王立榮，齊建軍，盧艷玲，段正琴

（蘭州石化職業(yè)技術學院，甘肅 蘭州 730060）

1. 研究背景

2012年4 月，在《2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇》中首次提出了“海綿城市”的概念，國際通用術語為“低影響開發(fā)（LID）雨水系統(tǒng)構建”，即城市像海綿一樣，在適應環(huán)境變化、應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，通過“滲、蓄、滯、凈、用、排”等措施實現(xiàn)對雨水的吸收、儲存、利用、緩釋等，緩解城市雨水排放壓力，解決水資源浪費問題，其本質(zhì)在于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)城市“快速排除”和“末端集中”的建設理念，實現(xiàn)城市與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。

高校是人才培養(yǎng)的重要場所，也是現(xiàn)代城市的重要組成部分，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，高等教育招生規(guī)模日益擴大，但不少高校校園基礎設施建設卻嚴重滯后，經(jīng)常出現(xiàn)“洪澇”現(xiàn)象，嚴重干擾了正常的教育教學秩序[2]。大學校園一般占地面積較大，功能設施齊全，在社會中已成為一個相對獨立的空間，與城市一樣具有一定的彈性和適應環(huán)境變化的能力。故海綿城市的理念完全可運用于大學校園中，實施“海綿校園”建設，即對校園道路、地形、建筑、植被等元素進行一系列“海綿”式的改造和建設，合理開發(fā)出一種雨水循環(huán)收集系統(tǒng)，對校園水資源進行優(yōu)化、管理和利用，將高校打造成一座新時代的“呼吸性校園”，其目的是讓校園中的每一寸土地都具備一定的雨洪調(diào)蓄、水源涵養(yǎng)及雨污凈化等功能[3]。當普通雨水來臨時，海綿校園雨水循環(huán)收集系統(tǒng)對雨水進行分流、凈化和再利用；當大到暴雨來臨時，能快速分流雨水，減輕地表徑流壓力，暫緩雨水集中排泄時間，從而緩解校園內(nèi)澇，保證校園正常有序運行和師生生命財產(chǎn)安全[4]。海綿校園建設既能降低粉塵污染，美化校園環(huán)境，有效減少暴雨積水災害對高校帶來的不利影響，又可作為現(xiàn)代城市的重要組成因素，減少雨洪對城市造成的壓力，對有效推進海綿城市建設具有十分重要的意義。

2. 海綿校園的規(guī)劃設計思路及特點

在傳統(tǒng)校園中出現(xiàn)降雨時，部分雨水通過下滲補給地下水，未下滲部分則通過地表徑流進入雨水口，再通過收集管道排入河道。這種雨水處理模式不僅容易造成校園洪災，形成雨水徑流污染，對城市排水系統(tǒng)造成壓力，而且雨水資源大量流失掉十分可惜。海綿校園是以保護原有生態(tài)為原則構建校園環(huán)境，秉承“海綿”的品質(zhì)，突出“滲透”和“吸收”作用，利用校園內(nèi)的建筑屋面、路面鋪裝、綠地景觀等設施條件對雨水實施有序分流排放，并加以儲存利用，同時，還對雨水作了凈化處理，從而實現(xiàn)了環(huán)境與水資源的協(xié)調(diào)發(fā)展，是一種與自然和諧相處的雨水生態(tài)治理模式，能有效解決傳統(tǒng)校園在雨水處理中造成的各種問題。

3 .高校海綿校園規(guī)劃建設措施

3.1 建造綠色生態(tài)屋面

屋面是雨水到達校園的第一站，傳統(tǒng)校園屋面并不具備吸收雨水的功能，而是通過落水管直接將降落至屋面的雨水排泄到校園地面上，且在太陽紫外線長期照射下及早晚溫差較大的情況下易出現(xiàn)屋面老化、屋頂結(jié)構遭破壞等問題。綠色生態(tài)屋面是指在建筑物屋頂上覆蓋一層綠色植被的景觀模式[5]，其基本結(jié)構從下往上依次為防滲層、隔根層、保溫層、蓄排水層、承土層、種植層、植被層。通過建設綠色生態(tài)屋面，降至屋面的部分雨水被屋面儲存起來供綠色植物生長所需，有效減少了屋面的雨水徑流，減輕了校園地面的徑流壓力。同時，增大了校園綠化面積，改善了校園空氣質(zhì)量，有效緩解了屋頂表面溫度極端情況，具有保護屋頂結(jié)構、防止屋面老化、增加建筑物耐久性等功能。屋面應選擇平屋面或者坡度不大于3%的屋面，在進行屋面結(jié)構設計時，除考慮原承載力外，還需充分考慮改造后的承載力是否滿足要求，如有必要可進行加固處理。在選擇植被時，不宜選擇速生性喬灌木，應結(jié)合當?shù)貧夂驐l件及降雨量綜合考慮選擇。

3.2 改造校園路面為透水鋪裝

傳統(tǒng)校園中的路面鋪裝大多采用硬性不透水材料，當雨量較大時，極易形成地面積水，產(chǎn)生地表徑流，對校園排水系統(tǒng)造成壓力，導致校園發(fā)生洪澇災害。因此，在海綿校園建設中應將傳統(tǒng)校園路面的硬質(zhì)不透水鋪裝改為非硬性透水鋪裝?？稍谛@機動車道鋪設一種由小石子、高標號混凝土、水為基本材料，透水性外加劑、彩色強化劑、穩(wěn)定劑為混摻材料，按一定配比制成的多孔輕質(zhì)新型彩色環(huán)保地面鋪裝材料。在人行道、廣場等大面積地帶可采用氣孔較大、孔隙率較高的透水磚或透水水泥混凝土鋪裝，校園小路采用嵌草磚、鵝卵石、碎石等進行鋪裝，透水性路面鋪裝結(jié)構如圖1所示。通過在校園路面采用透水鋪裝，使硬化的地面“海綿化”，大幅增加了地表的雨水滲透率，確保地表徑流快速下滲，從而避免了校園道路積水，減輕了校園排水和防洪壓力，實現(xiàn)了改善校園內(nèi)水循環(huán)的生態(tài)效益目的，同時，透水鋪裝路面色彩繽紛，與周圍花草樹木等景觀相互融合，相得益彰，共同將校園點綴得五彩繽紛，多姿多彩。

圖1 透水鋪裝結(jié)構圖

3.3 營造校園內(nèi)部的雨水花園

雨水花園是海綿校園建設中的重要組成部分，利用花園中的植物、砂土收集凈化雨水，雨水反過來滋養(yǎng)灌溉花園，主要由淺凹式綠地組成。由外而內(nèi)一般由蓄水層、覆蓋層、種植土壤層、砂層和礫石層組成，同時還應設有用于收集雨水的穿孔管及因短時內(nèi)暴雨徑流過大而產(chǎn)生溢流的溢流口。雨水花園在選址時，應與建筑物保持一定距離，并遠離供排水管道，可考慮在已有的凹地上加以改造。在材料方面，宜使用高滲透性的砂土，植被優(yōu)先考慮根系較為發(fā)達的植物。雨水花園建成后應定期維護，檢查植物狀態(tài)，保證存活率，定期清理沉淀物和污染物，確保雨水入滲率。雨水花園能有效減少因強降雨造成的校園路面雨水徑流量，緩解校園排水管道的排泄壓力，補充地下水資源，能有效去除徑流中的有害物質(zhì)。此外，通過雨水花園中植物的蒸騰作用，能夠調(diào)節(jié)校園中空氣的溫濕度，改善校園氣候環(huán)境，美化校園生態(tài)環(huán)境，給廣大師生帶來優(yōu)美宜居的工作學習環(huán)境。

3.4 打造下沉式綠地景觀

下沉式綠地指在豎向高度上矮于周圍地面的綠地，一般將校園現(xiàn)有綠地下沉一定深度以達到滯留收集雨水的目的，又稱下凹綠地或低勢綠地。下沉深度指下沉式綠地低于周邊路面的平均深度，應根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透性能確定，一般為100～200 mm。下沉式綠地中的植物應選擇既適應水陸兩生，又可凈化水中污染物的本土植物，同時也要考慮季節(jié)色彩變化，如香根草、屈菜、旱傘草、斑葉芒等。為防止積水過量，下沉式綠地內(nèi)常設有高于綠地而低于路面的溢水口，超過綠地蓄存量的雨水將通過溢水口排至地下排水系統(tǒng)（見圖2）。降雨時，雨水順應地勢由高向低匯聚至下沉式綠地中被儲存起來，這些被儲存的雨水經(jīng)過植物過濾、微生物的解、土壤吸附，起到了降低校園雨水徑流量、凈化雨水、補充地下水的作用。下沉式綠地的顯著優(yōu)點在于其對現(xiàn)有環(huán)境的干預較小，無需增加多余設施，且后期維護簡單，雨洪調(diào)控及景觀效果良好，故適用范圍十分廣泛。

圖2 下沉式綠地結(jié)構圖

3.5 制造生態(tài)植草溝傳輸帶

植草溝是一種表面覆蓋有植被，對雨水進行收集、輸送、凈化的明渠。雨水排到植草溝中，通過植草溝中植被與土壤的過濾和滲透，既削減了雨水徑流的總量，又去除了雨水中的部分有害元素，具有控制徑流總量并提升徑流水質(zhì)的作用。另外，利用植草溝的徑流傳輸功能，將未滲透雨水匯集到下沉式綠地中，起到了承上啟下的聯(lián)結(jié)作用。植草溝既可以與其他雨水管控設施共同作用，配合完成對雨水徑流的削減、傳輸及凈化，也可作為排水溝單獨布設。在設計植草溝時，其內(nèi)種植的植物應選擇生存力強的本地草種，同時縱橫坡度應盡可能平緩，以減小徑流流速，延長徑流在植草溝內(nèi)的滯留時間。植草溝因其構造簡單、耐雨水沖刷，調(diào)控效果顯著，而成為海綿校園建設中使用頻率較高的雨水管控設施。

4.結(jié)語

海綿校園是海綿城市建設的重要組成部分，除了在高校內(nèi)部建好這塊“海綿”之外，還要與周邊社區(qū)結(jié)合起來，實施整體片區(qū)的規(guī)劃設計，使這片區(qū)域都“海綿”起來，形成一個共同發(fā)展的“大海綿體”。同時，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”與大數(shù)據(jù)時代的到來，海綿校園不單需要工程建設，也需要互聯(lián)網(wǎng)智慧檢測系統(tǒng)建設，如形成對綠色生態(tài)屋面、雨水花園、下沉式綠地等相關設施進行檢測、控制的“智慧+海綿”的大系統(tǒng)。海綿校園建設理念在實踐操作方面受地理位置及外部環(huán)境的影響較大，本文所舉措施并不一定適用于我國所有大學校園，僅在設計理念和實施思路上提供借鑒和參考。