基于海绵城市理念的图书馆景观规划设计研究

王菲

（国家图书馆）

1 图书馆海绵化规划背景

国家图书馆自2011年以来，历经多年不同区域的施工改造，总馆景观绿化一直处于荒废状态，各个景观庭院、广场、草坪等没有整体规划设计。改造后的广场只是简单恢复成草坪。其中7个内部庭院自87年建馆以来也未经维护修整，装饰石材多处开裂，内部杂草丛生，局部裸露黄土，临时用的水泥地面仍然保留等问题突显。与此同时，总馆南区雨水系统保留了建馆初期的雨水方沟系统，汇集雨水排至南长河内。各个建筑物的雨水以外排水至地面散排为主，周围建筑的大量雨水散排至庭院内，但是院内仅在庭院门口处设置一个雨水口，降雨量大时无法顺利排出。造成管沟低点处，持续积水，严重影响到我馆地下库房及设备房间的安全。

由于近年来国家图书馆快速发展，各项基础设施升级改造等，忽略了景观绿化建设。随之也带来了地形地貌与绿地植被的破坏，大量基础设施改变了原有庭院、馆区道路下垫面条件，增加了灰色硬化等。这些变化导致馆区雨水调蓄能力降低，地面沉降带来积水等的困局。为了营造更好的景观氛围，优化景观空间，增加馆区景观亮点，提高馆区内的绿化覆盖率及环境景观效益，总馆景观绿化需要结合庭院绿地海绵化规划研究。统筹协调馆区雨水系统与园林景观的关系，完善雨水系统，修复景观环境。建设顺畅的雨水排水系统，解决庭院的积水问题，消除夏季汛期地下库房及典籍善本书库的安全隐患。

2 海绵城市和景观规划设计的关系

《海绵城市建设技术指南》中指出：海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用[1]。海绵城市理念是指导图书馆景观规划设计的重要原则，将景观规划设计与海绵城市相结合，重新整合景观规划设计的方法策略，推动景观打造和馆区雨水系统功能性的改善。

“海绵”即是以景观为载体的水生态基础设施[2]。海绵城市理念下图书馆的景观改造设计，不能仅仅依托工程措施改变场地内的原本平衡的生态环境，应将传统景观设计手法与雨水径流管理相结合，通过收集利用雨水、渗透补充地下水、综合利用雨水的方法，将馆区的设计和生态环境结合起来。在不破坏自然环境的前提下，代替部分灰色基础设施，既能解决馆区内的雨水排水问题，又能够营造优美舒适的景观空间，促进人与自然的和谐相处。同时，还能实现节能减排，水资源再利用。

利用海绵城市理念进行景观改造设计，应该因地制宜的将景观绿化与海绵设施相结合，实现雨水的下渗、传输、集蓄、储存、净化及循环利用，促进雨水的资源化利用及对生态环境的保护。改变传统城市快速排放的雨水管理模式，在图书馆的景观改造设计中，通过设置下沉式绿地、植草沟、雨水花园、蓄水池等海绵城市技术措施，增加雨水的下渗率，促进灰绿设施的结合，最大程度的发挥生态系统的自身调节能力。

3 国家图书馆雨水系统及景观现状

3.1 国家图书馆雨水系统现状及严重的内涝积水问题

国家图书馆总馆南区雨水系统始建于1987年，自北向南排放至南长河。整个系统采用雨水方沟的形式，雨水沟净宽主要为400mm/500mm/600mm，总长度约1335m。馆区内基础设施建设中不透水的灰色界面占比较大，如建筑物屋顶、不透水路面与铺装等，雨水径流在短时间内汇集至排水系统，强降雨条件下，部分低洼区域排水不畅，管道排水外灌导致了内涝积水。同时并无雨水收集利用设施，水资源浪费。国家图书馆作为北京市节能单位，每年都必须进行用水量双月考核，如今，在核发的用水指标每年缩减的情况下，水资源利用尤为重要。

2016年及2017年北京经历了两次暴雨极端天气，强降雨期间，总馆南区庭院雨水系统排水能力严重不足。由于建筑物外围绿地内土壤沉降等原因，形成内低外高，多处洼地，地势偏差较大，无法按照原有设计坡向流入雨水口内，内涝及积水问题十分严重，且地面出现多处空洞。同时地面积水无法顺利排出，大量雨水倒灌至地下管沟内，积水最深处达0.5m，直接影响到善本库珍贵典籍善本的安全。且汛期各管沟低点处持续积水，也对地下库房及设备间的安全造成严重影响。

3.2 国家图书馆馆区规划及景观绿化现状

1）馆区整体情况

国家图书馆总馆南区总建筑面积17万m2，占地面积7.0公顷，绿化面积2.3公顷，绿地率33%。场地地形较为平坦，地面标高在49.29m～52.19m之间，属永定河洪冲积扇海淀台地的南边缘，场地未发现不良现象。地质土层主要为人工填土、粘砂夹层、重中砂粘层、细砂层、砂卵石层。地下水水位埋深19.30m，标高为31.38m，地下水水质无侵蚀性。

建筑主楼为双塔形高楼，裙楼分布在主楼两侧，并形成多个内部庭院，形成楼中有园的独特景致。馆区内绿化基础良好，场地空间丰富，既有开敞的广场又有尺度宜人的庭院。20年以上的大树较多，形成了较为成熟的植物景观骨架和相对完善的生态群落体系。

但是整体景观缺乏休憩空间，阅览读者较多，举办活动较为集中的时候，读者观众等经常席地而坐，特别是少儿馆门前，没有家长等候休息场所，因此绿地经常被践踏毁坏，影响整体形象。同时植物景观凌乱，经过20余年的生长及近10年的施工，很多植物已经缺乏造型，或与现代美学理念不匹配，与整体风格不协调等问题突显。多处施工景观绿化遭到破坏，施工遗留痕迹明显，硬化区域增多，原有景观多年没有维护已经失去观赏价值。

2）景观庭院及景观花园

总馆南区独具特色的共有7个景观庭院，2个景观花园，分别是集贤园、古韵北亭、古韵南亭、静一院、澄怀院、文园、思园、银杏园和聚秀园（见图1）。

其中7个景观庭院位于建筑物中间，属于楼中园的景致。集贤园内部几乎没有植物，杂草丛生，地面水泥硬化。古韵北亭及古韵南亭内部装饰石材破损，地势低洼、积水，有部分灌木植物存活。静一院及澄怀院原施工期间硬化地面，原有植物没有留存，局部地势低洼，积水问题严重。文园及思园庭院内部造型松树保存完好，但装饰石材杂乱无章。聚秀园施工后简单恢复草坪，没有搭配绿植。银杏园古树周边现为地铁16号线施工占地，损坏严重。

原始雨水系统设计中，庭院四周建筑屋顶汇集的大量雨水，经雨落管汇流直接散排至庭院地面，再顺地势流至庭院门口唯一的雨水口内。但由于庭院外道路施工标高提升，庭院内绿地土壤沉降等原因，形成内部低洼，外部高的坡向。遇强降雨瞬时雨量较大时，无法及时排出雨水，景观庭院内形成积水，甚至雨水倒灌。夏季汛期，多次连夜放置临时污水泵排除积水，以保障地下库房及藏品书籍的安全。工作人员殚精竭虑，汛期更是不敢休息，24小时排班值守，定时巡视，以便应对突发问题。

图1 国家图书馆总馆景观庭院分布图

3）馆区道路地面及停车场

馆区内道路与停车场占地面积较大，其中多为硬质铺装的常规做法。道路分为馆区主干道环路、支路及步行小路。主路和支路由混凝土和沥青为材料。停车场有较大一部分是在沥青路面上划线而成的，基础做法和道路无差异，也不便于雨水渗透，雨天地面湿滑，雨水径流较大。道路路面和绿化带之间是用路缘石分隔开，不能相互流通地面径流，道路地表径流都要通过少量的雨水口排水。

原有的道路设计雨水顺着地势坡度排至市政管网雨水口，形式较为单一，只能满足一般降雨量的需求。强降雨条件下，雨水径流在短时间内汇集至排水系统，雨水管道满负荷，同时部分低洼区域排水不畅，地表会形成大量积水，甚至导致内涝。

4 以海绵城市理念为指导的国家图书馆景观规划设计策略

4.1 规划设计思路

国家图书馆是由14栋建筑组成的多栋建筑群，以阅览室、书库及办公建筑为主。这些建筑的屋顶总面积较大，馆区道路为硬化铺装，由此可见将产生大量的雨水径流。控制雨水径流的措施主要是减少雨水径流与雨水回收利用。减少雨水径流可以利用绿色屋顶、下沉广场、雨水花园等措施。而雨水回收利用可以采用雨落管收集罐、湿塘调蓄水池等方式综合利用，将海绵城市理念的低影响开发设施构建完整的雨水与景观生态系统。

4.2 国家图书馆场地概况分析

国家图书馆绿地率33%，但是绿化景观不足，没有整体规划。可供读者休息的地方少，大部分绿地无地形，没有的整体布局，绿地结构不良，影响了馆区整体的美观，失去了公共空间的价值。屋顶为SBS改性沥青卷材防水层，雨落管建筑外排水，无敷设收集管线，不能将雨水汇集到绿化当中循环使用。

馆区内道路路缘石及绿地均高于车行地面，地面径流无法回流到绿地，容易造成路面积水。雨水主要依靠车行主路雨水管网排水，地面径流主要以弃流的方式处理，浪费了雨水资源，给市政管网造成了压力，在旱季时不能很好地供给景观灌溉用水。

国家图书馆的景观规划设计，应该根据海绵城市建设的目标，协调馆区内绿化和硬地的比例，协调各种景观设施之间的关系，减少硬地铺装，增加绿化面积，捋顺地势高差，促进雨水的渗透与排放，解决积水问题。对馆区整体的景观系统进行协调规划，既能提升景观又能促进雨水的循环利用。

4.3 国家图书馆景观规划设计目标

4.3.1 解决雨水内涝积水问题

通过对馆区硬质地面道路及绿化进行改造，解决雨水不能及时下渗、造成路面、庭院积水等问题，同时补充地下水资源，避免浪费珍贵的雨水资源。利用海绵城市的设计方法，提高雨水下渗率，净化、存储雨水，减少地表径流带来的面源污染，促进雨水的循环利用。

4.3.2 营造良好的景观效果

通过景观规划，整治枯萎绿地，结合特色小品及展陈等，给读者提供休闲的场所。利用海绵城市的理念，与雨水利用结合起来，不仅解决馆区的雨水问题，也是景观艺术设计及优美景观建设的创新，打造丰富的景观层次，使观赏性和生态性结合。

4.3.3 海绵城市绿色建设文化宣传

海绵城市建设对于大众而言还是陌生的概念。在进行海绵城市建设的过程中，要向读者宣传节约用水和环境保护的意识，让读者参与到景观设计的过程中，增强读者的节水意识，共同保护珍贵的水资源。

国家图书馆作为全民阅读的重要基地，要在宣传、普及水生态保护与可持续发展中起到积极作用。馆区的海绵化建设结合了绿色生态与雨水管理的建设，为读者和员工提供一处集游憩、休闲、观光的空间。

4.3.4 内部庭院景观及湿塘规划设计

国家图书馆作为拥有百余年的历史内涵，丰富的馆藏资源，在景观设计规划中，要完美的诠释出文化底蕴，并与原有总馆南区的建筑风格遥相呼应。国家图书馆馆藏书籍3119万册，其中古籍善本有200余万册，多数珍贵典籍均在地下室收藏。而内部庭院多为地下室的上方，在景观规划设计中，结合海绵城市的理念，在强降雨期间快速有效排除地面积水，避免大量雨水倒灌至地下管沟及地下善本库，最大限度降低安全隐患，保障所有设备及馆藏的安全，是首要解决的重要问题。庭院景观设计与建筑布局充分尊重自然地貌，保护场地内原有植被、水塘等。

1）集贤园

集贤园位于J栋行政办公楼南侧，整个场地现状狭长并较为平整，空间变化少，其下方连通G栋地下书库，四周是建筑物，承载着J栋建筑坡屋顶雨水及G栋屋顶建筑外排雨水管的排水压力。同时庭院自身也需要承担部分的排水量。强降雨期间，地面径流较大，需要通畅的排水。

考虑到地下库房书籍藏品的安全，本庭院以解决雨水排水问题为主。在平面方案布置中，梳理雨水系统，新做1.5m的建筑散水空间，针对雨水管的位置砌筑雨水口，敷设雨水管道，有效排除屋顶雨水压力，保障排水畅通。

对于场地内自身承担的降雨量，采取绿地吸纳雨水措施。原有庭院中间为硬质石材铺装，即使有少量绿地，里面土壤石块也较多，不利于绿植生长及雨水保存。通过拆除石材铺装、回填种植土、铺设砂砾层等措施，大大增加了绿化面积，使降雨能够在土层保存不至于快速流失。同时开辟出多种通过空间可能性，运用条形种植与铺装的相互穿插变化形成各样空间，产生丰富的种植空间变化及功能性空间变化，打造立面视觉效果。同时场地留出隐形消防通道保证消防功能。

2）古韵北亭及古韵南亭

古韵北亭及古韵南亭位于建筑群B栋、C栋、D栋及G栋中间，是典籍博物馆大厅观赏的主要景观空间，不论是重大活动还是参观阅览，此处都是集中展示国家图书馆形象的重要位置。与此同时，两个内庭院的地下空间构成复杂，水暖综合管沟、人防通道及善本库房等交错纵横，给海绵化景观规划带来一定的局限性。既要保障顺畅排水不内涝，还有结合海绵化措施，降低地面径流，实现雨水下渗及利用。

类似集贤园，也考虑到地下库房书籍藏品的安全，庭院以解决雨水排水问题为主。在平面方案布置中，梳理雨水系统，同样采取新做1.5m的建筑散水空间，修复原有雨水管的位置的集水池。由于该庭院内雨水量主要来源于屋面雨水立管，可在立管底部加装集雨樽设施，增加院内雨水滞留容量，有效缓解排屋面雨水的压力，保障排水畅通。

可充分利用原有的地面水景池，作为调蓄的湿塘，进行雨水收集滞留。将屋面立管改造后，进入雨水沉沙过滤井，相对干净的雨水进入水景池，在池顶侧壁设置溢流管。雨季时，屋面雨水先流入水景池，小雨基本无需外排，大雨时滞留池存满后，雨水通过溢流管排到院外市政雨水管线。这样可以缓解屋面雨水排放的速度，减少管网压力，降低积水风险。同时，收集的雨水也可以处理回用，起到节约用水的目的。

3）文园和思园

文园和思园位于H栋、F栋建筑中间，处于馆区西侧空间，人员流动性较小，面积也是7个庭院中最小的两个。场地属于微型迷你空间，原貌有散落的景观石及现状树。鉴于空间小，庭院地势较好，无积水及内涝的遗留问题。该庭院基本保持原貌，种植树木不变，重新排布太湖石造景。庭院景观提升时，在院落四周散水地面设置下沉式绿地，绿地下面设置雨水收集暗渠；此方法能有效滞留雨水，同时兼顾地面景观的美化程度。

4）聚秀园雨水花园规划设计

聚秀园位于总馆南区和总馆北区之间，是人流最多、面积最大的区域，同时也是展现图书馆的第一道风景线。该地段场地十分开阔，可塑性较强，同时地下除水暖电等直埋管线和一条人防通道外，无其他地下构筑物，十分适合打造雨水花园，通过下渗、滞留、收集等方式，实现海绵化设计。

聚秀园位于空旷场地中间，向阳及观赏条件极佳，距离建筑物3m以外的地方，蓄水滞留等不会对建筑地基造成损坏。周围有总馆南区与总馆北区的雨水排水管网汇流，能成为与雨水系统基础设施耦合的关键性对接节点，较为便捷的实现与地下排水管道共同发挥雨水集蓄、净化、排放的作用。

5）银杏园下沉广场规划设计

图书馆景观规划宜优先依据场地高程与坡度变化，利于海绵城市低影响开发设施发挥最佳功能。银杏园位于整个馆区东南角，是雨水汇集的总出口，地势最低的位置，十分适合构建下沉广场及绿地。银杏园现状正是低于周围道路路面标高，属于汇水面的低地势处，可以承接路面雨水的自然漫流。规划设计主要对周边建筑、道路、广场等不透水地面所产生的雨水径流进行收集、渗透、净化，其具有较大的应用范围。

建设时保留下沉广场现有竖向结构及现状置石，在原有场地基础上增加步道及休息设施，满足读者休息、读书的需求。同时梳理现状植被，增加下层开花灌木的配置。

6）综合楼绿色屋顶规划设计

综合楼位于总馆北侧，是一座集办公、会议、培训、食堂为一体的建筑。在建设之初便考虑了绿色屋顶的设想，环绕综合楼6层外围一圈建设了景观绿化设施，内部结合点缀庭院，增大了雨水下渗利用率。将屋顶绿化和雨水收集回用结合在一起，更能充分发挥作用。绿色屋顶作为城市立体绿化的一部分，不仅具有美化馆容、改善空气质量、减少热岛效应、楼宇隔热等作用，对于雨水吸纳、径流阻滞等雨水管理也具有良好的效果。

4.3.5 道路规划设计

馆区大部分道路目前使用完好，全部开挖更换透水沥青或透水铺装存在不可操作性，难以实现。然而可以通过改变路缘石形状的方式，使道路雨水排入绿地，从而减少路面积水，加大雨水利用率。

馆区道路中车行道与绿地之间是通过路缘石隔开，路缘石和绿化带均高出路面10cm～20cm。而雨水口设置在机动车道上，主要功能是汇集路面雨水。暴雨来临时容易造成路面积水甚至内涝。在规划设计中可以充分利用道路两侧绿地消纳周边雨水径流。将立缘石打孔或凿出豁口，使雨水顺利流入道旁的绿地，与规划的植草沟、雨水花园、湿塘调蓄池等设施联系在一起。

5 结语

围绕国家图书馆的海绵城市理念与景观规划设计，深度探析了图书馆景观规划的原则、目标、主要措施与内容，提出了海绵城市理念导向下的馆园景观设计策略。