基于“LID”理念的高校綠地節水控制路徑探析

張可躍，馬軍俠，劉俊延

（1.漢中職業技術學院，陜西 漢中 723000；2.寧強縣高寨子街道辦農綜站，陜西 寧強 724400）

0 引言

全球水資源短缺問題已成為影響社會經濟高質量發展的關鍵因素。隨著人口增長、工業化進程加速及氣候變化的影響，水資源的需求不斷增加，而可用水量卻日益減少，這一問題不僅僅影響到干旱地區，降雨相對充沛地區若不未雨綢繆，未來不容樂觀，高效開展節水控制已成為許多地區面臨的普遍挑戰。確保水資源的有效管理和合理利用，對于促進全球的社會經濟可持續發展至關重要。而高校作為“用水大戶”，尤其需要進行科學規劃，采取有效措施以降低水資源的壓力。

全球高校在水資源利用方面展現出不同的現狀和挑戰。加州大學戴維斯分校在水資源管理方面采取了積極的措施。他們實施了全面的水資源管理計劃，包括雨水收集、廢水回用和高效灌溉系統[1]。這些措施顯著減少了校園的總體水消耗，同時提高了水資源的可持續利用。湖南農業大學“紅軸”景觀設計運用了隱形蓄水系統模式，地勢低洼處用耐水淹植物結合天然石塊形成旱溪景觀[2]，將節水、蓄水等措施不露痕跡地與校園的綠地建設和景觀營造嵌合在一起，成功將雨水收集與利用同園林綠地中的水景工程、地形改造、地下蓄水和植物造景相結合，遵循了景觀的整體性，營造了自然與人文相結合的高校教學科研環境。

然而，許多高校在水資源利用上仍面臨諸多問題。以漢中職業技術學院為例，首先是水資源利用相對孤立，缺乏從長遠的視角和策略進行科學規劃，導致水資源的低效率使用。其次，許多高校未開展次水與雨水的回收利用，導致水資源浪費較為嚴重。另外，高校在應對極端天氣和氣候變化方面也面臨挑戰。干旱或洪澇等極端天氣事件對校園水資源管理系統提出了更高的要求，需要高校具備更強的應對和調整能力。

1 “LID”下的高校節水控制理念

“LID”，即低影響開發。在這一理念指導下，高校節水控制與建設強調在資源有限的情況下，通過技術與管理創新和可持續的方法有效控制和節約水資源。這包括采用低成本且高效的節水技術，如通過科學規劃與改造，實施雨水收集系統和次水回用，以及改善現有設施的水效率。同時，強調教育的重要性，提高師生員工對水資源保護的意識和參與度。

低影響開發下的高校節水建設理念主要包括以下幾個方面：

（1）生態優先。高校節水建設應當以生態保護為首要，注重保護校園內的自然水體、濕地和植被，避免對校園生態系統造成不可逆轉的損害。

（2）循環利用。在水資源利用上，應鼓勵采用雨水收集、污水處理再利用等技術手段，最大限度實現水資源循環利用，減少對外部水源的依賴。

（3）科技創新。鼓勵引入前沿科技和創新技術，如智能節水設備、遠程監測系統等，提升水資源利用效率和管理水平。

（4）宣傳教育。倡導師生廣泛參與，通過教育和宣傳活動，培養全校師生的節水意識，激發大家共同關注和參與水資源管理。

（5）綜合管理。建立健全水資源管理體系，整合校園景觀規劃、建筑設計、供水設施更新等，全面推進節水。在低影響開發理念下，高校應堅持綠色發展理念，將節水視為校園可持續發展的重要組成部分，從而實現高效節水并促進校園可持續發展[3]。

2 高校綠地節水控制路徑探析

2.1 次水回收

規劃次水收集系統，將收集來自游泳館、洗手間、淋浴和洗衣用水收集起來，經過處理后用于灌溉和清潔等。高校實施次水收集系統，可能面臨多種挑戰。首先，如何選擇合適的次水處理技術，這不僅要求系統既高效又環保，還需考慮到技術的適應性和可靠性。其次，經濟成本是一個重要考慮因素，因為建立和維護次水收集系統需要顯著的初期投資，以及長期的運營和維護費用。

2.2 雨水收集

雨水收集系統包括綠色屋頂、雨水花園、下凹綠地和硬質透水地面的鋪裝與建設。通過建設雨水收集系統，可同時收集屋頂和地面的雨水，用于灌溉和其他非飲用用途[4]。常見雨水收集路徑有：

2.2.1 屋頂花園

綠色屋頂具有節能減排功能，可以蓄積大量雨水、控制屋面徑流，同時降低徑流污染程度。對于平屋頂建筑，在建設綠色屋頂前必須確保屋頂荷載、防水性能等符合建設標準。而對于坡屋頂建筑，建設綠色屋頂必須滿足坡度不大于 15°等要求。漢中職業技術學院的校內建筑大多為平屋頂，可以在辦公樓、教學樓、學生宿舍等建筑建造屋頂花園，開展綠色植物種植，削弱徑流速度與峰值，收集、儲蓄屋頂和平臺雨水用來灌溉現有綠化植物。

2.2.2 雨水花園

雨水花園是一種生物滯留區，通過模擬自然水文的滲透過程，能夠有效控制雨水的地表徑流。在校園綠地中的低洼地區種植濕生植物，可有效滯留雨水、削減雨水徑流量、減慢徑流流速。降雨時，地表產生的雨水徑流進入雨水花園，便可緩慢滲透，使其滯留在土壤中，首先滿足現有植物干旱時對水分的需求量，更多的土壤無法含蓄的水量則可繼續滲透，使地下水因此得到補充。雨水花園還可以布置在低洼處、大量匯集雨水區域的上方位置，能夠有效削減匯入集水區域的徑流量。

漢中地處濕潤多雨地區，有豐富的植被種類可供選擇，可以按照沉水、浮水、挺水和濕生逐步設計植物種類。而那些地處半干旱或干旱地的高校，雨水花園里的植物不僅要滿足耐水濕，同時也要滿足耐旱，最好選擇可粗放管理的本地植物種類。

2.2.3 下凹綠地

下凹綠地具有天然透水能力，可利用其下凹地勢阻斷雨水在地表繼續流動，并能積蓄一定量的雨水讓其緩慢滲透。下凹綠地可以在校園大量使用、具有施工復雜程度低、建設成本低、節約灌溉用水等優點。除了可以減少雨水徑流流量和凈化雨水外，下凹綠地還在間接轉化地表水、雨水、土壤水及地下水，能有效讓校園水循環系統保持平衡。設置下凹綠地時，需清楚了解路面、綠地、雨水溢流口三者高程之間的關系。首先，路面高程要高于綠地高程，利用地勢引導和積蓄雨水。其次，雨水溢流口應設置在綠地內，溢流口高程要高于綠地高程，但要低于路面高程，這樣做是為了防止當雨量過大，綠地過度積水，植被根系受到損壞。實際上，設置了雨水溢流口后，下凹綠地中過多積蓄的雨水便可以被輸送到另外的排水系統[5]。

2.2.4 透水鋪裝

據統計，與植物種植綠地相比較，同樣的降雨量下，透水鋪裝地面多出 2 ～6 倍的雨水徑流流量。透水鋪裝的透水性能取決于各墊層結構材料及土壤的土質、孔隙度等，在滿足校園基本功能的情況下，應盡量在校園中鋪設透水材料，如道路、廣場、停車場等區域。漢中職業技術學院校園公共活動空間中有近5 萬m2可采取透水磚鋪裝的各類廣場、步行道路，可結合雨水收集系統一體化建設。

2.3 傳輸設施

2.3.1 植草溝

植草溝一般呈線性布局，是指溝內栽種著植被，集控制流量、輸送雨水、提升水質于一體的造景與排水設施。雨水在流經植草溝的過程中，可以減緩流速，使水分蓄養在就近土壤中。同時，通過土壤、植被的天然滲透與過濾功能，能大量減少雨水徑流中攜帶的固體懸浮顆粒、細菌、金屬離子等污染物。

2.3.2 旱溪

旱溪是模仿天然溪流，用不同粒徑卵石、砂礫等鋪設溪床，旱季表現為類似于“枯溪流”狀態，獨有一番自然別致的景觀效果，可以選擇巖生植物進行點綴。雨季時，可以迅速將雨水輸送至匯水區，有效解決積水問題。旱溪能防止土壤遭到雨水的沖刷，減少雨水對種植區表層土壤的侵蝕。如果用旱溪代替灌溉水量較大的綠地，不僅可以節約校園用水，同時也營造了自然景觀效果，提升環境質量[6]。

2.3.3 滲透池

滲透池是由高滲透性的新型材料、土壤等介質建造的供雨水暫時儲存和凈化的雨水收集設施。一般底部鋪設防水布，中間填裝礫石、珍珠巖、石英砂、陶粒等滲透性濾料，可以吸附水中的含氮、磷等元素的各類物質。在濾料上覆蓋植土，開展植物種植，植物以細葉結縷草、馬尼拉草等品種為主。這種設施具有提供地下水補給、減少匯水分區范圍內雨水泛洪、保持現場的自然水文平衡等多重功能。

2.4 噴灌系統

綠地噴灌借助水泵和管道或利用自然水源落差，把具有一定壓力的水噴到空中，散成小水滴或形成彌霧著落在植物上和地面上的灌溉方式。相對于以往的綠地漫灌形式，噴灌能使園林植物獲取到均衡水量，不但能有效防止水資源出現流失的現象，而且可以顯著提高水資源的使用效率。另外，通過噴淋系統的有效應用，還可協助相關工作人員高效完成綠地施肥及殺蟲工作，使施工單位實現預期設想的經濟效益及生態效益[7]。

3 漢中職業技術學院綠地節水控制的路徑建議

3.1 次水收集用于綠地噴灌的路徑

在校園餐飲中心、公寓或其他次水使用較為集中的合適位置修建一處或多處次水處理車間，科學布設管網，收集來自學校游泳館、淋浴房、洗手間和洗衣房等的次水，并進行過濾、凈化等技術處理，然后排放匯入人工湖、池塘、溪流、噴泉等校園景觀水體，使用過的多余流水通過水體溢流口再進入雨水處理系統進行沉淀、過濾，最后匯入綠地噴灌管網，用于日常的校園綠地植物補水。此方案通過對次水的循環反復使用，可以減少景觀水體注水、綠地澆灌用水兩個環節至少三分之一的用水量。其缺點是次水處理系統建設的初期投入量較大，但后期經濟效益明顯。

3.2 雨水收集用于綠地噴灌的路徑

按照建設屋頂花園、更換透水鋪裝、建設滲透池的路徑開展。

（1）可以選擇在8 棟學生公寓樓、7 棟教學樓、6 棟實訓樓、2 棟辦公樓等建筑物集中區域，建設屋頂花園，充分利用雨水，并將多余雨水有目的地收集起來，進入雨水收集系統，這樣能起到很好的節能減排效果。

（2）可以在室外籃球場、教學樓中心廣場、辦公樓前廣場等面積超過300m2的硬質鋪裝區域，進行地面透水鋪裝改造與更新，使雨水就地下滲，進入雨水滲透池。

（3）盡可能提高雨水的利用效率，采用海綿生態設計體系，布設雨水收集池[8]。可以結合廣場、建筑和綠地的布局，建設雨水收集池，收集來自就近屋頂、地面、道路等的多余滲水，經過過濾后進入附近綠地噴灌系統。如此可以高效削弱校園內澇發生的同時，還可以大幅度減少校園綠地灌溉用水量，從而達到節水目的。其缺點是屋頂花園建設、透水鋪裝改造和雨水收集池建造需要投入資金較大，應在建設前進行科學規劃，分步建設，效果更好。

3.3 校園綠地灌溉系統及雨水花園建設的路徑

漢中職業技術學院有9 萬余m2的校園綠化建設用地，根據校園綠地規劃布局和地形地勢變化的特點，可通過建設綠地灌溉系統解決灌溉節水、因地制宜建設若干處雨水花園利用土壤涵水就地解決雨水滯留與儲存這兩個路徑開展。

綠地灌溉系統包括噴灌系統和微灌系統，收集來自次水處理車間和雨水收集池的水資源，在炎熱季節、干旱季節和日常對綠地植物進行噴淋、保濕與補水等，相對地表漫灌或灑水車噴灌更加節省。管網布置因綠地面積大小、平面形狀和植物配置方式可采取移動式、半固定式與固定式結合的形式。對草坪、模紋花壇、大面積灌木苗栽區和花卉區規劃建設噴灌系統。大中喬木、灌木和小面積花卉等區域規劃建設微灌系統，主要形式為滴灌。整個噴灌系統采取樹狀和環狀結合方式布置，使用時序自動控制，噴頭采取搖臂驅動式，旋轉半徑控制在2 ～4m為好。

選擇在綠地具低洼處設下沉式濕地、旱溪等形式的雨水花園，收集雨季綠地中多余雨水和建筑排放的雨水。首先要確定合適建設雨水花園的位置，找準水流方向，在順應水流方向的前提下使水流在綠地中盡可能多地流轉。第二步對土壤通透性進行測試評估，土壤的滲透速率不能低于1.2cm/h，否則需要進行換土，可以按照有機物（肥料）20%～40%、清潔粗砂30%～50%、表土20%～30%的比例調配。第三步確定雨水花園尺寸，面積一般至少控制在花園非滲透表面排水區域面積的10%，水洼深度控制在20 ～71cm 適宜。最后一步在正確位置選擇適宜的植物種類，選擇既耐濕又耐旱的本地樹種最好，也可根據低洼程度大小、積水量多少按照濕生、中等、干燥區布置挺水植物和濕生植物。需要注意的是，應該使用巖石、礫石或觀賞草保護雨水流入口和溢出口，防止此區域水土流失。

4 結論

綜上所述，“LID”理念下的高校綠地節水控制路徑主要包括：

（1）次水與雨水的收集、凈化、存儲和再利用；

（2）節水系統的維護和管理，以及與校園可持續發展戰略的資源與手段整合；

（3）在師生中廣泛推廣、宣傳環保意識。

通過這樣的方案，高校能夠有效地管理次水和雨水資源，為實現節水高質量發展目標作出貢獻。

目前高校的綠地節水建設與控制還存在以下潛在問題，有待進一步研究與實踐：

（1）建筑中的灰水和黑水的回收與利用難度較大；

（2）智慧化程度不高。使用云計算、物聯網、大數據等先進信息技術手段實時監測校園地表水污染總體情況，及時了解校園積水情況，實施難度系數非常高的參量監控，并迅速做出智慧化反應還有很長的路要走。