LID雨水渗透设施在武汉大学校园的应用现状

李 睿

(武汉大学城市设计学院，湖北 武汉 430070)

1 概述

雨水是城市水循环和区域水循环中的重要一环。近年来随着城市的扩张及更新，大规模新建建筑，造成地面硬化率上升、地表雨水渗入率降低，使得雨水地面径流量增加，一则地下水得不到有效补偿，雨水白白浪费，二则形成城市雨洪，给人们的生产、生活带来危害。在此背景下，发展生态友好的雨水利用技术、在维持场地生态稳定的前提下进行开发建设，成为重要的城市课题。从二十世纪七八十年代起，发达国家率先探索相关技术和设施，LID已经是实践证明较为成熟有效的场地设计和径流管理理念。

高校具有人口密集、集中用水量大、开放性强等特点，校园环境绿化率高、汇水面积大，且水质较好。在高校合理开发利用雨水资源，从资源层面上讲，可以节约水资源，缓解校园供水压力；从生态层面上讲，可以减少雨水径流，降低洪峰流量，减轻排水压力，并有效增加地下水补给。

2 LID相关介绍

LID是Low Impact Development的英文缩写，中文译作“低影响开发”。LID起源于20世纪90年代末，是一种基于生态友好理念的场地开发和雨水管理方法，旨在减轻对土地、水和空气的影响，强调整合场地设计和规划技术，保护场地的自然系统和水文功能。

基于LID理念的雨水利用基础设施数量众多，种类繁多，从主要特性和流程功能上可分类为：渗透系统、截污净化系统、运输系统和储存系统。本文选择LID基础设施中的渗透系统作为主要研究对象，是因为渗透系统内的主要技术设施与景观营造的结合更为密切，对校园景观的指导意义更大。下文将具体介绍渗透系统的各项技术设施。

2.1 生物滞留池

生物滞留池的作用机制是：当径流穿过植物和土壤群落时，依靠土壤和土壤里的微生物来净化雨水水质，并通过管道输送处理过的雨水。滞留池底部高程低于周围地面，可积聚部分雨水、削减径流量，是建筑物、土地之间以及沿路边输送水的一种经济有效的方式。另外，该设置一般结合本地植物与当地气候布置，具有一定的景观效益。结构如图1所示。

2.2 绿色屋顶

绿色屋顶又被称为植被屋顶、屋顶花园，是指对建筑物高出地面的平面部位如屋顶、阳台等进行绿化，旨在成为闭环系统，源头收集雨水、减缓其排放，在控制强烈的短时暴风雨方面特别有效。此外，绿色屋顶还可以通过植被的蒸腾作用及额外的隔热措施来调节建筑温度，从而减少供暖和制冷负荷。因此，建造绿色屋顶一方面美化景观，拓展游憩空间；另一方面减少区域热岛效应，改善区域生态环境。绿色屋顶可以建在平屋顶或倾斜屋顶上，但是平屋顶更易于安装。结构如图2所示。

2.3 透水铺装

透水性路面使水可以垂直流过坚硬的表面，减小雨水径流。透水性铺装有两种类型：一是铺设材料具有透水特性，如透水沥青混凝土、透水水泥砖等；二是材料本身不具有透水性但形状中空、边空或镂空，可以使径流与地面土壤面接触。一个透水的铺路系统还应包括土壤、砂石等类型的地下基层，以增加雨水存储量并最大程度地提高渗透率。使用高反照率或浅色的透水铺装系统可以减少城市热岛效应。结构如图3所示。

2.4 下沉式绿地

下沉式绿地的雨水溢流高程在下凹绿地与周围地面平均高程之间。广义的下凹式绿地包括地面低洼湿地、植物涵养带和雨水花园等雨水利用设施。以雨水花园为例，地表层为亲水性植被，渗透层为微生物活动适宜的有机沙质土壤。当裹挟着地面上污染物的雨水流入雨水花园时，下凹空间存储雨水、延缓其入渗时间，植被和土壤吸收并净化大量污染物。下沉式绿地适用区域广，建设和维护费用较低，景观利用率高。结构如图4所示。

3 雨水渗透设施在武汉大学校园的应用现状及景观指导

3.1 校园景观概况

武汉大学位于东湖之滨、珞珈山下，校园环境优美，景色宜人，被誉为“中国最美丽的大学”。学校占地面积5 195亩，建筑面积266万m2，景观主要集中在校园中心文理学部。中西合璧的宫殿式建筑群古朴典雅，巍峨壮观，樱园老斋舍、宋卿体育馆等26栋早期建筑被列为“全国重点文物保护单位”；武大樱花闻名全国，每年春季3月中旬樱花如期开放，吸引全国数百万游客前来赏樱；校园内植物种类丰富，珞珈山被誉为全国树木园。武汉大学校园拥有得天独厚的景观资源，是武汉市乃至全国著名的集人文与自然景观于一体的游览胜地。

3.2 雨水渗透措施的校园应用现状

武汉市属亚热带季风性气候，常年雨量丰沛，集中在每年6月～8月。此外，武汉市热量充足、光热同季、冬冷夏热、四季分明，孕育了得天独厚的自然景观。在此气候背景下，漫步武大校园，自然景观随处可见，其中也包含了与雨水渗透相关的设施，列举如下：

1)透水铺装。

路面透水铺装，能含蓄下渗雨水。武大校园路面的透水铺装比重比较小，多集中在滨水一带和近几年新建或翻修的景观区，如图5所示。

2)下沉式绿地 。

下沉式绿地可在校园道路、生活区等绿地采用，滞留延缓雨水径流、净化雨水水质，并补充地下水。鉴于武大校园的地势情况，结合低地布置下沉式绿地非常方便有效，如图6所示。

3.3 校园景观的不足之处及改进方向

3.3.1屋面雨水利用

屋面雨水径流量大、遇强降雨时峰值高，收集利用相关设备布置方便。教学楼、宿舍楼等建筑的屋面雨水经过初期弃流装置后进而收集利用，收集的雨水径流可以直接用于道路冲刷、绿地浇灌。而武大现有的建筑屋面，只有简单老式的排水方法，缺乏良好的雨水利用设施，特别是与景观相结合的生态屋顶形式，这样便浪费了武汉本地充沛的雨水资源，错失了良好的雨水利用机会。

针对这种情况，首先应该将现存建筑进行分类、区别改造。年代久远、不宜大规模施工的建筑应该改进完善现有的屋面排水系统，在建筑物周围布置雨水桶和干井，以便收集雨水进行净化、存储。另外，满足更高要求施工条件的屋顶，可种植本地植物，利用LID基础设施的屋顶花园规范建设，有效利用雨水径流，拓展校园绿化范围。

3.3.2路面雨水利用

大学校园内的生活人群类型单纯，生产生活活动简单，路面相较城市其他区域路面污染较少，所以相对处理工艺更加简单。然而由于武大校园路面高低起伏，有些置于高处的垃圾收集点或其他污染源产生的污染物会顺着路面地势四处蔓延，甚至流入水体，污染环境，有碍观瞻，如图7所示。

在路面处理上，首先要减小硬化率，合理设置雨水口，并在雨水口等位置设置过滤网，拦截路面上的固体污染物。另外，对于非主干道、人流量小的路面进行改造，铺设透水性路面，在降水初至以及雨量较小时，直接吸收径流，下渗到下层土壤；对于使用强度大的路面以及降水量大的情况，应考虑多种雨水利用设施，例如路面两旁布置下沉式绿地等。

3.3.3绿地雨水利用

武大现有的绿地面积非常可观，但存在很多设计不合理的问题，比如：绿地高于路面，绿地与路面之间有硬质阻隔(如图8所示)；坡面绿地的径流控制能力较弱，需要植入工程设施加强雨水下渗(如图9所示)；绿地吸收的雨水通常未经储存便排放，未能再利用，等等。

一般的绿地设计是中心地带凹陷、边缘地带高起，在相对标高设计上采取“建筑物>硬化地面>绿地>排水口”的模式，使绿地成为天然的收集池。合理的绿地坡度可以延长雨水径流在绿地中的停留时长，延缓入渗过程，同时过滤雨水中携带的污染物，减少水土流失。另外，在绿地中埋设水管输送净化后收集的雨水，可用于冲刷道路或不降雨时浇灌绿地。而且下沉式绿地的结构简单，造价便宜，很适合在校园中选用。

在设计绿地景观时，需注意以下几点：一是减少周围封闭路面面积，增强绿地与硬地的自然衔接；二是尽量选取本地生亲水性植物种类种植，并考虑绿地景观的呈现效果，使之成为人们休闲娱乐的场所；三是组合使用LID的雨水利用设施，达到雨水利用率最大化。

3.3.4运动场地雨水利用

运动场地如田径场、篮球场等一般占地面积大，产生的雨水径流量也大，是雨水利用不可忽视的重要源头。武大运动场地现存的问题有：场地不透水面积大，场地不平且存在高程低于周围路面、绿地高程的问题，导致雨水携带污物倒灌场地并堆积污染物；场地排水设施简单，缺少景观设计(如图10所示)。

考虑到运动场地结构简单，接收雨水径流的面域平缓，可以考虑透水的场地材料，并在场地下层设置雨水收集装置，将经过截污设施的雨水统一汇集到储水调节池内，回用于灌溉绿地、清洗道路、补充景观水体等。

4 结语

作为一个坐拥山水的百年老校，武大校园良好的生态环境自是不用多说。仔细观察便随处可见的雨水利用设施，甚至是基于LID理念的相关设施，让人体会到学校对生态保护、水资源利用的良苦用心。虽然目前校园景观在雨水利用方面的工作还有很多缺陷，但相信通过学校和社会各界的共同努力，可以把校园环境建设得更加美观整洁、生态友好。

以高校校园环境为切入点，开展基于低影响开发理念的雨水利用景观技术具有较强的指导性,可以对城市其他区域的雨水利用技术推广提供理论支撑和技术借鉴。这一举措可以提高城市水资源的循环利用效率,缓解城市缺水现象和洪涝灾害,实现城市可持续的生态化发展。