依據(jù)低影響開發(fā)理念進(jìn)行海綿校園規(guī)劃的案例分析

閆靜靜，祝 捷，程嗣閑，劉 宇，呂 瑛，劉洪海（天津大學(xué) 建筑設(shè)計研究院，天津 300073）

近些年，許多校園周邊的市政道路在改造后，地勢被抬升，而自成系統(tǒng)的校園一般未隨之抬升，地勢低于周邊地勢。由于很多校區(qū)已有幾十年、上百年的歷史，地下排水管網(wǎng)以及與校外市政雨水管網(wǎng)的連接未能改造完善，在暴雨時這些校園很容易發(fā)生大面積的積水和內(nèi)澇現(xiàn)象。因此，新建校園在規(guī)劃設(shè)計初期就應(yīng)該將“低影響開發(fā)”理念納入到校園整體規(guī)劃之中。

1 低影響沖擊理念

低影響開發(fā)(Low Impact Development，簡稱 LID)是指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發(fā)前的水文特征，也稱低影響設(shè)計(Low Impact Design，簡稱LID)或低影響城市設(shè)計和開發(fā)(Low Impact Urban Design and Development，簡稱 LIUDD)，其核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變。在中國，深圳市早在 2004 年就引入低影響沖擊開發(fā)理念，積極探索在城市發(fā)展轉(zhuǎn)型和南方獨特氣候條件下的規(guī)劃建設(shè)新模式[1]。海綿城市可通過 6 種基本途徑“滲、滯、蓄、凈、用、排”進(jìn)行建設(shè)。海綿校園在進(jìn)行規(guī)劃時也可參照這 6 種基本途徑，達(dá)到“科學(xué)化、人文化、環(huán)保化、生態(tài)化”的要求，做到以人為本、注重整體環(huán)境的和諧，適當(dāng)增加水面面積。同時要考慮下凹式綠地和雨水花園等，體現(xiàn)低影響開發(fā)的理念。

2 案例分析

河北工程大學(xué)新校區(qū)(以下簡稱“新校區(qū)”)規(guī)劃用地位于邯鄲市東部新區(qū)，建設(shè)用地距邯鄲東高鐵站 5 km，距河北工程大學(xué)現(xiàn)本部校區(qū)約 17 km。校園規(guī)劃用地約 2.73 km2，新校區(qū)分為主校區(qū)和科信學(xué)院兩部分。外部交通條件良好，周邊環(huán)境適宜。新校區(qū)總建筑面積 97.31 萬 m2，其中一期總建筑面積 76.65 萬 m2，二期總建筑面積 20.66 萬m2，規(guī)劃學(xué)生數(shù)量為 35 000 人。經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如表1 所示。

表1 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

3 海綿校園規(guī)劃

新校區(qū)建設(shè)海綿校園主要以徑流總量控制為控制目標(biāo)。結(jié)合校園特征，分別從景觀水體、雨水花園、生態(tài)濕地、生態(tài)樹池、路邊生態(tài)滯留區(qū)、下沉式綠地、透水鋪裝與透水混凝土進(jìn)行規(guī)劃分析。主要技術(shù)措施如圖1 所示。

圖1 新校區(qū)建設(shè)海綿校園主要措施圖

3.1 景觀水體

新校區(qū)中部設(shè)置 50 700 m2的景觀水體，水面高度距控制線高度最少 0.5 m。周邊區(qū)域的雨水通過道路、綠地的截留作用，流入水體，消減了道路暴雨徑流量。除可容納雨水涵養(yǎng)水源外，景觀水體還可充分利用水的作用，與環(huán)境空間的景觀特質(zhì)相適應(yīng)，給室外景觀設(shè)計預(yù)留發(fā)揮的空間，可供師生觀賞和休閑。

3.2 雨水花園

雨水花園是一種雨水處理設(shè)施，即在人工挖掘的淺凹綠池種植，收集來自屋頂或道路的雨水。通過土壤與植物的物理過濾作用和生物景觀作用來凈化雨水，最終將雨水滯留滲入地下以減少地表徑流。1990 年，美國的一個開發(fā)商在某條街道的每戶臨街前院建造了一個 28～40 m2的雨水花園。建成前后的監(jiān)測數(shù)據(jù)對比表明，雨水花園可以吸收周邊75%～80% 的地表徑流，最大設(shè)計能力可抵御 100 a 一遇的暴雨[2]。新校區(qū)內(nèi)，結(jié)合小型景觀水面選擇 3 處進(jìn)行雨水花園的設(shè)計，面積共 5 000 m2。

3.3 生態(tài)濕地

新校區(qū)在信息學(xué)院、機(jī)械學(xué)院、基礎(chǔ)組團(tuán)一的西側(cè)規(guī)劃了生態(tài)濕地，濕地面積為 8 200 m2。濕地為帶有靜止或流動水體的成片淺水區(qū)，可作為直接利用的水源，或者補(bǔ)充地下水，還能有效控制洪水，滯留沉積物、有毒物，改善環(huán)境污染。另外，順應(yīng)地形變化，在濕地上設(shè)置木棧道，為過往師生提供停留空間，隨勢就坡，不僅營造自然美感，還能讓師生接觸大自然。生態(tài)濕地與上述生態(tài)設(shè)置一起形成了鳥類和動物的自然食物資源、棲息地。

3.4 生態(tài)樹池

新校區(qū)教學(xué)區(qū)內(nèi)選擇一定量的喬木設(shè)置為生態(tài)樹池，生態(tài)樹池在普通樹池的基礎(chǔ)上，增加滯留水源的作用。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[3]。這樣的布置結(jié)構(gòu)能使?jié)B透管發(fā)揮很大的作用，既能增大雨水滲水的面積，又能延緩雨水的流失速度，使土壤長時間保持濕潤。

3.5 路邊生態(tài)滯留區(qū)

新校區(qū)內(nèi)主干道兩側(cè)路邊設(shè)置生態(tài)滯留區(qū)。生態(tài)滯留區(qū)內(nèi)種植小喬木、灌木或花草，可以降低道路的雨水徑流量，過濾與吸附雨水，通過植物根系的吸收作用凈化雨水；同時通過雨水暫時儲存而后慢慢滲入周圍土壤。路邊生態(tài)滯留區(qū)設(shè)計應(yīng)與道路設(shè)計緊密結(jié)合，道路剖面可結(jié)合圖2 進(jìn)行設(shè)計。

圖2 生態(tài)滯留區(qū)與道路剖面圖

3.6 下凹式綠地

新校區(qū)綠地建設(shè)時，使綠地高程低于周圍地面 10 cm，成為下凹式綠地。較普通綠地而言，下凹式綠地利用下凹空間可充分蓄集雨水，顯著增加了雨水下滲時間，具有滲蓄雨水、削減洪峰流量、減輕地表徑流污染等優(yōu)點。典型的下凹式綠地結(jié)構(gòu)為：綠地高程低于路面高程，雨水溢流口設(shè)在綠地內(nèi)，雨水溢流口低于路面高程的綠地并高于綠地高程，如圖3 所示。

圖3 下凹式綠地規(guī)劃圖

由圖3 可知，下凹式綠地匯集周圍道路、建筑物等區(qū)域產(chǎn)生的雨水徑流先流人綠地，部分雨水滲入地下，綠地蓄滿水后再流入雨水口[4]。下凹式綠地透水性能良好，建設(shè)成本與常規(guī)綠地相近，可減少綠化用水并改善校園環(huán)境。

3.7 透水鋪裝與透水混凝土

新校區(qū)在主干道和次干道的人行道和教學(xué)區(qū)的硬質(zhì)鋪裝中采用了透水鋪裝，加大滲透能力，保證路基強(qiáng)度，緩解城市熱島效應(yīng)和干熱環(huán)境。另外，教學(xué)區(qū)和廣場處道采用透水混凝土，能取得排水、抗滑、吸音、降噪、滲水效果，可改善地表生態(tài)循環(huán)，利于行車交通安全，保護(hù)校園環(huán)境。

4 海綿校園規(guī)劃目標(biāo)

根據(jù)國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 《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)(以下簡稱“指南”)，城市的設(shè)計降雨量值可通過查表方式獲得，也可參照與其長期降雨規(guī)律相近的城市的設(shè)計降雨量值。查看指南中表F2-1，河北省會城市石家莊的設(shè)計降雨量如表2 所示。邯鄲市距石家莊市約 160 km，兩地降雨規(guī)律相近，本次計算按照表2 進(jìn)行。

表2 不同年徑流總量控制率對應(yīng)的設(shè)計控制降雨量

在設(shè)計控制降雨量下，當(dāng)場地可控制的雨水總量超過場地內(nèi)的降雨量時，可認(rèn)為達(dá)到了相應(yīng)年徑流總量控制率的要求。根據(jù) GB 50400─2006 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》中給出的徑流系數(shù)，結(jié)合本文工程概況和低影響開發(fā)技術(shù)措施的規(guī)劃情況，計算本工程的年徑流總量控制率，如表3 所示。

表3 不同設(shè)計控制降雨量下的年徑流總量控制率計算表

從表3 計算結(jié)果可以看出，新校區(qū)的年徑流總量控制率＞ 80%，可以較好地蓄積雨水，減少市政排水壓力；年徑流總量控制率＜85%，雨水的收集量也不至于導(dǎo)致原有水體的萎縮或影響水系統(tǒng)的良性循環(huán)。

5 結(jié) 語

河北工程大學(xué)新校區(qū)將徑流總量控制率作為控制目標(biāo)進(jìn)行海綿校園的建設(shè)：結(jié)合校園特征，分別從景觀水體、雨水花園、生態(tài)濕地、生態(tài)樹池、路邊生態(tài)滯留區(qū)、下沉式綠地、透水鋪裝與透水混凝土進(jìn)行規(guī)劃分析，通過規(guī)劃與計算，新校區(qū)的年徑流總量控制率＞80% ，實現(xiàn)了控制目標(biāo)，可達(dá)到削減校園洪峰流量、減輕地表徑流污染的目的。

[1] 丁年,胡愛兵,任心欣.深圳市低沖擊開發(fā)模式應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].給水排水,2012,38(11):141-144.

[2] 陳曉彤,倪兵華.街道景觀的“綠色革命”[J].中國園林,2009,25(6):50-53.

[3] 黃忠臣,閆蘋,國帥,等.生態(tài)樹池的制作方法:20161177.0 [P].2013-08-28.

[4] 程江,徐啟新,楊凱,等.下凹式綠地雨水蓄滲效應(yīng)及其影響因素[J].給水排水,2007,33(5):45-49.