海绵城市视野下的大学校园景观改造设计研究——以嵩明职教园区为例

南月慧，赵庆玲，叶惠珠

(云南师范大学文理学院，云南 昆明 650000)

1 水环境现状

云南省嵩明职教园区位于昆明市东北、云贵高原的西端，地势由西北向东南倾斜，系云贵高原上的山岳河谷地带，属亚热带季风气候，年降雨量992 mm，年均相对湿度74.2%，年雷暴62.8d，年冰雹2.3 d[1]。5～10月份是雨季，降水较多，11月份到翌年4月份为旱季。

为保护牛栏江水质，云南嵩明职教基地控制性详细规划的要求，区域排水系统为雨污分流制，职教基地与龙宝村共建污水处理厂，污水处理厂占地55亩，日处理量为2.5万m3/d。在污水处理厂未建成之前，要求进入基地的各所学校自建中水处理站处理产生的污水。云南师范大学文理学院校园内部中水处理站一所，产生的废水经隔油池、化粪池、自建污水处理站处理后进行回用，处理规模为1300 m3设中水官网，用于校园内部绿化洒水、道路洒水及冲厕用水。云南师范大学文理学院的给水系统从文林路市政供水管网接入，接入管管径均为DN200。排水采用污水和雨水分流制，雨水经管道收集后排入北侧市政雨水管网。

2 供水不足问题突出

嵩明县职教园区水厂占地1.51亩，设计供水能力20000 m3/d,供水水源为八家村水库，现在八家村的水库P=95%年供水量365m3，目前杨林片区的供水情况根据报告，2020年P=95%年供水量2977.1万m3，缺水6399.9万m3，缺水率68%。至2030年，P=95%年供水量2977.1万m3，缺水7394.7万m3，缺水率71.3%。金山水厂尚未建好，随着杨林片区经济的发展，与职教园区相邻的工业园区发展迅速，该水厂已经不能满足片区用水需求，水资源供需矛盾日渐凸显，经常因为水库干竭，导致职教园区供水严重不足。

杨林职教园区师生众多，职教园区供水的水源保障不足，水资源较为匮乏。特别是位于供水主管末端的云南师范大学文理学院，每年旱季，每日进水量较小水资源不足问题突出，导致学生宿舍断断续续停水，严重影响师生生活，教学楼、宿舍楼、图书馆等重要教学建筑内部厕所没水冲洗，严重影响校园环境。

校园内下降至地面和屋顶的自然雨水，没有得到合理的回收和利用，经排水管网直接进入排水系统，校园内自然绿地的蓄水能力较弱，地势较高，排水速度快，涵养水的能力差。校园内缺少景观蓄水池、湖泊等自然排放地。虽然校园绿化面积较大，但是大多数绿地因为地势较高等问题，且并未设计系统的低影响储水设施，对校区最直接的影响就是雨水降落快，排的快，雨水直接进入排水系统，暴雨期给雨水排水系统造成压力，枯水期又对校园供水增加了负担。

3 海绵城市技术措施在大学校园中的运用

海绵城市的理念和技术方法，近年来在国内外得到了广泛的利用，选择切实有效的海绵城市建设措施、不仅可以提高水的利用效率，增加水生态和水环境的有利运转[2]，对城市防涝、节水也有至关重要的作用。

在国际上，海绵城市的技术运用在大学校园景观设计中的案例较多较为成熟[3]，例如宾夕法尼亚大学运用屋顶绿化和透水地面、雨水花园等方法展开校园景观和校园海绵体设计，通过校园中的休海克绿地景观系统，将场地内的95%的雨水收集[3]，运用于灌溉等工程。塞勒姆州立大学运用湿地走廊，将校园内的雨水径流全部汇集，促使雨水的管理和土壤的修复[4]很好地整合在一起。国内案例中，北京交通大学通过设计雨水花园、屋顶花园、道路透水铺装、智慧监测系统等方法构建了完整的校园海绵体。海绵城市的理念和措施在清华大学[5]、深圳大学的校园建设中也得到了良好的应用。

海绵城市所倡导的低影响开发技术，按照功能可以分为“渗、滞、蓄、净、用、排”几种类型[4]。综合运用各项技术，可以实现雨水资源化利用的目标。主要的措施有绿化屋顶、透水材料，下沉绿地、渗透塘、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、植草沟等，低影响开发单项设施也具有多个功能，如生物滞留设施不仅能渗透补充地下水，还可以消减峰值流量，净化雨水。综合利用各项技术，在提升校园景观的同时，满足校园海绵体设计，达到节水、省水、蓄水、综合利用水资源的目的。

4 嵩明职教园区海绵体改造建设

嵩明职教园区水资源不足问题严重，结合海绵城市相关理念，合理的实施雨水收集和再利用措施，不仅有利于植被的保护、地面的保洁、灌溉工程，还有利于智能化的利用，可有效地缓解水资源不足的问题。在构建校园海绵体的同时，要完善雨水和污水分流制，增加污水管网覆盖率。初期雨水和污水中含有的污染物较多，对水的处理要求较高，而中后期雨水纯净度较高，可以用于直接灌溉、冲厕和景观用水。做好雨水污水分流，初期雨水和中后期雨水分流，可以提升对雨水的处理效率，改善校园广场、绿地景观。在避免大拆大建的基础上，处理好景观绿地、广场和排水的关系，留住水的同时，也为校园建设优良的水环境、景观广场环境。

4.1 建设立体的海绵校园

海绵校园的建设，不仅仅只需要考虑地表排水蓄水和地下排水净水，还应该从屋顶绿化、绿植墙面等方面考虑将海绵立体化、生态化、景观化。回收的雨水可以提高校园的总体湿润度，改善校园人居环境。建设技术措施，可从屋顶绿化、立体绿化等方面考虑(图1)。

图1 道路改造前后对比和构造示意

屋顶绿化方面，目前校园建筑中采用绿化屋顶较少，屋顶排水多用平屋顶，檐沟或管道内排水等方式，将雨水直接排入城市地下管网系统。统一排进污水处理厂，对雨水的利用方式较少，利用效率较低，应该改为采取积极主动的利用雨水的方式，将屋顶绿化作为改造的重点之一(图2)。

图2 屋顶改造前后对比和构造示意

在校园内部的大部分建筑，均为多层，建筑层数高，部分建筑的屋顶可以作为室外活动空间和景观空间，但是由于屋顶设计简陋，没有良好的景观和绿化，导致屋顶的使用频率并不高，增加屋顶绿化设施不仅能增加屋顶对自然降落的雨水的涵养，更能增加屋顶景观环境，使屋顶的使用效率和频率增加，对于校园景观设计在三维空间上开展是重要的补充。屋顶绿化可以采用灌木和乔木相互结合的多层次绿化，灌木绿色屋顶一般根基深度不大于150 mm，乔木绿色屋顶的基质深度在600 mm左右。根据屋顶的使用状况和使用频率，选择绿化的种类和层次。形成良好的景观，为校园增加色彩。

立体绿化在嵩明职教园区使用较少，大部分校园内部建筑，均使用硬质瓷砖墙面或抹灰墙面，墙面的设计感统一单调，缺少生气。结合我国立体绿化优秀校园案例，中国美术学院象山校区中的施工方案和技巧，可采用拉毛混凝土、透水贴面和攀爬植物相结合的方法展开立体绿化设计，不仅能有效的涵养雨水，还能为校园中的景观增添特色，不失为一种良好的涵养雨水和改善校园微气候的有效措施(图3)。

图3 立体绿化改造前后对比示意

4.2 建设透水校园

透水铺装改善校园道路的水问题，校园内没有使用透水铺装，现阶段，职教园区采用的硬质路面和铺装并未考虑海绵校园的透水要求。校园内部一级道路(车行道)采用沥青路面的马路，透水性差，并且，路沿石把道路和周边的草地分割开，大部分水顺着路面排水孔排水地下管网。

校园内部广场铺装材料采用混凝土板，6 m×6 m大块的混凝土板不透水，也是靠便捷的排水系统，将广场雨水快速排入地下管网系统。改进措施考虑将部分广场铺装用地变成透水材料，不仅能增加广场的吸水率，而且增加广场的美观性。

停车场采用水泥地硬化，透水性差，建议停车场等使用频率不太高的空间，采用透水砖和空心透草砖铺装(图4)。

图4 道路改造前后对比示意

并且在道路、广场、停车场周边建设植草沟。植草沟作为有植被的地表沟渠，在收集、输送和排放径流雨水中，可对雨水起到一定的净化作用。其断面形式可以采用抛物线形、三角形或梯形。植草沟的坡度一般控制在1∶3，纵坡不宜大于4%。植草沟同时具有生物滞留、湿塘等功能，并且可以和雨水管渠合用，在场地竖向设计允许的情况下可代替雨水管渠。且植草沟本身的维护费用较低，易于形成良好的景观(图5)。

图5 道路广场停车场旁植草沟示意

4.3 雨水储备和景观水景设计

现阶段，嵩明职教园区的景观设计较为粗犷，以大片绿地和林地为主，而且，绿地的地势较高，形成坡，绿地内部的雨水迅速的排入周边的雨水管网中，绿地的含水和储水性差。很多校园缺乏蓄水池等设施，云南工商学院修建3座蓄水池和进行了供水改造工程，基本能满足高峰时期学生用水，但是水景设计单一。云南师范大学商学院设计有一个蓄水池，基本满足雨水蓄水要求，其他院校蓄水设施较少，很难满足校园景观中对水的要求，也很难满足校园中海绵设计的蓄水要求。鉴于此情况，参考海绵城市LID技术，提出以下解决方案。

将地势较高的绿地，改成成下沉绿地，绿地周边设计植草沟。下沉式绿地的下凹深度在100～200 mm，并且在下沉式绿地内设计溢流口(如雨水口)，保证在暴雨时期，径流的溢流和排放，溢流口的顶部一般高于绿地50～100 mm。下沉式绿地建设费用和维护费用较低，成为低，并且可以对雨水中的污染物如COD/NH4-N/TP有效的起到40%～50%的消减作用。较适合海绵校园的设计。

结合景观设计蓄水池和调节塘。蓄水池局域雨水的集蓄等功能，同时可以消减峰值流浪，根据不同的材料，蓄水池可以划分为钢筋混凝土蓄水池、砖石砌筑蓄水池和塑料蓄水模块拼装式蓄水池。如果校园内用地紧张，也可以采用地下封闭式蓄水池。蓄水池雨水管渠较为容易接入，储存水量大，雨水可回用于绿化灌溉、冲洗路面和车辆等。

5 结语

嵩明职教园区景观设计单一，大片的绿地、硬质广场、树林组成了校园景观的主要部分，粗狂而缺乏细腻，校园内部缺少水景、雕塑、景观小品建筑等景观元素。校园景观和丰富多彩的校园文化不相称。职教园区缺水问题严重，旱季雨水不足，水库水量无法给校园提供足够的用水，严重影响职教园区内师生的生活。为了增加校园景观的多样性和趣味性，同时解决校园缺水的问题，结合海绵城市的设计理念[6]及措施和校园现有的景观，提出以上改造景观的若干建设性建议和意见。通过屋顶绿化、下沉绿地、景观蓄水池等改造建议，在解决校园供水不足问题的同时，也大大改善了校园景观质量。