基于海绵城市理念下的校园规划提升研究---以菏泽学院为例

基于海绵城市理念下的校园规划提升研究---以菏泽学院为例

程现标

菏泽学院  山东省菏泽市 274000

摘要：近年来，城市化进程速度加快，城市环境问题日益突显。高校也不可避免地受到影响，经常出现校园内涝与水体污染，严重干扰了正常教学秩序。以菏泽学院为例，提出基于“海绵城市”理念的科学规划，统筹考虑地理位置、气候气象、水文地质、地形地貌及建筑风格等特点，合理规划透水铺装、雨水花园、绿色屋顶、下沉式绿地、生态景观等“海绵”设施。工程实施后，校园面貌为之一新，透水路面两侧绿茵如画，雨水收集、蓄滞、处理、利用和排放系统运行良好，“易海”清澈见底，热岛效应与“校园看海”现象一去不复返。

关键词：低影响开发；海绵校园；规划设计；成效分析

引言

随着城市基础设施建设步伐的加快，道路硬化面积不断扩大，径流系数日益提高，暴雨径流量及径流洪峰值增大，排水系统压力增加。高校是城市的重要组成部分，也是城市自然环境生态系统的一个特殊子系统。国内众多高校在建设过程中，投入大量建设经费，只起到表面美化的作用，对生态效益不够重视，不利于校园的可持续发展。传统校园绿色基础设施缺乏，公共场所空间对雨水控制率较低，雨季校园“看海”现象层出不穷。如今，“海绵城市”的建设进程正在迅速推进，海绵校园的建设也应该紧跟其步伐。对高校开展海绵规划，既能有效保护校园水环境与水生态，又能遏制校园积涝现象发生，为广大师生创造良好的学习工作环境[1]。

1相关概念解读

1.1海绵城市概念解读

《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》中对“海绵城市”的概念给出了明确定义，即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，以提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。海绵城市对应不同空间尺度时，可大致分为宏观海绵、中观海绵、微观海绵三个构建层次。其中，海绵校园对应微观海绵这一层次，即“海绵城市”最后必须要落实到的具体“海绵体”——区域集水单元，这一尺度对应的是一系列的水生态基础设施建设技术的集成[2]。

1.2海绵校园概念解读

大学校园是城市中一个相对独立的系统，也是城市的重要组成部分。“海绵校园”可以理解为海绵城市理论在大学校园中的应用，将海绵城市的设计理念及构建方法与大学校园实际相结合，构建校园区域生态海绵体，在保证校园使用功能的同时提升生态效应，将固有景观赋予新的生态内涵[3]。可以说“海绵校园”既是海绵城市在校园尺度的示范，又是海绵城市的有机组成部分。结合海绵城市理论，海绵校园的建设应做到：

（1）结合校园实际情况，有针对性地布置海绵系统，解决对应的相关旱涝问题。通过海绵设施的合理设置，实现对雨水资源的合理处置，塑造“海绵”弹性。旱前高效蓄水，有效利用雨水资源，缓解用水压力；涝时高效排水，防止城市内涝情况的发生。

（2）海绵设施布置与生态景观相结合，以生态景观为载体，在合理利用生态景观完成渗、滞水任务的同时，增益生态景观。一方面，在改造景观功能性的同时提升景观质量，做到功能性与景观性的双重提升；另一方面，通过水资源的活水传递完成各景观部分的交互活动，促进形成完整的生态体系。

（3）减少雨水径流，最大限度地发挥雨水的使用效益与生态效益。提高雨水资源的下渗效率，回补地下水。合理组织雨水滞水形式，使雨水在地面层可以发挥其滞留期间的生态效益，构建蓄、净的雨水综合利用系统，以统一调配的模式进行运转，高效填补用水需求。

2海绵校园设计理念

（1）海绵校园采取多层次系统构建，功能分级与整体性并重在海绵校园的构建过程中，如果仅以校园整体区域为对象进行方案制订，难免会出现导向粗略、方案制订没有针对性等一系列问题，进而影响海绵体的功能构建。所以在实施校园海绵体构建的过程中应注重分层次构建系统，在各区域层级中划定对应目标，构建出多层次的立体系统，从而达成整体目标。在各层次的构建中，以整体目标为导向，分层服务于整体，做到整体目标的统一，保证系统的功能分级与整体性。

在海绵校园中，可以大致将海绵校园细分为三个层次：个体海绵构件；片区海绵设施；总体海绵系统。针对校园中的不同形式用地，按不同需求布置植草沟、引流槽等海绵构件，在与雨水接触的第一层面完成初步的收纳、净化与储存工作。作为海绵校园的第一个层面，以个体为单位，使海绵构件的形式可以更加灵活，更好满足使用需求[4]。

在第一个层面的个体海绵构件布置中，应注重各构件间的关联，从而形成以片区为单位的海绵设施，即第二个层次。在片区海绵设施构建中，可以完成个体海绵构件间的互动，形成建筑、广场、绿地等跨领域的合作，如场地的海绵设施将建筑未能吸纳的雨水进行二次吸纳，凹陷绿地对道路排水进行滞留等。通过片区海绵设施的构建，可以使片区海绵构件之间相互贯通，大大提高海绵能力，同时可以片区为单位向外输出，化零为整。

校园各片区海绵设施存在过剩雨水，可以通过构建总体海绵系统进行统一调配。对各片区的过剩雨水进行系统的收集、储存、净化，并将净化后成果统一注入备用水库，以缓解用水压力。通过统一的收集、净化与调配，可以大大提高海绵体效率。

（2）海绵系统的配置以问题为导向，分清旱涝主次矛盾在海绵系统的布置过程中，应该注意把握目标区域的实际情况，明确主要问题所在，以问题为导向进行海绵设施的构建。例如，针对北方少雨地区，旱大于涝，提高对雨水的收纳、利用能力是海绵体需要解决的主要问题。在构建海绵设施时，有针对性地进行布置，以缓解用水压力为主要目标，兼顾排涝作用，使海绵设施的效益最大化。

（3）海绵设施的构建因地制宜，采用低影响开发模式以保障方案可实施性在片区海绵设施的构建过程中，应把握好低影响开发原则，保证项目的适宜性及可实施性。大拆大建的行为往往对应着高成本的产生，而生态效应往往是一个长期过程，很难在短期内取得巨大的回报，这也就造成了成本作用下消极态度的产生。为保障海绵类生态项目的持续发展，平衡生态与成本间的关系，低影响开发的理念需要被运用。

除此之外，低影响开发的模式为建设初期考虑海绵设施布置的问题找到了解决途径，通过微创的方式进行改造，生态海绵功能与原功能并举。例如，高出道路面的造型绿地渗、滞水功能较差，为解决此问题，进行整体下凹的地形变动显然不符合实际，因此，可以依地形纹理设置导流槽，使雨水沿槽汇入滞留塘，以低影响开发模式解决

实际问题。

（4）海绵构件布置把握分散原则，覆盖求广，操作求精对于海绵设施及海绵构件的布置，首先，应该注意把握分散原则，将海绵构件结合建筑、道路、绿地、水系等不同用地形式，尽可能地布置于更广阔的面域之中，提高海绵体覆盖范围，汲取更多的雨水资源。其次，由片区海绵设施连通后进行汇总，收缩处理面的长度。最后，汇入校园总体海绵系统，化零为整统一调配[4]。

（5）实际操作层面分阶段有序进行实际操作层面，设计以海绵城市先进理论为指导，同时结合自身实际情况进行。设计初期，明确设计原则，对现状需求与建设情况进行合理分析。设计中期，划定海绵校园系统形式及实现方式，为具体实施提供依据与指引。设计后期，对地块细化分类处理，依据总体建设目标与实际情况布置改造方案。

3菏泽学院海绵城市规划改造的背景及现状

2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，"海绵城市"概念首次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调："提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市"。

菏泽市城市总体规划（2018-2035）到 2035 年，初步建成高品质宜居宜业宜游的区域中心城市，基本实现社会主义现代化。城市综合竞争力全面提升，建成鲁苏豫皖四省交界的区域性中心城市；成为文化软实力突出、具有全国影响力的城市；生态环境更加优美，城乡发展建设的绿色化水平不断提升；创新驱动效应显著增强，城市产业结构迈向中高端水平；人民生活更加富裕、舒适、便捷。

菏泽学院作为菏泽市一所省市共建的全日制普通本科学校，占地面积1436亩，建筑面积7.31万平方米，现有在校生22000多人。校园中具有良好的场地条件、较大的面积、众多的人口，引入海绵城市的理念，可以对城市内涝问题、雨水资源利用产生巨大的示范和带动作用。

目前，菏泽学院存在的问题及不足主要体现在以下四个方面：（1）现有排水系统存在比较严重的雨污混接现象，使得相当一部分污水通过雨水管道直接排入受纳水体，造成了严重的污染。（2）校园规划设计的局限性与日益增长的师生需求的矛盾。（3）不断发展的教学科研需求与校园建筑老化、设备陈旧、空间难以利用的矛盾。（4）既有校园建筑的结构安全性、建筑耗能较大与当下建设平安校园、绿色校园的矛盾。

3海绵城市在校园规划中的设计思路分析

在校园规划中应用海绵城市设计理念的目的，是将校园建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体，提高校区防洪排涝减灾能力、改善生态环境、缓解城市水资源压力。以校园自身特色和校园教育文化为精神线索，以园、场、廊、水为主题，对校园的花园、亲水步行带、建筑群、沿路绿化等景观内容进行统一规划设计。通过人工绿化和水岸空间相结合，打造出一个绿地、河流向建筑群层层渗透的绿化环境网络，构成丰富的绿化景观系统，打造尺度宜人的学府境地，创造独具特色的水绿交融、渗透共享的生态绿色校园。通过“海绵城市”建设，重点解决校区中心湖水环境污染问题，合理安排低影响开发设施，通过工程性措施，将校园建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体，提高校区防洪排涝减灾能力、改善生态环境、缓解城市水资源压力。

4海绵城市在校园规划中的设计策略

海绵城市建设结合地形地貌、竖向规划等情况，以自然设施为主，人工设施为辅，来进行区域规划。在校园规划中，应结合校园的自身特点，优先考虑原有建筑形态，使用原有绿地、景观湖、自然洼地，必要时再增加低影响开发设施及人工调蓄设施

[5]。

4.1绿色屋顶

校园组团建筑中多面积较大的平屋顶，可将平屋顶区域设计为轻质绿色屋顶。采用绿色屋顶，可有效降低下垫面的雨水径流量，将初期降雨滞蓄在种植土壤中，推迟场地降雨洪峰的出现时间，减少雨水外排量。在进行设计时，应按规范设置相应的排水系统和溢流系统。绿色屋顶的排水收集口应能有效排除屋顶表面径流和种植土下的排水层径流，可设置在雨水收集沟内。屋面雨水管排入绿地等设施时，应视为具体情况设置减少雨水冲击力的效能缓冲措施，并应根据气候特点、屋面形式、选择适合当地种植的植物种类。

4.2雨水花园及下沉式绿地

将校园组团建筑的周边绿化区域局部设计为雨水花园或下沉式绿地，邻近的建筑雨水立管进行断接改造，雨水先排入雨水花园或下沉绿地，再经由溢流排水口溢流排入雨水管网。其余场地现状绿化均进行沉式设计，以满足下沉绿地率的要求。

雨水花园是一种在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施，主要应用在局部公共绿地或雨水管网排水负荷大的区域，使用功能主要为削减暴雨径流总量、延迟径流峰值出现时间、去除雨水径流中的污染。雨水花园的蓄水层深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能来确定；雨水花园植物选择时，宜考虑生物多样性和生态效果，景观植物（树木、灌木、乔木、草）应覆盖雨水花园地表部分，尽量避免出现裸露土壤；植物应能够承受周期性的雨水淹没，淹没水深可达0.3m，时间达到48h；植物选配应考虑水循环效果和生态效果。

下沉式绿地应低于周边铺砌地面或道路，应根据当地土壤的渗透性能验算，并结合绿地的植物特性综合确定，下凹深度宜为50~100mm，一般不大于200mm；设在下凹式绿地内的雨水口，其顶面标高应当高于绿地20~50mm，当路面设置立道牙时应采取将雨水引入绿地的措施，同时宜设置能在24h内排干积水的设施。雨水宜分散进入下沉式绿地，当集中进入时应在入口处设置缓冲措施。下沉式绿地植物宜选用耐旱耐淹的品种。

4.3透水铺装

将环形消防车道边的人行道及学院组团建筑的硬化地面进行透水铺装设计，景观湖及篮球场边的校园次干道设计为透水混凝土或透水沥青路面；停车场均设计为生态停车场；篮球场区域由于考虑到运动的安全性，暂不考虑进行LID设计。透水铺装是一种通过各种工程构筑物或自然雨水渗透设施使雨水径流下渗、补充土壤水分和地下水的雨洪控制和利用模式。不仅能减少地面径流流量，还可以补充地下水，这对于缓解地下水资源短缺和防止滨海区域海水入侵有着重要意义。透水铺装路面结构应便于施工，利于养护并减少对周边环境及生态的影响。

4.4绿色交通

校园道路可分为慢行交通系统和机动交通系统。慢行系统的人行道、慢跑道、自行车道可采用渗水铺装。由于投资、维护等原因，机动车道较少采用可渗路面。通过协调校园交通体系减少机动车道，是增加透水性、实现道路“海绵化”的重要途径。规划建议改造校园中过宽的机动车道，收窄机动车路面，降低机动车道交通面积增加绿道等慢性系统。

对于南侧建成生活区，经过可行性分析，建议将贯穿生活区的机动车道改为生活性的绿道系统，禁止机动车在生活区中心穿越。针对校园尺度，建议设置校内公交电瓶车流线。加强公共交通、绿色出行，减少机动车带来的面源污染问题。对校内停车场和广场的铺装进行改造升级，增加透水性设计。

4.5生态景观

校园总体规划方案的最大特点是通过水岸景观的湿地化，综合解决现有驳岸的硬质化、削减主干道机动车道宽度、构建校园绿道系统等问题，达到建立校园空间中心主轴、提升校园生态性能，营造校园特色景观的多重目的。

保持场地中心区域的现有标高，在环湖路岸线挖填一系列深浅不一的水泡，成为串联校园东西的一条湿地景观带。通过这些水泡系统中植物和基底的设置，形成沉淀池、曝气池、渗滤池等处理措施，构成收集、净化和循环利用的水生态处理系统。从南侧山体流冲下来的雨水径流，在水泡的多层沉淀和过滤后补充进景观水面，达到节水目的。不同深度的水泡可以为水生和湿生植物群落提供多样的栖息地，以当地乡土植物，形成富有自然野趣的湿地风光。在局部区域采用花卉混播，步行栈道和绿道穿插其中，形成独具特色的湿地花海校园景观。

4.6雨洪系统

按照海绵城市“源头控制、中途传输、末端调蓄”的雨洪管理思路，在校园内设置了具有弹性、依次递进的生态雨洪管理系统:（1）渗：以绿化屋面、雨水花园、下沉绿地等措施促进雨水下渗；（2）滞：在有坡度的地方采用分层波浪式缓坡设计，增长下渗时间，尽量使雨水能够以自然的方式吸收与排放；（3）净：无法就地入渗的雨水汇入湿地等雨水滞留措施，经过曝氧处理和植物净化，补充进景观水体；（4）蓄：整合用地内现有水库和碎片化的水塘，形成连贯的水系，使其更具弹性发挥好雨水蓄调的功能，减少外排；（5）用：通过下埋式的雨水净化设施，将雨水净化后提供校园冲洗、灌溉用水；（6）排：在校园排洪渠与市政排洪渠之间设置调节水闸，夏季强降水天气时，校区自身无法及时消纳的超标雨水可以迅速排入市政泄洪渠，避免内涝风险。

5结语

大学校园在海绵校园规划过程中，首先，可根据校园内不同用地形式的不同需求，以低影响开发为导向，对建筑、绿化、道路、广场、水系等进行海绵构件的添加与改造，解决对应的个体需求。其次，对片区内的海绵构件进行相互联系处理，提升对应片区的海绵能力的同时，形成片区总输出与输入端口，以方便与校园总体系统的对接。

参考文献

[1]丁琨,范凌峰,倪勇,周煜溪,姚伟.基于“海绵城市”建设理念的海绵校园规划[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2021,31(04):8-14.

[2]刘菲.海绵城市理念指导下冀中南地区校园生态景观设计[J].现代园艺,2022,45(08):146-148.

[3]齐欣,刘岫峰.海绵城市理论下海绵校园规划分析——以扬州大学扬子津东校区为例[J].花卉,2019(08):66-67.

[4]张伟.基于海绵城市理念的校园规划设计研究[J].低碳世界,2018(04):113-114.

[5]孙硕. 基于海绵城市理念的校园景观规划设计研究[D].北京交通大学,2017.