李 睿

(武漢大學(xué)城市設(shè)計(jì)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

1 概述

雨水是城市水循環(huán)和區(qū)域水循環(huán)中的重要一環(huán)。近年來隨著城市的擴(kuò)張及更新，大規(guī)模新建建筑，造成地面硬化率上升、地表雨水滲入率降低，使得雨水地面徑流量增加，一則地下水得不到有效補(bǔ)償，雨水白白浪費(fèi)，二則形成城市雨洪，給人們的生產(chǎn)、生活帶來危害。在此背景下，發(fā)展生態(tài)友好的雨水利用技術(shù)、在維持場地生態(tài)穩(wěn)定的前提下進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，成為重要的城市課題。從二十世紀(jì)七八十年代起，發(fā)達(dá)國家率先探索相關(guān)技術(shù)和設(shè)施，LID已經(jīng)是實(shí)踐證明較為成熟有效的場地設(shè)計(jì)和徑流管理理念。

高校具有人口密集、集中用水量大、開放性強(qiáng)等特點(diǎn)，校園環(huán)境綠化率高、匯水面積大，且水質(zhì)較好。在高校合理開發(fā)利用雨水資源，從資源層面上講，可以節(jié)約水資源，緩解校園供水壓力；從生態(tài)層面上講，可以減少雨水徑流，降低洪峰流量，減輕排水壓力，并有效增加地下水補(bǔ)給。

2 LID相關(guān)介紹

LID是Low Impact Development的英文縮寫，中文譯作“低影響開發(fā)”。LID起源于20世紀(jì)90年代末，是一種基于生態(tài)友好理念的場地開發(fā)和雨水管理方法，旨在減輕對(duì)土地、水和空氣的影響，強(qiáng)調(diào)整合場地設(shè)計(jì)和規(guī)劃技術(shù)，保護(hù)場地的自然系統(tǒng)和水文功能。

基于LID理念的雨水利用基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量眾多，種類繁多，從主要特性和流程功能上可分類為：滲透系統(tǒng)、截污凈化系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)和儲(chǔ)存系統(tǒng)。本文選擇LID基礎(chǔ)設(shè)施中的滲透系統(tǒng)作為主要研究對(duì)象，是因?yàn)闈B透系統(tǒng)內(nèi)的主要技術(shù)設(shè)施與景觀營造的結(jié)合更為密切，對(duì)校園景觀的指導(dǎo)意義更大。下文將具體介紹滲透系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)設(shè)施。

2.1 生物滯留池

生物滯留池的作用機(jī)制是：當(dāng)徑流穿過植物和土壤群落時(shí)，依靠土壤和土壤里的微生物來凈化雨水水質(zhì)，并通過管道輸送處理過的雨水。滯留池底部高程低于周圍地面，可積聚部分雨水、削減徑流量，是建筑物、土地之間以及沿路邊輸送水的一種經(jīng)濟(jì)有效的方式。另外，該設(shè)置一般結(jié)合本地植物與當(dāng)?shù)貧夂虿贾茫哂幸欢ǖ木坝^效益。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 綠色屋頂

綠色屋頂又被稱為植被屋頂、屋頂花園，是指對(duì)建筑物高出地面的平面部位如屋頂、陽臺(tái)等進(jìn)行綠化，旨在成為閉環(huán)系統(tǒng)，源頭收集雨水、減緩其排放，在控制強(qiáng)烈的短時(shí)暴風(fēng)雨方面特別有效。此外，綠色屋頂還可以通過植被的蒸騰作用及額外的隔熱措施來調(diào)節(jié)建筑溫度，從而減少供暖和制冷負(fù)荷。因此，建造綠色屋頂一方面美化景觀，拓展游憩空間；另一方面減少區(qū)域熱島效應(yīng)，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。綠色屋頂可以建在平屋頂或傾斜屋頂上，但是平屋頂更易于安裝。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.3 透水鋪裝

透水性路面使水可以垂直流過堅(jiān)硬的表面，減小雨水徑流。透水性鋪裝有兩種類型：一是鋪設(shè)材料具有透水特性，如透水瀝青混凝土、透水水泥磚等；二是材料本身不具有透水性但形狀中空、邊空或鏤空，可以使徑流與地面土壤面接觸。一個(gè)透水的鋪路系統(tǒng)還應(yīng)包括土壤、砂石等類型的地下基層，以增加雨水存儲(chǔ)量并最大程度地提高滲透率。使用高反照率或淺色的透水鋪裝系統(tǒng)可以減少城市熱島效應(yīng)。結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.4 下沉式綠地

下沉式綠地的雨水溢流高程在下凹綠地與周圍地面平均高程之間。廣義的下凹式綠地包括地面低洼濕地、植物涵養(yǎng)帶和雨水花園等雨水利用設(shè)施。以雨水花園為例，地表層為親水性植被，滲透層為微生物活動(dòng)適宜的有機(jī)沙質(zhì)土壤。當(dāng)裹挾著地面上污染物的雨水流入雨水花園時(shí)，下凹空間存儲(chǔ)雨水、延緩其入滲時(shí)間，植被和土壤吸收并凈化大量污染物。下沉式綠地適用區(qū)域廣，建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用較低，景觀利用率高。結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3 雨水滲透設(shè)施在武漢大學(xué)校園的應(yīng)用現(xiàn)狀及景觀指導(dǎo)

3.1 校園景觀概況

武漢大學(xué)位于東湖之濱、珞珈山下，校園環(huán)境優(yōu)美，景色宜人，被譽(yù)為“中國最美麗的大學(xué)”。學(xué)校占地面積5 195畝，建筑面積266萬m2，景觀主要集中在校園中心文理學(xué)部。中西合璧的宮殿式建筑群古樸典雅，巍峨壯觀，櫻園老齋舍、宋卿體育館等26棟早期建筑被列為“全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位”；武大櫻花聞名全國，每年春季3月中旬櫻花如期開放，吸引全國數(shù)百萬游客前來賞櫻；校園內(nèi)植物種類豐富，珞珈山被譽(yù)為全國樹木園。武漢大學(xué)校園擁有得天獨(dú)厚的景觀資源，是武漢市乃至全國著名的集人文與自然景觀于一體的游覽勝地。

3.2 雨水滲透措施的校園應(yīng)用現(xiàn)狀

武漢市屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，常年雨量豐沛，集中在每年6月～8月。此外，武漢市熱量充足、光熱同季、冬冷夏熱、四季分明，孕育了得天獨(dú)厚的自然景觀。在此氣候背景下，漫步武大校園，自然景觀隨處可見，其中也包含了與雨水滲透相關(guān)的設(shè)施，列舉如下：

1)透水鋪裝。

路面透水鋪裝，能含蓄下滲雨水。武大校園路面的透水鋪裝比重比較小，多集中在濱水一帶和近幾年新建或翻修的景觀區(qū)，如圖5所示。

2)下沉式綠地 。

下沉式綠地可在校園道路、生活區(qū)等綠地采用，滯留延緩雨水徑流、凈化雨水水質(zhì)，并補(bǔ)充地下水。鑒于武大校園的地勢情況，結(jié)合低地布置下沉式綠地非常方便有效，如圖6所示。

3.3 校園景觀的不足之處及改進(jìn)方向

3.3.1屋面雨水利用

屋面雨水徑流量大、遇強(qiáng)降雨時(shí)峰值高，收集利用相關(guān)設(shè)備布置方便。教學(xué)樓、宿舍樓等建筑的屋面雨水經(jīng)過初期棄流裝置后進(jìn)而收集利用，收集的雨水徑流可以直接用于道路沖刷、綠地澆灌。而武大現(xiàn)有的建筑屋面，只有簡單老式的排水方法，缺乏良好的雨水利用設(shè)施，特別是與景觀相結(jié)合的生態(tài)屋頂形式，這樣便浪費(fèi)了武漢本地充沛的雨水資源，錯(cuò)失了良好的雨水利用機(jī)會(huì)。

針對(duì)這種情況，首先應(yīng)該將現(xiàn)存建筑進(jìn)行分類、區(qū)別改造。年代久遠(yuǎn)、不宜大規(guī)模施工的建筑應(yīng)該改進(jìn)完善現(xiàn)有的屋面排水系統(tǒng)，在建筑物周圍布置雨水桶和干井，以便收集雨水進(jìn)行凈化、存儲(chǔ)。另外，滿足更高要求施工條件的屋頂，可種植本地植物，利用LID基礎(chǔ)設(shè)施的屋頂花園規(guī)范建設(shè)，有效利用雨水徑流，拓展校園綠化范圍。

3.3.2路面雨水利用

大學(xué)校園內(nèi)的生活人群類型單純，生產(chǎn)生活活動(dòng)簡單，路面相較城市其他區(qū)域路面污染較少，所以相對(duì)處理工藝更加簡單。然而由于武大校園路面高低起伏，有些置于高處的垃圾收集點(diǎn)或其他污染源產(chǎn)生的污染物會(huì)順著路面地勢四處蔓延，甚至流入水體，污染環(huán)境，有礙觀瞻，如圖7所示。

在路面處理上，首先要減小硬化率，合理設(shè)置雨水口，并在雨水口等位置設(shè)置過濾網(wǎng)，攔截路面上的固體污染物。另外，對(duì)于非主干道、人流量小的路面進(jìn)行改造，鋪設(shè)透水性路面，在降水初至以及雨量較小時(shí)，直接吸收徑流，下滲到下層土壤；對(duì)于使用強(qiáng)度大的路面以及降水量大的情況，應(yīng)考慮多種雨水利用設(shè)施，例如路面兩旁布置下沉式綠地等。

3.3.3綠地雨水利用

武大現(xiàn)有的綠地面積非常可觀，但存在很多設(shè)計(jì)不合理的問題，比如：綠地高于路面，綠地與路面之間有硬質(zhì)阻隔(如圖8所示)；坡面綠地的徑流控制能力較弱，需要植入工程設(shè)施加強(qiáng)雨水下滲(如圖9所示)；綠地吸收的雨水通常未經(jīng)儲(chǔ)存便排放，未能再利用，等等。

一般的綠地設(shè)計(jì)是中心地帶凹陷、邊緣地帶高起，在相對(duì)標(biāo)高設(shè)計(jì)上采取“建筑物>硬化地面>綠地>排水口”的模式，使綠地成為天然的收集池。合理的綠地坡度可以延長雨水徑流在綠地中的停留時(shí)長，延緩入滲過程，同時(shí)過濾雨水中攜帶的污染物，減少水土流失。另外，在綠地中埋設(shè)水管輸送凈化后收集的雨水，可用于沖刷道路或不降雨時(shí)澆灌綠地。而且下沉式綠地的結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，很適合在校園中選用。

在設(shè)計(jì)綠地景觀時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：一是減少周圍封閉路面面積，增強(qiáng)綠地與硬地的自然銜接；二是盡量選取本地生親水性植物種類種植，并考慮綠地景觀的呈現(xiàn)效果，使之成為人們休閑娛樂的場所；三是組合使用LID的雨水利用設(shè)施，達(dá)到雨水利用率最大化。

3.3.4運(yùn)動(dòng)場地雨水利用

運(yùn)動(dòng)場地如田徑場、籃球場等一般占地面積大，產(chǎn)生的雨水徑流量也大，是雨水利用不可忽視的重要源頭。武大運(yùn)動(dòng)場地現(xiàn)存的問題有：場地不透水面積大，場地不平且存在高程低于周圍路面、綠地高程的問題，導(dǎo)致雨水?dāng)y帶污物倒灌場地并堆積污染物；場地排水設(shè)施簡單，缺少景觀設(shè)計(jì)(如圖10所示)。

考慮到運(yùn)動(dòng)場地結(jié)構(gòu)簡單，接收雨水徑流的面域平緩，可以考慮透水的場地材料，并在場地下層設(shè)置雨水收集裝置，將經(jīng)過截污設(shè)施的雨水統(tǒng)一匯集到儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池內(nèi)，回用于灌溉綠地、清洗道路、補(bǔ)充景觀水體等。

4 結(jié)語

作為一個(gè)坐擁山水的百年老校，武大校園良好的生態(tài)環(huán)境自是不用多說。仔細(xì)觀察便隨處可見的雨水利用設(shè)施，甚至是基于LID理念的相關(guān)設(shè)施，讓人體會(huì)到學(xué)校對(duì)生態(tài)保護(hù)、水資源利用的良苦用心。雖然目前校園景觀在雨水利用方面的工作還有很多缺陷，但相信通過學(xué)校和社會(huì)各界的共同努力，可以把校園環(huán)境建設(shè)得更加美觀整潔、生態(tài)友好。

以高校校園環(huán)境為切入點(diǎn)，開展基于低影響開發(fā)理念的雨水利用景觀技術(shù)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性,可以對(duì)城市其他區(qū)域的雨水利用技術(shù)推廣提供理論支撐和技術(shù)借鑒。這一舉措可以提高城市水資源的循環(huán)利用效率,緩解城市缺水現(xiàn)象和洪澇災(zāi)害,實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)的生態(tài)化發(fā)展。