陳露瑩 江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司 江蘇省雨污水資源化利用工程技術(shù)研究中心南京市生態(tài)河道工程技術(shù)研究中心

海綿校園是依據(jù)“海綿城市”的理念應(yīng)運(yùn)而生、是新一代城市雨洪管理概念，是指校園能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來(lái)的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，稱之為“水彈性校園”。校園作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，通過(guò)海綿校園建設(shè)，可以有效應(yīng)對(duì)暴雨災(zāi)害，減少其對(duì)師生安全、學(xué)校設(shè)施的影響，降低面源污染，提升景觀環(huán)境，使師生教學(xué)生活更安心、更省心、更舒心。

1 海綿校園規(guī)劃指導(dǎo)思想及原則

海綿校園規(guī)劃總要求是借助自然力量排水進(jìn)行源頭分散和慢排緩釋，就近收集、存蓄、滲透、凈化雨水，在盡可能保留原有生態(tài)格局的條件下，通過(guò)合理布置海綿設(shè)施，優(yōu)化校園水生態(tài)系統(tǒng)，提升校園的生態(tài)效益，讓校園的地面形成如同“海綿”一樣的吸水功能，實(shí)現(xiàn)雨水的自然遷移和凈化。

在規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，堅(jiān)持因地制宜原則，結(jié)合區(qū)域條件，科學(xué)選用雨水設(shè)施，根據(jù)需求進(jìn)行技術(shù)優(yōu)選，根據(jù)氣候特征甄選植物種類；堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先原則，按照先綠色后灰色、先地上后地下的思路，雨水先通過(guò)地上綠色基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行滲透、滯蓄、凈化，多余的再通過(guò)地下管網(wǎng)進(jìn)行排放，多改少建，合理利用地形、管網(wǎng)條件，充分發(fā)揮綠色雨水設(shè)施、管網(wǎng)等不同設(shè)施的耦合功能。

2 海綿校園建設(shè)對(duì)策探索

2.1 校園概況

陶吳幼兒園位于南京市江寧區(qū)橫溪街道獅山路北側(cè)、陶楊路西側(cè)，用地功能為公建用地，地塊用地面積約10453m2，其中，現(xiàn)狀綠化面積2424.4m2，綠地率23.19%，屋頂和硬質(zhì)面積為4716.2m2，鋪裝面積為3312.1m2。學(xué)校位于長(zhǎng)江下游中部地區(qū)，屬于北亞熱帶濕潤(rùn)氣候，四季分明，雨水充沛。常年平均降雨117d，平均降雨量1106.5mm，相對(duì)濕度76%，在春末夏初多有梅雨發(fā)生，夏季炎熱多雨，且降雨時(shí)空分布不均，時(shí)常出現(xiàn)突發(fā)性強(qiáng)的短歷時(shí)強(qiáng)降雨，易出現(xiàn)局部的洪澇災(zāi)害。

2.2 雨水調(diào)蓄與凈化指標(biāo)

綜合考慮道路和建筑因素，結(jié)合下墊面的分布、雨水管網(wǎng)及總體的景觀效果等，根據(jù)《南京市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃（2015-2030）》及用地性質(zhì)分析，將該校區(qū)劃分為14個(gè)匯水分區(qū)，從水生態(tài)、水環(huán)境和水資源三方面確定了海綿校園建設(shè)的基本指標(biāo)體系目標(biāo)，以此改善校園生態(tài)環(huán)境、提高校園雨水資源利用率，具體指標(biāo)數(shù)值如表1所示。

表1 陶吳幼兒園海綿設(shè)施建設(shè)指標(biāo)

2.3 海綿校園規(guī)劃

2.3.1 整體規(guī)劃

以實(shí)現(xiàn)上述海綿校園建設(shè)各項(xiàng)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，綜合考慮各海綿設(shè)施的適用性、功能性、經(jīng)濟(jì)性及景觀效果，以先綠色后灰色、先地上后地下的原則，采用雨水管理“導(dǎo)流、滲透、凈化、調(diào)蓄”4步走方案進(jìn)行海綿技術(shù)的實(shí)施落地。主要收集校園屋面、地表徑流雨水，雨水徑流通過(guò)傳輸植草溝、開口路沿石等導(dǎo)流設(shè)施進(jìn)入附近生物滯留池、雨水花園進(jìn)行自然生態(tài)凈化處理，同時(shí)通過(guò)綠色屋頂、透水鋪裝進(jìn)行滲透，超量雨水溢流排至市政管網(wǎng)，最終匯入下游水體。

2.3.2 導(dǎo)流海綿措施

傳輸植草溝通過(guò)打造景觀性地表溝渠排水系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溝渠排水系統(tǒng)，同時(shí)兼具滯留、過(guò)濾、吸附功能，減緩徑流流速，去除徑流中的污染物，利用彈性的排蓄空間降低雨水對(duì)校園排水造成的壓力和污染。在幼兒園西側(cè)、南側(cè)的草坪外圍設(shè)置植草溝，將屋面和道路雨水徑流導(dǎo)流至雨水花園、生物滯留池集中處理，共設(shè)置植草溝125m。傳輸草溝底部無(wú)需換土，僅下凹10～15cm，坡向末端低影響開發(fā)設(shè)施，種植高度為50～70mm的常綠草皮。同時(shí)，在幼兒園西側(cè)設(shè)置蓋板溝，收集屋面、道路溢流雨水。

路緣石開口是將路面雨水徑流引入綠化隔離帶、周邊綠化區(qū)域進(jìn)行凈化和調(diào)蓄的一種方式。在生物滯留池、雨水花園等海綿設(shè)施與道路相接處鋪設(shè)開口路緣石，通過(guò)橫向開槽的方式導(dǎo)流路面雨水形成封閉開口，確保小孩的行路安全。

2.3.3 滲透海綿措施

建筑屋頂產(chǎn)生的雨水徑流是導(dǎo)致校園內(nèi)澇的重要原因之一，因此有必要采用綠色屋頂，部分雨水滯留在土壤中，減少外排；此外，綠色屋頂還可以改善校園空氣質(zhì)量和氣候，在夏季，綠色屋頂通過(guò)光吸收、光反射和水分蒸發(fā)來(lái)降溫，在冬天，綠色屋頂提供了抵御寒冷的絕緣層，幫助建筑節(jié)能降噪。陶吳幼兒園在主教學(xué)樓屋頂依次鋪設(shè)種植層、輕質(zhì)土層、防根系穿透層、排水層以及防水層等多層結(jié)構(gòu)保護(hù)，面積約500m2。

采用透水鋪裝代替硬質(zhì)路面，可及時(shí)減輕雨天校園排水負(fù)擔(dān)，還原地下水，保持土壤濕度，防止路面積水，并且夜間路面不反光，降低車輛行駛時(shí)路面噪音，營(yíng)造一個(gè)安靜優(yōu)美的校園環(huán)境。選用彩色鋪裝，保證實(shí)用性的同時(shí)，增強(qiáng)美觀性，透水地坪以不同顏色呈現(xiàn)多樣的圖案，將整個(gè)學(xué)校設(shè)計(jì)成“第二課堂”，構(gòu)造無(wú)聲的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)孩子活力。幼兒園操場(chǎng)、東西側(cè)地面和教學(xué)樓間通行道進(jìn)行透水鋪裝，共鋪設(shè)2060m2，采用新工藝—生態(tài)彩色透水地坪，其透水混凝地坪孔隙率為15%～25%，排出速率高，能夠使透水速度達(dá)到31～52L·m-1·h-1。透水地坪的承載力達(dá)到C20～C25混凝土的承載標(biāo)準(zhǔn)，高于一般透水磚的承載力。

2.3.4 凈化海綿措施

生物滯留池是低影響開發(fā)(LID)設(shè)施的一種常見形式，可通過(guò)植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化雨水徑流。在幼兒園東南側(cè)地勢(shì)較低區(qū)域建設(shè)2座多功能生物滯留池，占地面積約55m2，從上至下依次設(shè)置種植土層、過(guò)濾層、碎石層，排水管涵。過(guò)濾層采用換填土和鋁污泥，換填土有機(jī)質(zhì)含量8%～10%，滲透系數(shù)約150mm/h，鋁污泥體積占比25%，增強(qiáng)過(guò)濾層對(duì)氮磷的吸附能力。排水管涵居中埋設(shè)在碎石層內(nèi)部，溢流裝置頂部穿過(guò)過(guò)濾層及種植土層，改善了土壤透氣性能和滲透性能，既能凈化滲流雨水和部分超標(biāo)雨水，又能快速排出過(guò)量雨水，同時(shí)多個(gè)溢流管構(gòu)造營(yíng)造噴泉景觀，增添校園樂(lè)趣。

雨水花園既是一種有效的雨水收集和凈化系統(tǒng)，也是裝點(diǎn)環(huán)境的景觀系統(tǒng)，幼兒園內(nèi)陽(yáng)光充足、周圍無(wú)高大喬木處共建設(shè)6座雨水花園，總面積達(dá)364m2。雨水花園內(nèi)植物的選擇既要具有去污性又要兼顧觀賞性，選用金森女貞、毛鵑、茶梅、紅葉石楠，以花灌木和草本花卉為主，合理的季相搭配保證雨水花園內(nèi)的四季色彩。選用頑強(qiáng)耐旱的金邊黃楊，沿雨水花園周邊密集種植，以形成一個(gè)防止行人踏入的保護(hù)邊界。在大量徑流通過(guò)時(shí)，這些植物也能被沖平，使洪峰順利通過(guò)。在道路交叉口處種植海桐，植物的大小和形式充分考慮交通視線問(wèn)題。同時(shí)，設(shè)置有趣的植物銘牌，激發(fā)孩子們探索美妙植物世界的欲望。

2.3.5 蓄水海綿措施

下沉式綠地在空間高程上與高位花壇相反，利用開放空間承接和貯存雨水，與植草溝的“線狀”相比，整體“面狀”可以增強(qiáng)蓄水容量。幼兒園圍墻內(nèi)各角落設(shè)置4處下凹式綠地，占地面積約110m2，自上而下依次設(shè)置種植土層、多級(jí)凈化裝置、碎石排水層，強(qiáng)化對(duì)雨水水量和水質(zhì)的控制。多級(jí)凈化裝置由多個(gè)凈化模塊組成，凈化模塊可預(yù)制裝配，內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，通過(guò)滲透孔、出水孔和溢流口可以將雨水臨時(shí)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)于模塊內(nèi)部，既能短時(shí)間內(nèi)大量容納蓄積的過(guò)量雨水，又能持續(xù)凈化過(guò)濾存儲(chǔ)的雨水。下沉式綠地在選址時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮已有的凹地，因地制宜， 同時(shí)與周圍的綠化景觀相銜接。

3 規(guī)劃指標(biāo)達(dá)成分析

依據(jù)劃分的排水分區(qū)及各個(gè)分區(qū)的海綿設(shè)施分布情況，通過(guò)軟件模型分析，雨水徑流控制和污染控制指標(biāo)如表2所示。

從表2中可以看出，通過(guò)綠色屋頂、透水鋪裝、下沉式綠地等措施，年徑流總量控制率達(dá)到76.0%，有效控制雨水徑流，防止內(nèi)澇積水；通過(guò)雨水花園進(jìn)行面源污染物削減、生物滯留池進(jìn)行深度凈化，雨水徑流SS平均去除率60.8%。建成后，經(jīng)學(xué)校使用反饋，在連續(xù)5h強(qiáng)降雨，日降雨總量達(dá)95.6 mm的情況下，學(xué)校無(wú)明顯積水現(xiàn)象，可供正常使用；通過(guò)雨水回用系統(tǒng)，將凈化后的雨水收集用于綠化澆灌、地面沖洗、水池補(bǔ)水，節(jié)約用水量27.4%，提高水資源利用效率。

表2 海綿設(shè)施指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

海綿校園建設(shè)在遵循海綿城市理念規(guī)劃建設(shè)的同時(shí)，需結(jié)合學(xué)校特性及場(chǎng)地因地制宜，在原有雨水排放系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮海綿設(shè)施對(duì)雨水的積納、蓄滯和凈化作用，有效控制雨水徑流，削減市政雨水管網(wǎng)洪峰，提高校園生態(tài)環(huán)境。海綿校園在校園內(nèi)澇治理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，也將成為未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。