基于海绵城市理念的高校校园规划改造研究<br/>——以池州市职业技术学院为例

基于海绵城市理念的高校校园规划改造研究
——以池州市职业技术学院为例

2018-10-25池州学院资源环境学院安徽池州247100

安徽建筑 2018年5期

刘洋（池州学院资源环境学院，安徽池州 247100）

1 引言

1.1 以海绵城市建设带动高校校园规划改造的特殊意义

随着池州市于2015年入选全国首批16个海绵城市试点建设城市之一，池州市主城区展开了轰轰烈烈的海绵城改造，“共计划建设117个海绵城市试点项目”[1]。截止2017年年底，池州市已完成改造项目78个，其中包含了城市道路改造、公共开放空间改造、河湖水体改造、居住区改造、校园改造等。从全国范围看，基于海绵城市建设的校园改造尚处于初始阶段，相关案例多为中学改造，高校的海绵化改造案例研究较少。因此本文选取池州职业技术学院海绵城市改造为例，探讨其基于海绵城市理念的规划改造思路。

1.2 池州市职业技术学院的建设背景

池州市职业技术学院校址为原池州师范专科学校老校区，具有超过30年的建设历史，校园环境美观整洁、教学、生活服务设施齐备。池州职业技术学院搬迁至此后，原有建筑未做改动、规划格局保持原型。该校区于2017年夏季经过较大规模的海绵城市改造，对该校区海绵城市规划改造思路的分析对于其他校园改造具有一定的指导意义。

1.3 池州职业技术学院的规划建设背景

由于池州市贵池区本身位于长江中下游，境内湖泊水系纵横，校区外西侧有现状湖泊名为观湖，并与校内湖泊连通。这使得校区容易受到夏季洪水的影响。从自然地形看，该校区选址坐落于丘陵地形之上，导致校内高差变化较大，校园建筑布局较为分散，建筑密度相对较低。受历史局限和城市建设遗留问题所限，原来彼此连通并汇入长江的湖泊因城市建设而被截断，只能通过地下雨污水管网排放。校区绝大部分地面铺装采用硬化形式，导致雨水不能被有效利用，一遇大量降水，就容易形成“瀑布”和内涝，同时，大量雨水夹杂着灰尘排入观湖，导致观湖水质富营养化，滋生大量藻类，接近黑臭水体，不仅不能起到景观美化效果，还严重影响校园景观品质。同时，大量的积水也常常显著影响校园建筑设施的正常使用，因此对其进行海绵化改造势在必行。图1为池州职业技术学院的校园平面图，除虎泉路东侧的部分学生宿舍楼以外，虎泉路西侧的整个校园地形高差起伏较大，排水线路较为复杂。

图1 池州职业技术学院平面图

池州职业技术学院校区的现状规划建设存在着一些问题，其海绵改造也同样也有一些其他改造所不具备的优势，具体表现在如下几个方面。

①校园绿化率明显高于城市内的一般街区：由于其校区建设时间较长，相对建筑密度较低，内部乔木植被繁茂，并设有大片草坪绿化等，因此其地表径流状况要好于城市内一般地区。

②校园规划已具有一定的协调性：校园规划的建设本身就基本遵循着基本的功能分区原则。校园作为公益服务设施，在长期的发展中也较少出现一般城市发展中常见的乱搭乱建问题，因此综合治理较为简便，改造的阻力较小、目标较固定，而相比城市一般地块的改造则可能涉及多个利益相关方，改造的协调难度较大。

③雨水分流、循环体系较易建立：校园属于公益性设施，校园内现存的大面积水体、大量零散分布的绿地为雨水收集、净化、储存设施的布置提供了便利条件。因此，其海绵化建设可在基本不影响校园内教学、生活等活动正常开展的前提下，以较为快速的方式进行分片、分区建设。相比之下，池州市某一示范性城市主干道的海绵化改造就需要进行全封闭施工长达半年时间，严重影响了市民的日常出行。因此该校区的海绵化改造更加符合“低影响开发”的基本原则。

以往的校园规划改造主要集中在建筑设施的营造、景观的优化、道路通行品质的提升等方面，对于雨污水处理问题却迟迟难以入手。其中的原因既有校园的管理者、使用者对于雨污水问题的关注力度不够，也由于该问题涉及城市市政管网的综合处理，并不能仅靠高校一家单位所能解决。池州海绵城市建设提供了解决上述问题的改造契机：池州职业技术学院海绵城市改造也被纳入池州清溪河流域海绵城市改造的一部分，来自上海市政工程设计院的团队和来自中国建筑科技研究院的团队从城市和河流流域的整体角度出发，对这座老校区进行基于海绵城市低影响开发理念的规划改造。

1.4 规划建设目标和改造原则

根据《池州市总体规划》、《池州市海绵城市建设试点城市实施方案》、《池州市城市低影响开发规划设计导则》等池州市地方规划、方案以及雨水利用、管道、道路设计方面的专业规范的指导，综合项目场地条件、改造难度、与上层级项目（清溪河流域海绵城市改造）相衔接等要求，本次规划建设目标定位为职业技术学院年径流量控制率目标为80%，对应设计最大降水量为32.5mm，年径流污染去除率达到40%，海绵改造后区域排水能力达到3年一遇标准。

对既往文献的研究可知，海绵城市改造主要集中在对水的改造、处理和利用上，诸如从水安全角度避免城市内涝，从水环境角度避免雨污合流，雨水裹挟泥沙、垃圾污染自然水体，从水资源节约利用角度设计雨水回收处理的方式方法等。但从校园规划改造的要求出发，以上内容仍然不够。此次海绵校园建设改造从低影响开发设施建设、排水工程的升级改造以及校园内景观设施提升改造三方面入手，以海绵化为切入点，实现在避免大拆大建、破坏原有校园氛围和既有建筑的前提下，以较低的资金投入，实现海绵校园建设目标，带动原有校内老化设施的改造升级。

在改造措施上，根据市政资料可知：池州职业技术学院的现状排水管网为雨污合流体制，校园排水与周边地块的排水没有混接现象，为改造带来一定的便利条件。海绵校园建设的基本要求是“雨污分流”，污水排放和雨水综合利用完全独立。从调查可知：现状校园排水有两处市政接口，分别位于虎泉路市政管网接口，另一个为校内西观湖。根据上位清溪河流域海绵城市建设规划的设计条件，校外西侧昭明大道的预留排水接口可以满足校园内污水排放的要求，因此将原直接排入西观湖的污水引至校外西侧昭明大道市政污水预留口，为观湖的净化创造基础条件。在对雨水的处理则是本次改造的重点内容，其基本原则是实现雨水径流量的总量控制和雨水径流污染量的总量控制。为达到上述目标，需将雨水排放与污水排放断开，采取建筑物雨落管断接、修建植草沟、建设下凹式绿地、生物滞留池等方式“留住”雨水，对其综合利用。

2 “海绵城市”的具体应用

2.1 建设总体概述和分区域规划

不同于城市道路的海绵城市改造，要实现对池州职业技术学院整个校区的改造设计，首先应立足校园的自然地形地貌、高差情况、现状建筑设施以及要达到的不同目的等，对校园进行改造分区，对不同分区采取不同的策略进行处理，不能采取相同的措施。在雨水处理的具体方式方法上，采取上述原则，该校园被设计者划分为多个不同的排水分区、景观设计分区，再由现状建筑周边是否有就近的下凹式绿地、雨水花园等条件决定雨水的不同去向。如现状建筑落水管周边有可用绿地时，可将雨水排入增设在绿地上的下凹式绿地或雨水花园，对屋面雨水进行滞留和净化；如现状建筑落水管周边无可用绿地时，则将雨水经建筑散水排入明沟，经排水沟汇入生物滞留池进行净化。因此下凹式绿地、雨水花园的增建成为了本次建设的一个重点内容。

图2 池州职业学院内的下凹式绿地

图2为位于尚智楼、图书馆附近的若干处下凹式绿地，其任务是承担附近大量建筑屋面排水的吸收和储存功能。同时，为了有效监测绿地的存水量、径流变化、水位高低变化等情况，池州市海绵城市建设还引入了电子监控云平台，在校园内部分下凹式绿地附近设置观测基站，它与分布在整个城区的监控系统相连，共同为水务市政部门的管理提供及时准确的数据采集工作，也为后续的成效观察提供依据。

在对校内道路的改造上，首要方式是将原有的不透水硬化路面进行改造，增大路面材料结构厚度，将面层、找平层、基层全部替换为孔隙率大且材料强度满足相应规范要求的透水性铺装材料。在道路两侧路牙则增加侧向开口，将道路雨水作为客水引入道路周边绿地上的蓄水设施。

图3 不同窨井盖所标示的不同类型排水管道

如图3所示，通过现状走访辨识可知：经过改造后的地面上的雨水井盖和污水井盖可直观地根据井盖的不同和多个井盖的走向辨识雨污分流的处理措施，而不再是原有的雨污合流合并排入城市污水管网的处理方式。

2.2 “海绵城市”景观改造措施

依托“海绵城市”进行的校园景观改造与水处理方面的改造有着密切联系，突出体现在基于低影响开发的改造并不是对老校区规划格局的推倒重建，而是类似“修旧如旧”，在基本不改造校园建筑，不大规模改动校园基本面貌的前提下，达到改造升级的要求。因此该景观改造依托现有校园布局，对现状校园的开放空间、景观设施增设“海绵”设施，替换蓄水材料。该项设计内容划分为校园景观分区、每个分区的重点空间设施的改造平面图、需增建的设施节点大样图以及改造后的植物配置部分内容构成。

图4 尚智楼南侧广场前的海绵城市改造设施

图4为学校重要建筑“尚智楼”南侧广场，此处位于校园核心位置，由一条校内主干道联通南门外的虎泉路，广场中心设有升旗台，不仅是师生日常活动的主要场所，也是举办重要活动的室外集会场所，因此其成为改造的重点。原广场形状呈六边形，内部道路十字交叉，较为方整，因为其主要用于校内集会和部分临时车辆停放，大部分地面为硬质砖石铺装，经过长时间的露天使用，部分铺地砖也风化破损，同时受过去的规划设计局限，广场以排水为主要处理方式，广场周边设有排水沟，广场上的雨水经沟渠汇入雨污合流排水系统，最终流入观湖。该位置海绵化改造的方式由3部分构成：①增设下凹的雨水花园；②铺设与雨水花园相配套的独立于原污水管网的雨水管道系统；③对广场周边的道路铺装进行替换，将原先密实不透水的垫层和面砖，全部替换为透水砂砾为垫层，以透水的水泥砂浆为结合层，以透水砖或透水混凝土为面层的透水人行道。如图5所示为该处雨水花园的节点大样图。

图5 雨水花园做法大样图

图6为行政楼前广场，该处地形起伏较大，与校园道路有约1.5m的高差，对该处的改造采取在原有广场两侧绿地内开挖增设下凹式绿地的方式进行雨水汇集，并铺设相应管道。对原有硬化地面和校园内人行道路同样采取透水砖的方式进行替换。替换之后新的道路颜色亮丽，降雨后没有因地表污水径流而产生的污染，使这一区域形象焕然一新。

图6 行政楼前广场改造做法

校园海绵化改造的内容除了对广场类开放空间设施进行的提升以外，对校内湖泊水域的改造也是本次改造的重头戏：池州职业学院校内湖泊观湖为原河流故道，因河流改道、城市扩张等因素而逐渐演化为死水湖，对它的改造集中于驳岸的改造和与市政排水管线的联通。驳岸的改造如图所示，以自然抛石和石笼为防崩岸的加固措施，取代传统的挡土墙、混凝土护脚，实现与自然的和谐一致。

2.3 海绵城市雨污水处理改造措施解析

图7 图书馆附近片区雨水管线布置图

雨污分流是海绵城市改造的基本要求，在改造中对水的处理上，采用吸收——蓄积的方式，根据坡道走向、地形高差将各处设施吸收的雨水引入就近负责蓄积雨水的下凹式绿地，而污水管线则通过设置DN300-500直径的排水管道排入观湖，最终排入市政管道。在管线设置上，应考虑满足重力自流要求，排水管道转弯和交汇处应尽量保证水流转角≥90°，室外雨水管和污水管均采用埋地聚乙烯双壁波纹管承查连接，并用橡胶圈密封接口。

由图7可知：该区域道路两侧铺设的透水混凝土层下按走向设置雨水管线，并最终汇入图书馆东侧面积较大的下凹式绿地。

对观湖北侧学生宿舍楼附近的现存在现状污水管的处理为污水仍排入观湖，最终汇入西侧市政管道。而新修建的DN500雨水管线则将周边沿岸道路的雨水汇集入设置的蓄水池，雨水并未排入观湖，实现雨污分流的设计要求。

2.4 海绵城市的信息化建设

图8 海绵城市信息化监测设备

海绵城市的改造依托现有的气象水文数据进行，由于池州职业技术学院的海绵化改造完工时间不长，还未经历夏季强降水的考研，因此对设施未来的运行情况需要进行实时、动态的监控，池州市在此项目上就运用了“云平台”的监控措施.图8为设置在校内两处面积较大的下凹式绿地附近的太阳能监测基站.

该基站功能多样，设有传感器，可实时采集径流流量、降雨量等信息并发送到监控平台，再由平台对收集的数据进行汇总、分析，从而对海绵设施的运行效果进行评估，为下一步的改进提供实际的数据支撑。

2.5 建设后的反思与回顾

海绵城市建设的目标是实现雨水的完全吸收和再利用，但在目前条件下受制于具有种种局限，还不能实现这一目标，只能从尽可能削减地表径流角度去确立可行性目标。以职业技术学院校园为例，该校园的改造也存在部分未解决的问题，突出体现在观湖的治理没有得到充分解决。海绵城市对于自然水体有诸如建设雨水花园、人工湿地等方式净化来水，但受制于校园面积、开发难度、资金等多方面问题，以上措施难以实现，观湖作为部分污水管道排放的途径难以改变，导致观湖水质在改造后未充分好转。除此之外，该校区海绵城市改造还未满一年，未经历夏季暴雨的“考验”，其蓄水功能、径流削减真实效果还有待时间验证，这也是云平台建设的目的所在。