基于LID模式的海綿校園規劃與研究
——以桂林理工大學雁山校區為例

瞿才燕 王燕舞 農麗婷

（桂林理工大學環境科學與工程學院 廣西桂林 541006）

1 引言

我國在城鎮化快速發展的大背景下，同時也面臨著新的城市水資源方面的挑戰，雨水徑流污染、河流水系生態惡化、水資源短缺等環境問題日益突出。城市洪澇災害頻繁發生，城市的雨澇排放壓力巨大，“城市看海”已成為一種戲謔。為提升城市生態系統功能，并減少城市洪澇災害的發生，我國開始了海綿城市的試點[1]建設工作，海綿城市的理念在實踐中不斷細化、深入和拓展。“海綿城市”概念首次是在“2012低碳城市與區域發展科技論壇”中提出的，即城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[2-3]。國外城市的雨洪管理實踐起步較早，已經積累了豐富的可行性經驗。最早是德國采用政府管制制度的雨水管理制度，美國則是采用源頭和分散式維持場地開發前后水文特征不變的低影響開發和最佳管理措施，再到英國的可持續城市排水系統，澳大利亞的水敏感性城市設計，日本的雨水貯留滲透計劃[4-8]等，都是在積極的進行海綿城市的建設。

校園在城市公共場所用地中占據著較大的比重，尤其是高校校園，普遍具有占地大、分區顯著的特點，具有很大的雨水資源利用空間，同時可考慮結合校園污水、中水形成完善的校園可持續水資源利用體系。因此，“校園海綿化”也必然是海綿城市建設中值得探究的組成部分，我們在海綿城市建設理念的指導下開展海綿校園研究。本文主要以桂林理工大學雁山校區校園為研究對象，分析校園規劃的功能分區與排水現狀基本情況，探討各功能區內雨水資源合理排放與綜合利用的可能性，旨在為桂林理工大學雁山校區“海綿校園”規劃提供可行性方案。

2 桂林理工大學雁山校區規劃概況

桂林理工大學雁山校區位于桂林市雁山區大學城，東臨桂陽公路。校區總占地面積約86.32公頃，總建筑面積11.68公頃。雁山校區用地基本情況如表2-1所示。

表1 雁山校區用地基本情況表

2.1 自然氣候條件

桂林地處湘桂走廊南端，屬亞熱帶季風氣候，境內氣候溫和，雨量充沛，四季分明且雨熱基本同季，年平均降雨量約1949.5毫米，平均蒸發量1490～1905毫米。年平均相對濕度為73～79%，平均氣壓為994.9百帕。

2.2 桂林市降雨分布

結合《室外排水設計規范》（GB50014-2011（2014版））[11]要求，設定當地降雨重現期（P）不大于2年（P≤2a），根據桂林市十年（2004-2013）降雨量和平均月溫度資料，可計算桂林市十年內各月平均降雨量如表2-2所示，月平均降水量和月平均溫度如圖2.1所示。

表2 桂林地區各月平均降雨量表（2004-2013）

圖1 桂林市十年的月平均降水量和月平均溫度

由圖1可以看出，桂林的全年降雨分布不均勻，降雨量主要集中在3～8月，其余月份降雨量相對較少。降雨不均會給雨水的調蓄和利用增大難度。

2.3 校區排水現狀

2.3.1 雨污管道系統及污水處理站

校內建有分流制雨、污排水管道系統，并設有一座污水處理站。污水處理站用于處理校內生活污水，出水部分回用于景觀用水，部分用于綠化。

2.3.2 蓄水景觀湖

學校的臨東門側有3個景觀湖，水面面積共8285平方米，可用作為雨水調蓄容積。

3 進行“海綿校園”研究與規劃的意義

目前，校園內排水系統布置采用雨污分流制。考慮經濟性，雨水管道設計的納水量與輸水量僅能在一定概率下滿足排放要求。當發生概率在范圍之外時雨水徑流可能超出管道的容納量，導致排水不暢，形成積流。同時，雁山校園內道路及廣場等表面以硬質化地面鋪裝為主，校園內車道、廣場及其他的面積占校區總用地面積的34.2%，導致地面涵水、透水能力變差。在雨季，校園內多處會因排水不暢，產生大量雨洪積流，甚至每年可觀察到檢查井涌水，沖開井蓋等現象。并且校內絕大多數雨水資源并未得到利用就直接經由管道被排走了，這在全球水資源匱乏的大前提下，純粹是一種資源的浪費。“海綿校園”的建設，可使校園雨水由“快排”向“慢排”進行轉變，減輕雨水匯流快、流量大時對雨水管道所帶來的負荷或超負荷。

4 雁山校區海綿校園改造方案

4.1 雁山校區海綿校園改造措施

在“海綿城市”建設理念的指導下，結合實地調查與綜合分析，本著經濟和降低改造工程量的原則，桂林理工大學雁山校區“海綿校園”的改造方案主要從下滲減排、蓄集利用和水資源可持續發展三個方面展開。

4.1.1 下滲減排措施

（1）下沉式綠地

一般下沉式綠地低于周圍硬化地面約5～25cm；在綠地中或綠地和硬化路面的交界處設置雨水口，以有效的截留和凈化小流量雨水徑流[9]。下沉式綠地的規劃包括綠地改建和改造兩部分。

綠地改建是將一些較為平坦的綠地景觀設計為下凹式綠地，沿著綠地四周布置雨水進水口，收集該區域間的雨水徑流，并使其經過滯留和滲透，削減污染然后排入核心區設置的下凹式生物滯留池[10]。據此，對宿舍區內部分低地勢綠地、教學樓6棟南面草坪、校醫院周圍的綠地等地進行綠地改建，并將學校處于低地勢建筑物周邊綠地改造為較大的生物滯留池。

綠地改造針對坡式綠地進行的。考慮經濟性和工程量，充分利用原自然坡度的綠地，將校區內中間高四周低的山丘式或單坡式的綠地改造成波浪式、層疊式、或階梯式的植被緩沖帶，在增加綠地景觀層次性的同時增大對雨水的滯留能力，滲透匯入路邊植草溝或是下沉式綠地，從而減少排入雨水管道的匯流量。

（2）植草溝

設置在路邊的植草溝可代替傳統的雨水口和排水管網，在一定程度上疏導雨水，并能有效的控制及處理徑流的污染物。校區內針對道路沿線的綠化帶進行改造，將綠化設施（包括綠地）與道路交界處改造成植草溝。晴天時，植草溝顯示出帶層次的景觀特征；雨季時，利用植被和土壤的截留作用凈化雨水，增大下滲量，減緩道路匯流壓力，起到“集、滲、凈、排”的綜合功效。

（3）屋頂綠化

屋頂綠化雨水收集利用系統是一種生態技術，有削減徑流量、減輕污染和城市熱島效應、調節建筑溫度和美化城市環境的作用，此外也可作為雨水集蓄利用和滲透的預處理措施[6]。綠色屋頂的設計有一定的限制因素和要求，根據校園建筑屋頂結構特點、荷載和生態環境條件，結合實地考察情況本規劃擬用草坪式和組合式兩類屋頂綠化改造方案。

擬對辦公樓現鋪設人造草坪的屋面進行草坪式改造，在屋頂加設綠化結構層，栽植針葉佛甲草、臥莖佛甲草等綠化植物，若屋頂具有一定向地面傾斜的角度，可采用藤蔓植物使之自然生長后覆蓋整個屋頂，安全、實用又提高了建筑的美觀性。

組合式改造是在建筑物結構能夠承受的范圍內進行屋頂組合式可移動人工濕地改造，規劃在宿舍區、圖書館等大面積平頂采用400mm的生土混合草木灰、樹葉糠、珍珠巖等基質栽種低矮且抗風性強的小灌木或者喬木，搭配冬枯夏榮的一年生草本植物。此做法兼具綠化屋頂功用的同時可避免植物根系對屋面的直接或間接損害。

4.1.2 集蓄利用措施

根據實地調查的結果，除學校目前在東大門兩側和逸夫樓前的景觀湖外，雁北路往學府雁苑小區的方向有一自然河道，校園內其他區域未設置有蓄水池、雨水罐、雨水濕地等集蓄措施。就目前雨洪調蓄狀況而言，設置的三個景觀湖的調蓄作用遠遠不足。

根據海綿城市低影響開發的設計原理，規劃中擬保留原有的景觀湖，保持原有地形特征和自然排水線路，將學校東南面至西北面的雨水徑流順勢排入自然河道；在三棟廣場、四棟停車場和一、二號籃球場、足球場設立地下集水池，集蓄雨水。集水池設置沉淀、過濾等預處理措施，集納的雨水經處理后，可直接用于草地灌溉或是景觀水體供水。

4.1.3 校園可持續水資源利用體系建設

結合桂林當地實情，較長時期內，雨水調蓄中收集的雨水直接作為飲用水供水水源并不現實。但“海綿校園”建成后，雨水在植被中的滯留增加，土壤中水分的飽和程度增大，有利于環境生態的良性發展。并且，收集的雨水經過適當的凈化處理，理論上完全可以達到綠化用水、景觀用水、中水回用的水質要求，可大大節約校內給水資源的取用量。此外，從心理接受度角度考慮，采用雨水作為景觀用水優于采用回收處理后的污水。

4.2 雁山校區“海綿校園”初步規劃簡圖

現階段結合校園總體規劃完成的“海綿校園”初步規劃示意下圖所示。

圖4 桂林理工大學雁山校區海綿校園規劃簡圖

結語

城市“海綿化”的進程在迅速發展，“海綿校園”的建設也是走在專業前沿的思想理念。本文以桂林理工大學雁山校區為研究目標，結合實際在LID模式的指導下進行生態海綿校園的規劃與研究。規劃中，綜合運用了多種措施，從雨水徑流的產生、積流、匯流、輸送過程及最終的利用等角度，宏觀控制校園雨水的滲、滯、蓄、凈、用、排，減輕雨水內澇危害，并實現雨水資源的充分利用。

在海綿校園的建設中，面臨著改造工程量大、效益體現周期較長、園林規劃與養護內容可能增多等問題，但是，海綿校園在投產使用時，可減少從市政管網的取水量，進而節約寶貴的淡水資源。雨水資源的集蓄利用在改善生態環境的同時，還可降低市政排水管網的負荷，是真正的低影響開發措施，這對于建設資源節約型和可持續發展型社會具有重要的現實意義。“海綿校園”在校園規劃建設初期同步考慮、同步建設、同步建成使用的方案是最為經濟有效的，但對于已建成的校園，從長遠來說也是必要的。

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