃調(diào)整范圍下墊面變化

為滿(mǎn)足建設(shè)后最大1h雨水徑流量低于建設(shè)前水平， 建議項(xiàng)目地塊內(nèi)建設(shè)38529m3雨水調(diào)蓄設(shè)施，其中地塊建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施3461m3， 公共調(diào)蓄設(shè)施35068m3。 結(jié)合建設(shè)前后下墊面情況綜合測(cè)算，地塊建設(shè)調(diào)整后綜合徑流系數(shù)為0.23， 相較于現(xiàn)有地塊徑流系數(shù)0.52，系數(shù)值有所下降。 在100年一遇降雨條件下，建設(shè)后最大1h雨水徑流量20643m3。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）高校校園是城市建設(shè)的生態(tài)綠斑和公共教育的關(guān)鍵窗口，隨著城市化進(jìn)程加快，其雨水管理在日益成為關(guān)注點(diǎn)。 我國(guó)各高校也做出來(lái)許多實(shí)踐和努力，但是“海綿城市”理念應(yīng)用于校園，依然是需要各高校結(jié)合自身特點(diǎn)和政策要求， 因地制宜地采用海綿措施，對(duì)校園進(jìn)行統(tǒng)籌的雨水管理規(guī)劃。

（2）從J大學(xué)新校區(qū)的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)校區(qū)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。對(duì)校區(qū)的雨洪管理進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃， 建議校區(qū)內(nèi)徑流總量控制的主要措施包括透水鋪裝、透水混凝土和下凹綠地。