LID雨水滲透設施在武漢大學校園的應用現狀

李 睿

(武漢大學城市設計學院，湖北 武漢 430070)

1 概述

雨水是城市水循環和區域水循環中的重要一環。近年來隨著城市的擴張及更新，大規模新建建筑，造成地面硬化率上升、地表雨水滲入率降低，使得雨水地面徑流量增加，一則地下水得不到有效補償，雨水白白浪費，二則形成城市雨洪，給人們的生產、生活帶來危害。在此背景下，發展生態友好的雨水利用技術、在維持場地生態穩定的前提下進行開發建設，成為重要的城市課題。從二十世紀七八十年代起，發達國家率先探索相關技術和設施，LID已經是實踐證明較為成熟有效的場地設計和徑流管理理念。

高校具有人口密集、集中用水量大、開放性強等特點，校園環境綠化率高、匯水面積大，且水質較好。在高校合理開發利用雨水資源，從資源層面上講，可以節約水資源，緩解校園供水壓力；從生態層面上講，可以減少雨水徑流，降低洪峰流量，減輕排水壓力，并有效增加地下水補給。

2 LID相關介紹

LID是Low Impact Development的英文縮寫，中文譯作“低影響開發”。LID起源于20世紀90年代末，是一種基于生態友好理念的場地開發和雨水管理方法，旨在減輕對土地、水和空氣的影響，強調整合場地設計和規劃技術，保護場地的自然系統和水文功能。

基于LID理念的雨水利用基礎設施數量眾多，種類繁多，從主要特性和流程功能上可分類為：滲透系統、截污凈化系統、運輸系統和儲存系統。本文選擇LID基礎設施中的滲透系統作為主要研究對象，是因為滲透系統內的主要技術設施與景觀營造的結合更為密切，對校園景觀的指導意義更大。下文將具體介紹滲透系統的各項技術設施。

2.1 生物滯留池

生物滯留池的作用機制是：當徑流穿過植物和土壤群落時，依靠土壤和土壤里的微生物來凈化雨水水質，并通過管道輸送處理過的雨水。滯留池底部高程低于周圍地面，可積聚部分雨水、削減徑流量，是建筑物、土地之間以及沿路邊輸送水的一種經濟有效的方式。另外，該設置一般結合本地植物與當地氣候布置，具有一定的景觀效益。結構如圖1所示。

2.2 綠色屋頂

綠色屋頂又被稱為植被屋頂、屋頂花園，是指對建筑物高出地面的平面部位如屋頂、陽臺等進行綠化，旨在成為閉環系統，源頭收集雨水、減緩其排放，在控制強烈的短時暴風雨方面特別有效。此外，綠色屋頂還可以通過植被的蒸騰作用及額外的隔熱措施來調節建筑溫度，從而減少供暖和制冷負荷。因此，建造綠色屋頂一方面美化景觀，拓展游憩空間；另一方面減少區域熱島效應，改善區域生態環境。綠色屋頂可以建在平屋頂或傾斜屋頂上，但是平屋頂更易于安裝。結構如圖2所示。

2.3 透水鋪裝

透水性路面使水可以垂直流過堅硬的表面，減小雨水徑流。透水性鋪裝有兩種類型：一是鋪設材料具有透水特性，如透水瀝青混凝土、透水水泥磚等；二是材料本身不具有透水性但形狀中空、邊空或鏤空，可以使徑流與地面土壤面接觸。一個透水的鋪路系統還應包括土壤、砂石等類型的地下基層，以增加雨水存儲量并最大程度地提高滲透率。使用高反照率或淺色的透水鋪裝系統可以減少城市熱島效應。結構如圖3所示。

2.4 下沉式綠地

下沉式綠地的雨水溢流高程在下凹綠地與周圍地面平均高程之間。廣義的下凹式綠地包括地面低洼濕地、植物涵養帶和雨水花園等雨水利用設施。以雨水花園為例，地表層為親水性植被，滲透層為微生物活動適宜的有機沙質土壤。當裹挾著地面上污染物的雨水流入雨水花園時，下凹空間存儲雨水、延緩其入滲時間，植被和土壤吸收并凈化大量污染物。下沉式綠地適用區域廣，建設和維護費用較低，景觀利用率高。結構如圖4所示。

3 雨水滲透設施在武漢大學校園的應用現狀及景觀指導

3.1 校園景觀概況

武漢大學位于東湖之濱、珞珈山下，校園環境優美，景色宜人，被譽為“中國最美麗的大學”。學校占地面積5 195畝，建筑面積266萬m2，景觀主要集中在校園中心文理學部。中西合璧的宮殿式建筑群古樸典雅，巍峨壯觀，櫻園老齋舍、宋卿體育館等26棟早期建筑被列為“全國重點文物保護單位”；武大櫻花聞名全國，每年春季3月中旬櫻花如期開放，吸引全國數百萬游客前來賞櫻；校園內植物種類豐富，珞珈山被譽為全國樹木園。武漢大學校園擁有得天獨厚的景觀資源，是武漢市乃至全國著名的集人文與自然景觀于一體的游覽勝地。

3.2 雨水滲透措施的校園應用現狀

武漢市屬亞熱帶季風性氣候，常年雨量豐沛，集中在每年6月～8月。此外，武漢市熱量充足、光熱同季、冬冷夏熱、四季分明，孕育了得天獨厚的自然景觀。在此氣候背景下，漫步武大校園，自然景觀隨處可見，其中也包含了與雨水滲透相關的設施，列舉如下：

1)透水鋪裝。

路面透水鋪裝，能含蓄下滲雨水。武大校園路面的透水鋪裝比重比較小，多集中在濱水一帶和近幾年新建或翻修的景觀區，如圖5所示。

2)下沉式綠地 。

下沉式綠地可在校園道路、生活區等綠地采用，滯留延緩雨水徑流、凈化雨水水質，并補充地下水。鑒于武大校園的地勢情況，結合低地布置下沉式綠地非常方便有效，如圖6所示。

3.3 校園景觀的不足之處及改進方向

3.3.1屋面雨水利用

屋面雨水徑流量大、遇強降雨時峰值高，收集利用相關設備布置方便。教學樓、宿舍樓等建筑的屋面雨水經過初期棄流裝置后進而收集利用，收集的雨水徑流可以直接用于道路沖刷、綠地澆灌。而武大現有的建筑屋面，只有簡單老式的排水方法，缺乏良好的雨水利用設施，特別是與景觀相結合的生態屋頂形式，這樣便浪費了武漢本地充沛的雨水資源，錯失了良好的雨水利用機會。

針對這種情況，首先應該將現存建筑進行分類、區別改造。年代久遠、不宜大規模施工的建筑應該改進完善現有的屋面排水系統，在建筑物周圍布置雨水桶和干井，以便收集雨水進行凈化、存儲。另外，滿足更高要求施工條件的屋頂，可種植本地植物，利用LID基礎設施的屋頂花園規范建設，有效利用雨水徑流，拓展校園綠化范圍。

3.3.2路面雨水利用

大學校園內的生活人群類型單純，生產生活活動簡單，路面相較城市其他區域路面污染較少，所以相對處理工藝更加簡單。然而由于武大校園路面高低起伏，有些置于高處的垃圾收集點或其他污染源產生的污染物會順著路面地勢四處蔓延，甚至流入水體，污染環境，有礙觀瞻，如圖7所示。

在路面處理上，首先要減小硬化率，合理設置雨水口，并在雨水口等位置設置過濾網，攔截路面上的固體污染物。另外，對于非主干道、人流量小的路面進行改造，鋪設透水性路面，在降水初至以及雨量較小時，直接吸收徑流，下滲到下層土壤；對于使用強度大的路面以及降水量大的情況，應考慮多種雨水利用設施，例如路面兩旁布置下沉式綠地等。

3.3.3綠地雨水利用

武大現有的綠地面積非常可觀，但存在很多設計不合理的問題，比如：綠地高于路面，綠地與路面之間有硬質阻隔(如圖8所示)；坡面綠地的徑流控制能力較弱，需要植入工程設施加強雨水下滲(如圖9所示)；綠地吸收的雨水通常未經儲存便排放，未能再利用，等等。

一般的綠地設計是中心地帶凹陷、邊緣地帶高起，在相對標高設計上采取“建筑物>硬化地面>綠地>排水口”的模式，使綠地成為天然的收集池。合理的綠地坡度可以延長雨水徑流在綠地中的停留時長，延緩入滲過程，同時過濾雨水中攜帶的污染物，減少水土流失。另外，在綠地中埋設水管輸送凈化后收集的雨水，可用于沖刷道路或不降雨時澆灌綠地。而且下沉式綠地的結構簡單，造價便宜，很適合在校園中選用。

在設計綠地景觀時，需注意以下幾點：一是減少周圍封閉路面面積，增強綠地與硬地的自然銜接；二是盡量選取本地生親水性植物種類種植，并考慮綠地景觀的呈現效果，使之成為人們休閑娛樂的場所；三是組合使用LID的雨水利用設施，達到雨水利用率最大化。

3.3.4運動場地雨水利用

運動場地如田徑場、籃球場等一般占地面積大，產生的雨水徑流量也大，是雨水利用不可忽視的重要源頭。武大運動場地現存的問題有：場地不透水面積大，場地不平且存在高程低于周圍路面、綠地高程的問題，導致雨水攜帶污物倒灌場地并堆積污染物；場地排水設施簡單，缺少景觀設計(如圖10所示)。

考慮到運動場地結構簡單，接收雨水徑流的面域平緩，可以考慮透水的場地材料，并在場地下層設置雨水收集裝置，將經過截污設施的雨水統一匯集到儲水調節池內，回用于灌溉綠地、清洗道路、補充景觀水體等。

4 結語

作為一個坐擁山水的百年老校，武大校園良好的生態環境自是不用多說。仔細觀察便隨處可見的雨水利用設施，甚至是基于LID理念的相關設施，讓人體會到學校對生態保護、水資源利用的良苦用心。雖然目前校園景觀在雨水利用方面的工作還有很多缺陷，但相信通過學校和社會各界的共同努力，可以把校園環境建設得更加美觀整潔、生態友好。

以高校校園環境為切入點，開展基于低影響開發理念的雨水利用景觀技術具有較強的指導性,可以對城市其他區域的雨水利用技術推廣提供理論支撐和技術借鑒。這一舉措可以提高城市水資源的循環利用效率,緩解城市缺水現象和洪澇災害,實現城市可持續的生態化發展。