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海绵城市理念下生态校园建设探究

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《重庆工商大学学报》2016年第4期

摘要:

生态校园建设的提出,是在微观层面上对海绵城市理论进行的积极探索,通过运用生态适应、低影响开发、弹性设计的建设原则,具体探析实现校园场地如海绵似对雨水进行调蓄管理的“海绵”设施的设计方法,从而实现校园区域内雨洪的自然积存、渗透与净化,有效改善校园及其周边的水生态和水环境。

关键词:

海绵城市;生态适应;低影响开发(LID);弹性设计;雨洪管理

20世纪以来,随着工程技术的不断发展,灰色基础设施的大量建设导致城市水文条件发生巨大变化,一方面导致人类面临水资源的短缺而得不到有效补充,另一方面雨水资源以其处理成本经济、方法简单等优点,作为一种新的可利用水资源却得不到合理的利用,而成为城市洪涝灾害的主要诱因。因此,世界各国相继提出了“低影响开发”、“水敏感性规划设计”及“弹性城市”等先进的雨洪管理理念[1]。在此基础上演化而成的海绵城市理念对雨水资源的合理利用有重要意义。在校园景观规划建设中,要从生态的角度出发,利用雨水资源作为校园景观规划建设的补充用水完全契合生态校园的建设思路,既能达到节约成本、开源节流的经济效益,又能促进校园自然环境的生态循环,实现人与自然的和谐共处的可持续发展态势。

1海绵城市理念

海绵是一种多孔弹性材料,具有良好的吸附能力。行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻事物的某种吸附功能,如城市对人口的吸附现象、大地的雨涝调蓄能力等[2-3]。由此含义演化而来的海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式[4-5]。海绵城市的核心思想是让每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能[6]。因此,将大地视为“海绵”,将雨水就地资源化,而使得地表(大地)如海绵一般,重新获得自然的呼吸和自我的循环。校园作为海绵城市的微观层面,是具体落实海绵城市区域或局域的集水单元,通过对这一尺度对应的一系列“海绵”设施的探索设计,结合弹性景观设计方法,实现校园区域内雨洪的自然积存、自然渗透、自然净化,维持或恢复校园自然水文功能,发挥校园在改善周边水生态和水环境应有的生态功能。

2生态校园建设原则

(1)生态适应原则。生命发展与自然环境之间存在着生态适应关系。在生态校园建设的过程中,应该极大的尊重自然,遵循自然法则,将自然途径与人工措施相结合,在确保校园生态安全格局的前提下,进行科学合理的布局安排。

(2)低影响开发原则。建立尊重自然、顺应自然的低影响开发模式,尽量减少校园内不透水地面面积,连通地表水与地下水,加长径流流动的通道,延长汇流时间,利用土壤覆盖物和植物群落的作用对径流进行过滤并促使其下渗[7-9],保护和再生自然景观,最大限度的减少抗渗性影响,使校园区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态。

(3)弹性设计原则。弹性设计的核心思想是可持续发展。在生态校园的建设过程中,对未来发展的不可预测大胆地预设前瞻性的认识和考虑,以满足未来发展变化和发展趋势。动态地适应生态校园建设不断发展变化的需求,以及能够对校园形成的多样性和复杂性做出一定程度的反映,使校园未来的发展变化涵盖在弹性设计的动态范围之内。营造一个集环境、生态、经济、文化、艺术乃至精神和谐发展的综合性的校园生态体系。

3生态校园的“海绵”设施

在校园规划区范围之内严格实施蓝线和绿线控制[6]。同时,在校园建设过程中,减少对场地的开发,将建筑、绿地、道路等配套设施以及水体“海绵”化,共同组成生态校园的“大地海绵系统”,实现开发前后区域水文特征的稳定,实现人与自然和谐并存和可持续发展。

3.1绿色园林建筑

校园建设中建筑物占据了大部分的场地。因此,在生态校园的建设过程中,提倡将建筑纳入生态“海绵”设施设计,通过垂直的绿色园林建筑改造[6],减少对校园场地内的湿地、水体等具有天然蓄水功能的生态区域过度开发造成破坏;在保证相同的建筑使用面积的基础上,多建设高层建筑,减少建筑的占地面积,减少铺装不透水表面;利用屋面绿色植物,充分收集雨水,实现中水回用,显著减少地表水径流量,并且通过绿色植物实现对二氧化碳的固定,有效减少校园碳排放。如深圳万科中心(图1)在设计中广泛采用绿色屋顶、渗透铺装、人工湿地、雨水花园等低影响开发措施,污水及建筑屋面部分的雨水100%收集,通过中水系统及多个人工湿地处理后用作景观水的补充、植物浇灌等,雨水收集利用率达到50%,雨水径流控制率达到90%[10]。上海世博较多场馆(图2)采用了以种植槽为主的墙体绿化,综合服务中心“空中花园”下的休闲场馆屋顶上铺设碎石粒,可以将屋顶的积水通过石粒带入地面。这样不仅能减低噪音,并在心理上减噪;还能进行生态保护,如调节温度与湿度、涵养水源、减少辐射等[11]。

3.2绿色透水道路

道路在场地中起着重要的串联作用,同时也是景观的重要组成部分。校园道路具有路网密度大、步行系统发达等特点[12]。结合生态校园建设原则,铺设透水性强的绿色道路,协调道路红线内地形设计及空间布局,利用不同等级道路的绿化带、车行道、人行道和停车场建设雨水滞留渗透设施,提高透水性地面覆盖比例,实现道路低影响开发控制目标[6]。道路的布局应适应场地的自然地形,尽可能平行于等高线布置,缩短路网总长度、减少道路宽度,避免破坏场地的自然排水路径。如深圳光明区“九纵八横”绿色道路,90余km三级绿道贯通成型,道路按绿色道路标准设计,采用透气砖、可再生沥青路面等透水材料,不仅能够维持水土平衡、区域水文特征稳定,还能消除“热岛效应”,维护生态平衡(图3)。

3.3绿地

绿地是校园师生户外活动的重要公共空间,同时也是雨水渗透的最佳透水面,可有效地控制雨水径流量、实现对雨水的回收再利用。根据绿地下渗速度、滞留的雨水容量、雨量以及径流速度等数据的科学分析和计算,应用填挖方就地平衡原理,设计下凹式绿地(图4)、雨水花园等景观,沿着绿地四周布置雨水进水口,收集校园的雨水径流,使其经过沉淀和过滤后进入绿地系统核心区;针对大面积的易涝区,可设计暴雨湿地花园实现控制雨水峰值流量、削弱污染的双重目标[13]。采用多样化微地形空间组合,采取与雕塑、水景、座椅、亭台、堆石等结合的方式,改变下沉式绿地景观形式单一。如哈尔滨群力雨洪公园(图5)沿场地四周创造出一系列高低不一的土丘和深浅不一的水坑,形成一条蓝绿相间的“海绵”带,收集雨水,使其经过滤、沉淀和净化后进入核心区的生态湿地[14]。

3.4水体

水是校园景观重要的设计要素之一。校园水体景观设置必须在维护场地原有的水文平衡的同时兼具良好的景观和休闲价值。水景观的规划设计可以与场地的雨水管理联系起来,建设景观水体多功能调蓄池,以调蓄暴雨峰流量为核心,把控制洪涝、雨水调蓄利用与景观建设生态友好地结合,合理利用场地及场地周边雨水资源,作为景观水补充水源,建设人工硬质建设,利用自然做工,使水体与自然环境融为一体,形成可持续发展的景观格局。如天津工业大学新校区人工湖(图6),雨季湖泊补充水采用经过下凹式绿地、暴雨湿地处理后的雨水,其他季节利用教学区绿色建筑收集的雨水[9]。

4结语

通过对校园的建筑、道路、绿地、水体的“海绵化”改造,设计绿色园林建筑、绿色透水道路、下凹式绿地、景观水体多功能调蓄池等,形成校园大地海绵系统,实现校园域内水文条件的稳定,雨洪的自然积存、渗透与净化,有效改善校园及其周边的水生态和水环境。“十八大”将生态文明建设提升到“五位一体”的战略高度,“十八届三中全会”重点提出加快建立生态文明制度[15]。当前,社会主义生态文明建设进入了攻坚克难阶段,国家财政部、建设部、水利部等部委联合在厦门、武汉等16个城市试点海绵城市建设,国务院办公厅全面部署推进海绵城市建设工作。校园作为教书育人,为社会培育人才的重要场所,理所应当在生态文明建设方面发挥思想引领、科技支撑和典型示范的社会功能。校园建设在维护自身发展需求的同时,既是实现对生态环境保护的“双赢”,又是对“海绵城市”理论认识的有效补充和有益探索,从而真正实现生态校园建设的可持续发展。

参考文献:

[1]杨阳,林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑,2015(3):59-64

[2]俞孔坚,李迪华,袁弘.“海绵城市”理论与实践[J].城市规划,2015,39(6):26-36

[3]俞孔坚.“海绵”的哲学[J].景观设计学,2015,14(2):4-9

[4]国办发.国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见[Z].2015

[5]住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建(试行)[S].2014

[6]仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].中国勘察设计,2015(7):30-41

[9]李园芳,刘志强,允爽.低影响开发雨水概念在绿色校园中的运用[J].价值工程,2011,28(10):168

[10]王建龙,车伍.低影响开发与绿色建筑[J].中国给水排水,2011,27(20):17-20

[11]田静.观赏植物的应用与发展[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2005,22(3):241-245

[12]高莹.基于LID雨水管理的大学校园景观设计[C]∥第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集,2014

[13]苏义敏,王思思,车伍.基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计[J].南方建筑,2014(3):39-43

[14]俞孔坚.海绵城市的三大关键策略:消纳、减速与适应[J].南方建筑,2015(3):4-7

[15]张敏,李勇.生态文明建设的多水平发展模型研究[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2015,32(9):87-92

作者:叶露莹 吴东 薛秋华 单位:福建农林大学园林学院 福建农林大学材料工程学院

重庆工商大学学报责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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