海绵城市理念在大学校园中的实践探索

海绵城市理念在大学校园中的实践探索

赵威巍,陈新,赵鑫

中铁十局集团第三建设有限公司  安徽省合肥市  230000 

[摘 要]“海绵城市”是保证城市未来实现生态、绿色、低碳环保，提高城市发展的韧性和安全性的重要发展理念。高校校园是城市的重要组成部分，是构建绿色城市、海绵城市体系中重要的环节。本文通过对大学校园的景观、规划的实践，探讨实现海绵校园的技术和实践经验，为海绵城市理念全面落实提供策略。

关键词：海绵城市   大学校园   雨水花园   生态循环系统

1 前言

改革开放以来，中国的城市化发展速度高速增长。快速的城市化带来了许多问题，大规模的城市建设和过度的土地开发，使城市的环境遭到破坏，其中城市地面表层硬质化导致城市地面排水能力减弱，城市洪涝现象日益严重，同时城市水环境恶化严重。未来城市的发展，除了要提高城市的竞争力，城市发展要聚焦在绿色、生态、低碳、环保的基础上，在营造人民的宜业宜居的城市环境的同时，要提升城市抵抗天然灾害的籾性、弹性，为人民群众提供一个安全的城市环境。

2013年举办的中央城镇化工作会议上，习近平主席提出海绵城市的贯彻方针，会议的重要讲话中强调城市的雨水管理中最有效的管理方式首选利用自然力排水，尊重当地的水文情况，建设能自我完成水循环的城市水环境系统是海绵城市建设的最终目标[[1]]。是我国城市绿色生态化建设、可持续发展建设的里程碑，从此，我国城市发展走上健康可持续发展的道路。  

高校校园是我国城市的重要组成部分，是海绵城市政策方针中重要的构成环节。绿色校园与海绵城市都是国家倡导的推动城市生态环保的策略，校园空间是城市公共开放空间的非常重要组成部分,且校园中充满了文化教育氛围，场地与绿地的景观具备独有的文化性,校园的公共空间能成为“海绵城市”建设过程中的先行者,可以带动“海绵城市”理念的推动,对“绿色校园”和“海绵城市”这样的可持续发展理念的推广和关切有着积极的作用。

2 海绵城市内涵

“ 海绵城市”在国内百度上的解读是：以城市洪水管理概念为引领，让城市像海绵一样，让城市像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，也可称之为“水弹性城市”[[2]]。

这是海绵城市的字面解释，海绵城市建设尊崇大自然的发展规则，是顺应自然，与自然和谐统一的发展模式，所以海绵城市建设又可以称之为“Low impact design or development”，即是低影响设计和低影响开发[[3]]。

3 海绵城市在高校中的实践措施

3.1 校园海绵设计的意义

高校的校园是培养祖国未来人才的摇篮，在校园开展海绵城市设计理念的实践活动有着多重意义。（1）可对大学生开展国家的方针政策的时事教育，校园空间作为海绵城市的微观层面，是落实海绵城市小尺度范围集水单元，通过对这一尺度对应的系列“海绵”设计的探索，解决校园的内涝问题，对整个城市的海绵设计做出贡献；（2）可以发挥高校的相关建筑设计、景观设计、城市设计和城市规划的相关专业力量，进行校园海绵改造，促进高校海绵设计的进程；（3）在校园开展海绵城市的科普实践活动，宣传国家政策，为国家对城市建设的政策起到宣传和号召作用，唤起公众对自己所在的城市、建筑海绵设计的重视。

3.2校园海绵城市设计的策略

图 1：海绵校园示意图  

科学地管理雨水的流向是校园海绵设计的关键，对雨水管理要进行科学的分析，需要基于校园现有的雨水管线情况进行一定的调查研究，对海绵校园雨水路线进行一定的整理。降雨的时候，建筑、广场、绿地、道路以及水体聚能接触到雨水。

（1）屋面雨水。接触到雨水的首先是屋面，屋面的雨水通过排水沟，雨水收集器，经过前期弃流后存放到地面的蓄水池，进行二次利用或者排入地面的植草沟，经过引导到凹陷绿地进行存储或者排入排水沟（超过蓄水池容量的时候）。

图 2：屋面排水示意图

（2）广场上的雨水。广场适合做透水硬质铺地，雨水通过透水铺装下渗，而径流部分通坡面设计流向凹陷绿草地和附近的植草沟或者雨水花园进行渗透和疏通，最终通过渗透管道后排至排水管道。

图 3：广场的排水示意图

（3）道路上的雨水。道路包括人行道和车行道路以及周边绿化的雨水管理。雨水首先应该通过透水铺装先行进行下渗，而径流部分则可通过坡面排向道路两侧的排水孔，进入市政排水管道，或者间隔疏通的路牙排至附近的下陷绿地进行缓冲。排水管道中的雨水部分可通过前置蓄水池和水塘等海绵设施进行简单处理，排至自然水体，而溢出部分才能排向校园外的市政管道上。

图 4：道路的排水示意图

4.海绵城市在高校中的实践

4.1 项目背景

项目所在地是暨南大学本部，这里作为广州市20个水淹黑点之一的暨南大学总部，师生的生活几乎每年都会受到暴雨的危害。2011年暴雨特别严重，水淹到半人高，多个学生宿舍楼首层被淹，教学以及很多办公楼首层被淹，学生的用品、教学楼和办公楼教学设备、办公设备被损毁，损失惨重。虽然学校在这20年间不断的努力改造学校的地下排水管道，情况有所改善，但是单靠地下排水系统系统疏散暴雨是远远不够的。“海绵城市”的政策出台，给我们校园营造提供了一个明确的方向。

海绵城市建设相关的政策明确以“海绵城市”建设为首要任务的指导理念，这是缓解城市水环境日益恶化，改善河流污染、城市内涝等严重影响城市可持续发展问题的有效方针和策略。

近年，《广州市海绵城市建设实施方案（2021-2025年）》正式发布。这个实施方案的要求，广州市无论是新建的还是旧改项目，均应落实海绵城市建设理念及指标要求，最大程度地减少城市开发建设对城市的生态环境影响，以期把70%的降雨就地循环利用，避免外部排放，引起洪涝。

4.2 实施过程

这次的工程项目在校园本部选了4个地点（如下图）。场地的选择是基于校园现有的雨污排水管道的现状，找出校园内洪涝的黑点，继续改善雨水管理的地方而定的。整个区域东边场地比西边场地高，其中，三号场地是一、二、四号场地的洼地，因此这几个地块的雨水管理关键在于三号场地的设计。总体构思是综合周边区域的雨水径流量，通过计算，在三号场地的篮球场下面开挖一个蓄水池，利用这个蓄水池来调节周边地块的雨水循环利用，同时缓解暴雨的时候地面的径流量峰值，减少内涝的危害。

   设计的总体原则：（1）基于校园现有的地下雨污管现状，综合考虑经济便利的雨水改善设计方案，节省人力物力，节省时间，因为校园是人员活动的积极区域，施工对校园活动和生活环境有着一定的干扰影响。（2）雨水管理应结合地面绿化景观做，在改善校园内雨水排放的基础上，美化校园的绿化和景观。（3）海绵校园的绿化与景观设计要结合校园内师生的活动进行，在满足雨水管理、景色美观的基础上，符合使用者的要求。

图 5：项目场地选址

4.2.1 一号场地

图 6：一号场地改造前后对比图

一号场地的海绵设计重点在于：图书馆西侧的雨水来源大多是图书馆的屋顶排放的雨水以及直接降落在这片草地的雨水；另外，海绵设计需要与人的行为学、使用者的需求进行景观美化设计。设计构想经过多日的人群行为调查，综合考虑到该地块在高峰期的通过使用需求以及闲时休憩需求，并结合雨水花园的做法，做出的景观设计。

4.2.2 二号场地

图 7：二号场地改造对比图

二号场地是饭堂门口，场地东侧场地比西侧高，而且这里是人员在固定时段人员集中的地方，海绵设计重点在于利用西侧地势较低的绿地做成渗水绿地，绿地之下可以做蓄水池，把经过植草绿化层过滤的雨水收集起来，可用于浇灌绿化用水；这里的景观改造设计的要点在于解决在午餐和晚餐时高度集中的人群集散问题和对之而来的电动车临时停放的问题，其次，闲时这里可作为周边人群的活动场地，充分利用校园的场地。改造设计方案把东侧花园设计成透水砖硬质铺地广场，保留场地原有的百年大树，树下设计座椅，如此一来，可给人群提供活动的场地增加，缓冲高峰人流的集散场地也扩大。如此一来，能解决此场地海绵设计、景观提升美化和解决高峰期缓冲场地紧缺的三大问题。

4.2.3 三号场地

图 8：三号场地改造设计图

三号场地位于药学院前面大片绿地。这里的区域比较大片，但是绿化景观做的比较简单，不符合人们的使用需求，也不符合海绵校园的设计理念。这片区域高差较大，同时有大片的空地和运动场地，这里的地势较低，因此这片区域的雨水管理设计尤其重要，暴雨的时候，这里经常是校园内涝的黑点。因此设计师意图在篮球场下设置大型蓄水池（图上示意的位置），多余的径流才排入校园的排水管道，储蓄的雨水可以供周边绿化浇灌之用。另外结合周围人群的休憩需要，以及周边建筑的出入口设计，对这里的景观进行美化，海绵化设计。

4.2.4四号场地

四号场地位于经济学院的后方。基地与经济学院后侧相接，与场地3分别位于经济学院/药学院后门的东西两侧，且场地内有一条经济学院楼的设备后门，平时不对外开启。于场地南侧的学生及教职员平常可借由经济学院前门经由学院楼架空层到达场地，架空层达到院楼互相联系及通往场地的捷径。从礼堂到食堂有由高到低的坡度，广州雨水高发的季节，雨水会沿着路面从高到低流下，经过我们的用地。

图 9：四号场地改造设计图

4.3 从以上实践总结的校园建筑海绵设计的策略

海绵城市建设是一个大尺度层面的建设，由很多小尺度的建筑和景观、公共空间组成，在那些小尺度层面上要实施海绵设计，重点在于实施低影响开发技术，对降雨进行源头控制利用。这种设计强调通过一系列源头控制设施，以期恢复区域原有自然水文功能，从而有效缓解因为地面或者垫面层硬化而造成的雨水渗透困难、径流系数变大、面源污染负荷加重的现象，从而实现城市雨水管理理念。低影响开发措施主要包含生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、地下蓄渗、透水铺装、雨水桶等等。

（1）雨水花园

雨水花园，又称生物滞留池，是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地，被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，通过植物、沙土的综合作用使雨水得到

净化，并使之逐渐渗入土壤，涵养地下水，或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水。是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。雨水花园的主要功能包括：1）利用绿色植物的截流能力和土壤的渗透功能排放雨水，延迟产生内涝的时间；2）利用绿色植物和土壤中的多层介质过滤雨水中的有机物、氮、磷等污染物。我们在实践项目过程中，就做过活性炭组合不同的土壤层介质过滤污水，得到相对干净的水的实验，效果良好。雨水花园主要应用于居住区、街道和城市广场、城市公园。

（2）生态植草沟

植草沟是指景观性的地面排水沟渠，用绿色植物下陷铺在沟渠表面构成，可收集、输送、排放并净化径流雨水。植草沟是由草坡或者自然的坡度引流雨水，植草沟的设计应满足几点要求：1）截面采用抛物线、三角形或者梯形；2）植草沟坡道不宜大于1:3，如果太大，应设计阶梯状过度陡坡；3）植草沟的植物高度不宜太高，应控制在100-200。植草沟适用于道路、广场、停车场等，汇水单元较小的区域，可用于小区内部、建筑道路两边。

（3）透水铺装

透水铺装是利用大孔隙结构层或排水渗透性能好的材料进行装饰铺装，材料本身要求有良好的透水性、透气性，能实现雨水的快速渗透，就地排走的目的。透水铺装一般包含面层、找平层、基层、垫层及土基等，按铺装面的材料可分为透水水泥混凝土、透水沥青混凝土和透水砖等。透水铺装采用多孔隙透水性材料，可使雨水通过铺装内部的连接孔道快速排入土壤，从而可以让地面的水款速渗透到地下、补充地下水，还可以调节城市中的小气候。透水铺装广泛应用于城市的人行道、停车场等地方。

（4）下沉式绿地

下沉式绿地是低于周边场地的绿化，利用地势的凹陷，在降雨时，吸纳从周边地块流向本区域的雨水。下陷绿地的种植土壤应该具有一定的渗透性，避免硬化，让雨水能在下陷绿地自然渗透到地下，避免积水，引起其他的蚊虫害等问题。下沉绿地一般可广泛应用于城市建筑与小区、道路、绿地和广场内等区域。

（5）海绵设计中的蓄水池

海绵设计中的蓄水池是起到调节雨水洪峰和用水洪峰的作用，同时可以实现雨水循环利用，避免初期雨水对排放水体的污染，在海绵城市建设中需要人工修建雨水蓄水池。在雨水排放的时候，通过排水沟或者植草沟等排水设施，临时把储存雨水，起到调节雨水循环利用的作用，这种水池形态上像一个口袋，作用上就是雨水存储器，外界需要的时候，输出雨水，外界雨水泛滥的时候，它能吸纳雨水。雨水蓄水池一般修建在道路广场、停车场、绿地、公园、城市水系等公共区域的下方，用来收集和储存雨水。

总的来说，校园海绵城市的设计可以把以上几种方法灵活运用，根据具体和实际情况不同组合地使用，既能灵活处理景观和人群对空间的使用问题，又能解决校园内涝问题。

5 结语

海绵城市的设计将发挥自然作用放在首位，充分考虑城市水文规律，以城市基础设施为载体，综合利用绿色、灰色基础设施相结合，充分发挥生态系统对城市雨水径流的蓄存、下渗、水质净化作用，达到城市防洪治涝、水资源综合控制利用、水环境保护及水生态修复的目的，其涉及源头控制、中间削减、末端治理的整个水文过程[[4]]。

校园是城市的重要组成部分，也是海绵城市实施中的微观空间尺度。校园海绵城市的设计也需要从宏观、中观及微观进行综合规划设计。本次的校园海绵城市设计宏观主要从校园周边的雨水管理全局出发，再到具体的建筑区域出发，然后再到小块绿地等小尺度区域[[5]]。

对海绵校园景观规划设计中雨水管理与景观设计的融合模式进行研究。与此同时，在校园景观设计层面实现景观参与性的提高，并在暨南大学校园内营造出具有雨水科学管理系统、景色美观、能满足师生日常生活使用需求、并符合师生生态认知要求的多功能校园景观。

参   考   文   献

[1] 车生泉，谢长坤，陈丹.海绵城市理论与技术发展沿革及构建途径[J].Sponge City, 2015(06).

[2] 科技承载梦想，创新改变未来——海绵城市中国科学院，https://baike.baidu.com/item/%E6%B5%B7%E7%BB%B5%E5%9F%8E%E5%B8%82/16012711?fr=aladdin#7_1

[3] 张思，王江萍，基于海绵城市理念（LID）的武汉大学校园概念规划，华中建筑，2018.10：8

[4] 张建云，王银堂，胡庆芳，等.海绵城市建设有关问题讨论[J].水科学进展，2016，27（06）：

793~799.

[5] 朱翠萍.基于海绵城市理念的雨洪设施多尺度规划与实施——以嘉兴市为例[J].浙江建筑，

2018，35（02）：18~22.

作者简介：赵威巍（1988—） 性别男，工程师。现任中铁十局三建公司广州猎德涌项目经理。2012年毕业于湖北工业大学工程管理专业，管理学士。专业研究：海绵城市。