海綿城市理念下生態(tài)校園建設(shè)探究范文

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《重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)》2016年第4期

摘要:

生態(tài)校園建設(shè)的提出，是在微觀(guān)層面上對(duì)海綿城市理論進(jìn)行的積極探索，通過(guò)運(yùn)用生態(tài)適應(yīng)、低影響開(kāi)發(fā)、彈性設(shè)計(jì)的建設(shè)原則，具體探析實(shí)現(xiàn)校園場(chǎng)地如海綿似對(duì)雨水進(jìn)行調(diào)蓄管理的“海綿”設(shè)施的設(shè)計(jì)方法，從而實(shí)現(xiàn)校園區(qū)域內(nèi)雨洪的自然積存、滲透與凈化，有效改善校園及其周邊的水生態(tài)和水環(huán)境。

關(guān)鍵詞:

海綿城市;生態(tài)適應(yīng);低影響開(kāi)發(fā)(LID);彈性設(shè)計(jì);雨洪管理

20世紀(jì)以來(lái)，隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，灰色基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè)導(dǎo)致城市水文條件發(fā)生巨大變化，一方面導(dǎo)致人類(lèi)面臨水資源的短缺而得不到有效補(bǔ)充，另一方面雨水資源以其處理成本經(jīng)濟(jì)、方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，作為一種新的可利用水資源卻得不到合理的利用，而成為城市洪澇災(zāi)害的主要誘因。因此，世界各國(guó)相繼提出了“低影響開(kāi)發(fā)”、“水敏感性規(guī)劃設(shè)計(jì)”及“彈性城市”等先進(jìn)的雨洪管理理念［1］。在此基礎(chǔ)上演化而成的海綿城市理念對(duì)雨水資源的合理利用有重要意義。在校園景觀(guān)規(guī)劃建設(shè)中，要從生態(tài)的角度出發(fā)，利用雨水資源作為校園景觀(guān)規(guī)劃建設(shè)的補(bǔ)充用水完全契合生態(tài)校園的建設(shè)思路，既能達(dá)到節(jié)約成本、開(kāi)源節(jié)流的經(jīng)濟(jì)效益，又能促進(jìn)校園自然環(huán)境的生態(tài)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處的可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

1海綿城市理念

海綿是一種多孔彈性材料，具有良好的吸附能力。行業(yè)內(nèi)和學(xué)術(shù)界習(xí)慣用“海綿”來(lái)比喻事物的某種吸附功能，如城市對(duì)人口的吸附現(xiàn)象、大地的雨澇調(diào)蓄能力等［2-3］。由此含義演化而來(lái)的海綿城市是指通過(guò)加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式［4-5］。海綿城市的核心思想是讓每一寸土地都具備一定的雨洪調(diào)蓄、水源涵養(yǎng)、雨污凈化等功能［6］。因此，將大地視為“海綿”，將雨水就地資源化，而使得地表(大地)如海綿一般，重新獲得自然的呼吸和自我的循環(huán)。校園作為海綿城市的微觀(guān)層面，是具體落實(shí)海綿城市區(qū)域或局域的集水單元，通過(guò)對(duì)這一尺度對(duì)應(yīng)的一系列“海綿”設(shè)施的探索設(shè)計(jì)，結(jié)合彈性景觀(guān)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)校園區(qū)域內(nèi)雨洪的自然積存、自然滲透、自然凈化，維持或恢復(fù)校園自然水文功能，發(fā)揮校園在改善周邊水生態(tài)和水環(huán)境應(yīng)有的生態(tài)功能。

2生態(tài)校園建設(shè)原則

(1)生態(tài)適應(yīng)原則。生命發(fā)展與自然環(huán)境之間存在著生態(tài)適應(yīng)關(guān)系。在生態(tài)校園建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)該極大的尊重自然，遵循自然法則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保校園生態(tài)安全格局的前提下，進(jìn)行科學(xué)合理的布局安排。

(2)低影響開(kāi)發(fā)原則。建立尊重自然、順應(yīng)自然的低影響開(kāi)發(fā)模式，盡量減少校園內(nèi)不透水地面面積，連通地表水與地下水，加長(zhǎng)徑流流動(dòng)的通道，延長(zhǎng)匯流時(shí)間，利用土壤覆蓋物和植物群落的作用對(duì)徑流進(jìn)行過(guò)濾并促使其下滲［7-9］，保護(hù)和再生自然景觀(guān)，最大限度的減少抗?jié)B性影響，使校園區(qū)域盡量接近于開(kāi)發(fā)前的自然水文循環(huán)狀態(tài)。

(3)彈性設(shè)計(jì)原則。彈性設(shè)計(jì)的核心思想是可持續(xù)發(fā)展。在生態(tài)校園的建設(shè)過(guò)程中，對(duì)未來(lái)發(fā)展的不可預(yù)測(cè)大膽地預(yù)設(shè)前瞻性的認(rèn)識(shí)和考慮，以滿(mǎn)足未來(lái)發(fā)展變化和發(fā)展趨勢(shì)。動(dòng)態(tài)地適應(yīng)生態(tài)校園建設(shè)不斷發(fā)展變化的需求，以及能夠?qū)π@形成的多樣性和復(fù)雜性做出一定程度的反映，使校園未來(lái)的發(fā)展變化涵蓋在彈性設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)。營(yíng)造一個(gè)集環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、文化、藝術(shù)乃至精神和諧發(fā)展的綜合性的校園生態(tài)體系。

3生態(tài)校園的“海綿”設(shè)施

在校園規(guī)劃區(qū)范圍之內(nèi)嚴(yán)格實(shí)施藍(lán)線(xiàn)和綠線(xiàn)控制［6］。同時(shí)，在校園建設(shè)過(guò)程中，減少對(duì)場(chǎng)地的開(kāi)發(fā)，將建筑、綠地、道路等配套設(shè)施以及水體“海綿”化，共同組成生態(tài)校園的“大地海綿系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)前后區(qū)域水文特征的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧并存和可持續(xù)發(fā)展。

3．1綠色園林建筑

校園建設(shè)中建筑物占據(jù)了大部分的場(chǎng)地。因此，在生態(tài)校園的建設(shè)過(guò)程中，提倡將建筑納入生態(tài)“海綿”設(shè)施設(shè)計(jì)，通過(guò)垂直的綠色園林建筑改造［6］，減少對(duì)校園場(chǎng)地內(nèi)的濕地、水體等具有天然蓄水功能的生態(tài)區(qū)域過(guò)度開(kāi)發(fā)造成破壞;在保證相同的建筑使用面積的基礎(chǔ)上，多建設(shè)高層建筑，減少建筑的占地面積，減少鋪裝不透水表面;利用屋面綠色植物，充分收集雨水，實(shí)現(xiàn)中水回用，顯著減少地表水徑流量，并且通過(guò)綠色植物實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的固定，有效減少校園碳排放。如深圳萬(wàn)科中心(圖1)在設(shè)計(jì)中廣泛采用綠色屋頂、滲透鋪裝、人工濕地、雨水花園等低影響開(kāi)發(fā)措施，污水及建筑屋面部分的雨水100%收集，通過(guò)中水系統(tǒng)及多個(gè)人工濕地處理后用作景觀(guān)水的補(bǔ)充、植物澆灌等，雨水收集利用率達(dá)到50%，雨水徑流控制率達(dá)到90%［10］。上海世博較多場(chǎng)館(圖2)采用了以種植槽為主的墻體綠化，綜合服務(wù)中心“空中花園”下的休閑場(chǎng)館屋頂上鋪設(shè)碎石粒，可以將屋頂?shù)姆e水通過(guò)石粒帶入地面。這樣不僅能減低噪音，并在心理上減噪;還能進(jìn)行生態(tài)保護(hù)，如調(diào)節(jié)溫度與濕度、涵養(yǎng)水源、減少輻射等［11］。

3．2綠色透水道路

道路在場(chǎng)地中起著重要的串聯(lián)作用，同時(shí)也是景觀(guān)的重要組成部分。校園道路具有路網(wǎng)密度大、步行系統(tǒng)發(fā)達(dá)等特點(diǎn)［12］。結(jié)合生態(tài)校園建設(shè)原則，鋪設(shè)透水性強(qiáng)的綠色道路，協(xié)調(diào)道路紅線(xiàn)內(nèi)地形設(shè)計(jì)及空間布局，利用不同等級(jí)道路的綠化帶、車(chē)行道、人行道和停車(chē)場(chǎng)建設(shè)雨水滯留滲透設(shè)施，提高透水性地面覆蓋比例，實(shí)現(xiàn)道路低影響開(kāi)發(fā)控制目標(biāo)［6］。道路的布局應(yīng)適應(yīng)場(chǎng)地的自然地形，盡可能平行于等高線(xiàn)布置，縮短路網(wǎng)總長(zhǎng)度、減少道路寬度，避免破壞場(chǎng)地的自然排水路徑。如深圳光明區(qū)“九縱八橫”綠色道路，90余km三級(jí)綠道貫通成型，道路按綠色道路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用透氣磚、可再生瀝青路面等透水材料，不僅能夠維持水土平衡、區(qū)域水文特征穩(wěn)定，還能消除“熱島效應(yīng)”，維護(hù)生態(tài)平衡(圖3)。

3．3綠地

綠地是校園師生戶(hù)外活動(dòng)的重要公共空間，同時(shí)也是雨水滲透的最佳透水面，可有效地控制雨水徑流量、實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的回收再利用。根據(jù)綠地下滲速度、滯留的雨水容量、雨量以及徑流速度等數(shù)據(jù)的科學(xué)分析和計(jì)算，應(yīng)用填挖方就地平衡原理，設(shè)計(jì)下凹式綠地(圖4)、雨水花園等景觀(guān)，沿著綠地四周布置雨水進(jìn)水口，收集校園的雨水徑流，使其經(jīng)過(guò)沉淀和過(guò)濾后進(jìn)入綠地系統(tǒng)核心區(qū);針對(duì)大面積的易澇區(qū)，可設(shè)計(jì)暴雨濕地花園實(shí)現(xiàn)控制雨水峰值流量、削弱污染的雙重目標(biāo)［13］。采用多樣化微地形空間組合，采取與雕塑、水景、座椅、亭臺(tái)、堆石等結(jié)合的方式，改變下沉式綠地景觀(guān)形式單一。如哈爾濱群力雨洪公園(圖5)沿場(chǎng)地四周創(chuàng)造出一系列高低不一的土丘和深淺不一的水坑，形成一條藍(lán)綠相間的“海綿”帶，收集雨水，使其經(jīng)過(guò)濾、沉淀和凈化后進(jìn)入核心區(qū)的生態(tài)濕地［14］。

3．4水體

水是校園景觀(guān)重要的設(shè)計(jì)要素之一。校園水體景觀(guān)設(shè)置必須在維護(hù)場(chǎng)地原有的水文平衡的同時(shí)兼具良好的景觀(guān)和休閑價(jià)值。水景觀(guān)的規(guī)劃設(shè)計(jì)可以與場(chǎng)地的雨水管理聯(lián)系起來(lái)，建設(shè)景觀(guān)水體多功能調(diào)蓄池，以調(diào)蓄暴雨峰流量為核心，把控制洪澇、雨水調(diào)蓄利用與景觀(guān)建設(shè)生態(tài)友好地結(jié)合，合理利用場(chǎng)地及場(chǎng)地周邊雨水資源，作為景觀(guān)水補(bǔ)充水源，建設(shè)人工硬質(zhì)建設(shè)，利用自然做工，使水體與自然環(huán)境融為一體，形成可持續(xù)發(fā)展的景觀(guān)格局。如天津工業(yè)大學(xué)新校區(qū)人工湖(圖6)，雨季湖泊補(bǔ)充水采用經(jīng)過(guò)下凹式綠地、暴雨濕地處理后的雨水，其他季節(jié)利用教學(xué)區(qū)綠色建筑收集的雨水［9］。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)校園的建筑、道路、綠地、水體的“海綿化”改造，設(shè)計(jì)綠色園林建筑、綠色透水道路、下凹式綠地、景觀(guān)水體多功能調(diào)蓄池等，形成校園大地海綿系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)校園域內(nèi)水文條件的穩(wěn)定，雨洪的自然積存、滲透與凈化，有效改善校園及其周邊的水生態(tài)和水環(huán)境。“十八大”將生態(tài)文明建設(shè)提升到“五位一體”的戰(zhàn)略高度，“十八屆三中全會(huì)”重點(diǎn)提出加快建立生態(tài)文明制度［15］。當(dāng)前，社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)入了攻堅(jiān)克難階段，國(guó)家財(cái)政部、建設(shè)部、水利部等部委聯(lián)合在廈門(mén)、武漢等16個(gè)城市試點(diǎn)海綿城市建設(shè)，國(guó)務(wù)院辦公廳全面部署推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作。校園作為教書(shū)育人，為社會(huì)培育人才的重要場(chǎng)所，理所應(yīng)當(dāng)在生態(tài)文明建設(shè)方面發(fā)揮思想引領(lǐng)、科技支撐和典型示范的社會(huì)功能。校園建設(shè)在維護(hù)自身發(fā)展需求的同時(shí)，既是實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的“雙贏”，又是對(duì)“海綿城市”理論認(rèn)識(shí)的有效補(bǔ)充和有益探索，從而真正實(shí)現(xiàn)生態(tài)校園建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者:葉露瑩 吳東 薛秋華 單位:福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院 福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院