云南大学校园雨水收集利用景观方案研究

张胜军,杨 鹏，高 玄

(云南大学建筑与规划学院，云南 昆明 650091)

1 引 言

水资源是人类赖以生存的重要资源，也是自然系统重要组成部分。加强对雨水资源的收集利用能够促进人与自然和谐发展。另一方面，雨水对水资源循环有着不可替代的作用。加快对雨水资源的收集利用，能够有效缓解我国水资源紧张的局势。高校作为社会组成的一部分，也是水资源用量比较大的地方，合理开发利用校园雨水资源，可以缓解校园供水压力、改善校园生态环境[1]。近年来，国内已有部分学校开始关注校园雨水资源的再利用，利用屋顶、透水铺地、下凹式绿地、雨水花园等措施收集雨水，这不仅可以回补地下水，也可以将雨水存储在蓄水池内解决其他景观水资源的需求问题[2]。因此，本文以云南大学呈贡校区为例，对校园雨水量进行量化分析，提出适合校园雨水收集的方案，以期为其他高校提供参考。

2 案例研究

2.1 校园概况

云南大学呈贡校区位于云南省昆明市呈贡大学城，云南大学呈贡校区规划总用地面积为2.67 km2，即4016亩(其中周边城市道路用地215亩),校区规划净用地面积为2.534 km2，即3801亩,总建筑面积为102.9万km2。现有学院楼、学生宿舍、办公楼、教学楼、图书馆等建筑物占地面积较大，屋顶一般采用较为传统的双面坡屋顶。校园中的道路有柏油路面、大理石路面和各种不同透水性的铺装路面，以及不同结构的下垫面包括半透水性的运动场和大面积的绿地等。

云南大学呈贡校区属北亚热带低纬高原山地季风气候，年平均气温约16.5 ℃，年均降雨量约1100 mm。该地根据降水量的不同可以明显地分为干、湿两季。5～10月为雨季，降水量占全年的85%左右；11月至次年4月为旱季，降水量仅占全年的15%左右。

2.2 校园现状分析

经调研分析，云南大学呈贡校区采用雨污分流排水系统。其中校区内的生活污水经过校内污水处理站进行处理，并排入泽湖进行蓄滞，最终通过绿化管网应用于校园内的绿化用水。

地面雨水收集：云南大学呈贡校区地势起伏，以云山为至高点，山体南侧地形较为平缓，北侧地形较陡，利于道路雨水收集。校区内的地面雨水收集多是沿道路敷设排水管网，最终排入城市市政管网，并未加以利用。

屋面雨水收集：屋面的雨水收集相比其他地方来说易于收集并且水质较好，杂质较少，稍加处理或不经处理即可直接用于冲洗厕所、浇灌绿地或用作水景。云南大学呈贡校区的教学楼和宿舍楼屋面都设置了雨水排放系统，这些屋面雨水也由排水管网收集，最终排入市政管网，并未加以利用，实质上是对雨水资源的浪费。

云南大学呈贡校区缺乏雨水管理与利用设施，这不仅仅是对雨水资源的浪费，也是一种对校区基地内生态环境的破坏，因而对校区内进行雨水的利用具有重要意义。

3 校园雨水收集量

3.1 雨水收集量计算

雨水的收集主要来源于屋顶、道路、绿地和广场等。对于云南大学来说绿地面积较广，渗透能力强，雨水收集量较小。相反，屋面、道路和广场的雨水径流量大，收集量较多，而且水质较好。

雨水收集量计算公式：

Q=ψ×α×β×P×A×10-3

α=汛期平均降雨量/年平均降雨量；β= 1-初期弃流雨量×年平均降雨次数/年平均降雨量；Q: 年平均可利用雨量( m3)；Ψ: 径流系数；α: 季节折减系数；β: 初期弃流系数；A: 汇水面积( m2)；P: 年平均降雨量( mm)。

根据昆明气象局的数据以及一些文献资料可知：昆明雨季即汛期为每年5～10月，期间降水量占全年降水量的87%左右，6～8月为主汛期，降水量占全年的60%左右。故取α为0.6；昆明平均年降雨量为1100 mm，根据文献参考，建筑屋面、道路、绿地和广场初期弃流量分别取2,4,1.5,3 mm，年平均降雨次数取65次，则β可分别取为 0．87,0．85,0.91,0.86;Ψ径流系数建筑屋面、道路取0.95，绿地取0.15，广场取0.90[3]。

根据公式结合昆明市实际降水情况，对云南大学校园雨水收集量进行计算。校园有效建筑屋顶(部分建筑屋顶已被利用)可收集的年平均雨水资源量为Q1= 0.95×0.6×0.87×1.1×139250= 75959.4825 m3，绿地可收集的年平均雨水资源量为Q2= 0.15×0.6×0.91×1.1×1250000= 112612.5 m3，道路可收集的年平均雨水资源量为Q3= 0.95×0.6×0.85×1.1×124000= 66085.8 m3,广场可收集的年平均雨水资源量为Q4=0.90×0.6×0.86×1.1×55000= 28096.2 m3，因此，云南大学呈贡校区可收集的年平均雨水资源量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4=282753.982 m3(表1) 。

表1云南大学可收集平均雨水量

类型占地面积/m2净流系数初期弃流系数可收集的年平均雨水量 Q/m3建筑屋面1392500.95275959.4825绿地12500000.154112612.5道路1240000.951.566085.8广场550000.90328096.2总计282753.982

3.2 校园用水量计算

通过查阅相关文献、阅读有关资料并结合实际情况可知，校园雨水收集主要用于绿地浇灌、景观用水以及其他方面用水。根据云南大学校园的现状主要针对绿地浇灌的用水情况进行估算.

绿地浇灌: 云南大学呈贡校区绿化面积较大约为125万m2，浇灌需水量较大，按照国家相关法律法规并结合昆明市呈贡区的实际降水量来计算，每年按浇灌150 d，每次每平方米大约用水量为1.6 L，绿地浇灌需水量V=1.5×10-3×1250000×190 = 281250 m3。

4 对策与建议

4.1 屋面景观建设

屋面雨水收集一般采用屋顶绿化和硬质屋面直接收集两种收集方式。考虑到昆明的特殊气候条件以及校园部分屋顶已被充分利用起来，建议采用硬质屋面直接收集雨水的方式。硬质屋面雨水收集方式主要采用屋面雨水斗、排水立管、水平收集管等将雨水收集加以利用，同时可以与景观相结合，加强建筑物的外形设计，凸显校园景观风格，使之在增添美观性的同时又能充分利于雨水收集[4]。

屋顶绿化主要通过营造屋顶花园、屋顶草地、等来进行校区屋顶的建设。通过建设花园式的屋顶可以美化校园环境，净化空气，涵养水资源，而且更有利于减少雨水流动时的污染，较少部分雨水的收集设施，从而充分有效的利用屋面雨水。

4.2 道路景观规划

针对本校园道路雨水收集主要从校园人行道、机动车道、停车场三种类型来进行收集。校园人行道雨水收集主要分为两种形式：第一种为靠近车行道的主要人行道；另一种为供行人穿梭于生态环境中的次级人行道。针对主要人行道选择铺设具有良好生态效益的透水铺装为主；次级人行道根据周围的环境在有绿地区域的场所可考虑选择石材;在有滨水栈道的区域可选择木质材料铺设木质材料[5]。

校园机动车道雨水收集。在道路路面与绿地间的路沿石上设置合适的排水口，使绿地整体高度低于路沿石，让无法下渗的积水通过排水口溜走，同时绿地与路沿石之间增设渗沟，内铺鹅卵石及一些耐干旱植物，当雨水经路沿石上的排水口和微地形汇集到渗沟中时，在一定程度上起到净化水质的作用。

校园停车场雨水收集。选择使用空隙大、多孔的透水材料可以让雨水经过透水材料渗入地下以及土壤中，同时可以进行砖与砖之间的搭配和组合，加快渗水量并且可以强化景观视觉。

绿地雨水收集。绿地作为大自然的一种天然屏障，不仅起到净化空气、美化环境的作用，而且在雨水收集利用方面起着重要的作用。在校园中设计地势绿地用来增加雨水的收集量并提高校园的景观环境。经过查阅资料实际参观部分校园发现国内的校园大部分的绿地都是设计为上凸式草坪，这种草坪可以增加校园的美观欣赏性，但是并不利于道路雨水的收集[6]。云南大学呈贡校区可以凭借自身的地势起伏优势，将道路与地势相结合，设计出独特的地势绿地景观，通过地势绿地的雨水径流，加强绿地的渗透能力，补给土壤在晴天时消耗的水分。

5 结语

本文对云南大学校园的绿地、广场、道路、屋顶的雨水收集量进行统计，分析云南大学校园进行雨水收集的可利用性。参考国内外的一些案例分析和文献结合云南大学的实际情况，提出了景观与雨水利用相结合的方案与措施，在收集雨水的同时还能避免校园的内涝问题。

“海绵校园”建设在一定程度上能够缓解校园用水紧缺的问题，实现水资源的循环再利用，同时能够使校园生态环境得到改善，提高生态系统的自净能力，构建美丽生态校园。

随着校园中不透水设施的建设，使的校园在下急雨或者暴雨时地面水不能及时排出，当积水量超过校园排水系统的承载量时，便造成了校园内涝的发生。因此，将生态蓄水与传统的灰色管渠有机的结合，在一定程度上能够缓解校园的内涝问题。