基于低影响开发理念的校园绿地雨水景观设计

刘欣欣 武文婷 任彝

摘要：高校雨洪、积水等问题频发，低影响开发设施的研究与应用是校园绿地景观中雨水管理的重要手段。如何借助低影响开发理念等对校园绿地雨水景观进行优化设计，是目前相关领域一个重要的研究方向。分析校园绿地雨水景观的设计原则和设计策略，并以浙江工业大学“和园”为设计实践案例，进行雨洪现状调研，针对场地存在的问题，以低影响开发理念为指导理念，运用艺术化景观设计手法结合适宜的雨水设施（植草浅沟、雨水花园、透水铺装等）对“和园”进行了优化改造实践，以期为高校绿地雨水景观的建设提供借鉴和参考。

关键词：低影响开发;校园绿地;雨水景观;可持续

中图分类号： TU985.12+4;S731.2  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）20-0126-07

水环境污染、水资源短缺等环境问题，给人们的生活生产、居住带来恶劣影响。为了应对城市下垫面过度硬化、水文环境破坏、洪涝灾害频发等系列问题，20世纪90年代美国提出了低影响开发理念（LID）。LID是一种新型的综合雨洪管理模式，强调最大限度地降低城市开发对生态环境带来的破坏，从源头控制、处理雨水资源、减少城市雨洪灾害。国务院在2015年颁布了《关于推进海绵城市建设的指导意见》，充分发挥生态系统对雨水的利用、控制功能，解决突出的水文和生态环境问题[1]。

国外关于低影响开发理念在校园中的应用设计偏早，如美国的亚利桑那州立大学生物设计研究所、塔博尔山中学、哈佛大学制定了一系列的雨洪管理系统，并设计实践了校园雨水景观项目，获得了一定的成果。我国也进行了一些雨水景观实践先例，但鉴于我国相关理论发展较晚，所以相关理论、制度、管理系统等还有待提高和完善。

高校作为学术人才的教育研究与创新基地，承载着重要的文化教育职能，是城市社会活动空间和生态绿色板块构成的要素之一[2]。而目前，高校校园面临着供水压力、园区内涝、校园内河湖被污染等威胁。若能将低影响开发雨洪管理措施与绿地景观可视化设计相结合，不仅能满足校园绿地景观灌溉，节约水资源，涵养水源，而且还可以营造校园特色雅致景观，无意识地传播生态教育理念。

1 校园绿地雨水景观设计原则

1.1 生态效益原则

生态功能是雨水景观可持续发展的重要要素之一，自然界中的植物、动物、微生物相互联系、相互协调，维系着生态景观系统的平衡。由各种生物组成的植物群落参与并影响环境的物质交换，是生态景观系统的基础[3]。因此，在雨水景观设计时要考虑低影响开发设施的生态功能，保护地形地貌和原有生态群落，选用可以承受晴雨天气变化、干湿交替的两栖植物;植物叶茎的光合作用和根系呼吸作用，能够过滤吸收有害物质，缓解周边小气候;使用透水铺装，还原土壤的自然过滤、自然渗透的水文循环系统[4];構筑生态可持续的绿色校园雨水景观。

1.2 资源利用原则

雨水作为自然界中污染较小的水资源，如不能被利用，会造成水资源的大量浪费。校园绿地不仅可以有效控制地表径流和峰值流量，还可以对面源污染进行过滤、沉淀，减少有害的污染物，净化水资源。在高校中实现雨水资源的合理化利用，既要控制雨水径流流量、流速，为雨水渗透提供更多的机会和时间，增加雨水的自然渗透率;又要提高雨水资源的回收利用率，储蓄经过过滤净化的雨水为补备资源，用于校园景观灌溉用水，节约水资源。

1.3 地域性原则

低影响开发设计不仅要考虑气候降雨、水文特点等条件，还要兼顾地形、植被特性、土壤条件、场地文化等特征。在提倡绿色生态可持续、特色差异化发展的趋势下，在校园景观设计中要统筹协调场地空间的关系，最小程度破坏场地原有的生态脉络，最大化保留场地区域地形形态，利用现有的自然条件来进行自然的渗、透、滤、滞和控制雨水径流。选用本地乡土植物，融入高校的文化精神理念，使绿地雨水景观设计既可以展示具有地域特点的文化属性，使人们得到一种自然的归属感，又使得景观具备了生态弹性功能来应对雨水天气的变化，满足可持续发展的要求。

1.4 景观教育性原则

高校是国家与社会的人才储备基地，校园环境可以影响学生的身心健康和审美素养。在进行校园雨水景观设计时，基于雨水管理目标的同时应注重校园精神文化的氛围构建与传播。将雨水径流过程最大程度通过可视化的景观设计展示给众人，潜移默化地传播低影响开发理念及生态教育认知，将校园打造成自然界的大课堂，发挥其最大的教育职能[5-6]。

2 校园绿地雨水景观优化策略

2.1 保护场地，最小影响原有生态

传统的市政地下管道排放方式，不仅没有很好地解决积水洪涝问题，还造成了大量雨水资源的流失、浪费。而低影响开发设施从源头出发小规模分散式的调控雨水径流，使场地自身对雨水的渗透和消纳能力最大化，保护场地自然地貌和生态环境进行建设开发。根据低影响开发雨水设施特点对场地现有的景观环境进行优化设计，利用场地条件吸收、渗透、储留、净化雨水。此外，要综合考虑施工工程量及后期养护、管理等成本问题，以实现生态可持续发展的目标。

2.2 源头控水，构建雨水循环体系

由不同的雨水功能设施组成的绿地雨水管理系统是低影响开发设计中重要组成部分，若要保护场地，实现场地最低影响开发，就要利用场地有利条件从源头控制雨水径流。具体方法如下：道路采用透水性能好的铺装，增加雨水渗透率;利用植草浅沟、卵石沟雨水设施控制雨水径流和水质;通过竖向设计引导地表径流到下沉式绿地或生物滞留池等低影响开发设施[7]。构建一个“源头吸纳控制、引导路径分散径流、末端滞留储蓄”完整的雨水利用循环系统，最大化发挥绿地的综合效益[8]。

2.3 艺术美学，建设特致弹性景观

校园绿地雨水景观要求能在雨水天气条件下具有很好的“弹性”，拥有自然积存、自然渗透、自然净化等功能特点以适应环境变化。通过下沉式绿地景观、植草浅沟、透水铺装、生物滞留池等低影响开发设施与植物配置设计，添设植物种类、丰富植物季相色彩，使绿地景观在层次、色彩、质感都体现出美感，增添景观的视觉吸引力和精神感召力。下雨时，具有低影响开发设施的绿地景观收集、过滤雨水资源，呈现别具一格的绿地雨水景观;晴朗时，富有韵律和节奏的景观环境与创意休闲游憩设施结合，同样散发着迷人的魅力;晴雨交替，共同营造一个生态、低影响、优美的弹性校园景观环境。

2.4 径流显露，发挥文化教育功能

传统的雨水设施都埋在地下，校园绿地景观与生态雨水设施的整合设计通过下凹式绿地、生物滞留池、植草浅沟、明沟等低影响开发措施呈现可视化的雨水排、渗、滤、滞等生态过程[9]。雨水径流路径可视化与景观空间艺术性设计可通过看、听、玩、触等多元化设计手法，创造出具有体验情境和感召力的绿地雨水景观。无意识地向广大师生展示低影响开发设施在校园绿地雨水景观中的生态工作过程，潜移默化地传递可持续生态发展和低影响开发理念，增强师生的环保意识，发挥其教育功能。

3 浙江工业大学“和园”绿地雨水景观优化设计

3.1 区位概况

项目地块位于浙江省杭州市西湖区，地处 30°13′36.27″N，120°01′51.96″E，属于亚热带季风气候，雨水充沛。年降水量为1 827.9 mm，年雨日数为173 d。5—7月受季风影响形成梅雨季节，8—9月受台风影响，也会有多日的强降雨天气。

浙江工业大学屏峰校区（以下简称浙工大）位于杭州市西湖区小和山地段，而小和山地域多山、植被丰富、空气湿度大，所以降水量大且频繁;且小和山地势低洼，市政排水管道不完善，每逢梅雨季节和台风天气，浙工大屏峰校区则会出现严重的雨水积涝、水漫校园等问题。

3.2 场地现状调研

“和园”呈100 m×50 m的长方形形态（图1），总面积达5 000 m2。位于浙工大西苑生活区中心地块，东、南、西三面均是学生宿舍，北侧是学校家和食堂，每天大量师生活动聚集于此，地理位置优越，人流量密集。区块地势南高北低，经常出现道路积水、雨水满溢、 雨水径流污染等现象，给师生日常活动带来不便。

3.2.1 地表设计不合理，道路积水严重 “和园”地势南高北低，且绿地景观以堆高的小起伏丘坡微地形为主，小丘坡路面高于周边道路，降雨时，雨水径流则由丘坡绿地自高向低地流向道路。植物落叶和颗粒污染物经雨水冲刷，造成雨水径流污染，堵塞雨水篦，增加道路排水压力。由于周边不透水沥青混凝土道路、绿地边沿不透水路缘石的阻隔，市政管道设施不健全，雨水无法快速排放，使得雨水滞留在路面上，导致道路严重积水（图2）。不仅影响校园景观环境，也给广大师生的出行活动带来很大不便。

3.2.2 雨水设施缺乏，雨水难于滞留 “和园”景观以凸起的小丘坡为主，没有设计下凹式绿地（雨水花园、生物滞留池），园路采用不透水硬质铺装和卵石铺面，难以对雨水进行渗透和过滤，使场地无法吸纳消化的雨水只能外排到四周，无法形成低地汇流，不利于雨水的收集和滞留，从而不能有效缓解地表径流量大、道路积水等问题。场地内缺乏植物群落层次，只是简单绿色丘地搭配大小乔木植株，景观效果单调乏味，植物的雨水截留和保持水土的作用弱，不能有效涵养水土，更无法发挥植物的过滤和净化作用。

3.2.3 绿地景观单调，缺乏文化精神 场地内景观单一，植物种类较少，只有几棵中大型乔木，缺乏景观层次和韵律（图3）;植物造景设计布局分散，不能形成视觉焦点，景观视觉效果差，无法营造校园特色景观气质。场地设有“和园”名牌柱，与家和堂（食堂）、家和西苑宿舍区秉承了一致的“家”、“和”校园文化，然而整体景观缺乏视觉聚焦点和感召力，互动休闲设施缺乏，无法吸引师生停留驻足，也未能体现出“家”、“和”的文化和精神。师生频频去来往返，却极少停留，造成空间场地的资源浪费。

3.3 场地设计目标和理念

“和园”以呈现迷人的绿地雨水景观环境和实现雨水资源化利用为目标，通过对研究区域的综合分析，對多种雨水设施的整合设计布局，旨在打造一个从雨水源头控制到末端储蓄利用的雨水管理系统，改善校园绿地现存雨水积涝和景观视觉问题，建设一个自然式、低影响、具有多雨江南特色的高校绿地雨水景观的环境教育场地和示范点。

低影响开发的核心理念是源头出发、小规模、分散式的处理、控制暴雨径流、水体污染[10]。结合低影响开发设施与校园生态绿地环境的设计，可以达到自然净化、就近利用或回补地下水的效果，解决校园雨洪内涝给校园生活和学习带来的不便。从而实现高校雨水资源系统的改进与完善，确保校园内部的日常生活有序进行。对低影响开发理念在校园绿地雨水景观设计中的应用进行分析和探讨，不仅是景观水文环境的发展趋势，也可以为高校雨水资源综合管理与绿地景观相结合的设计提供参考。

3.4 绿地雨水景观优化途径

前期对场地的问题分析和绿地景观雨水管理设施的目标、设计策略进行探讨，根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》的规范要求，在保证景观视觉美学效果的前提下，对浙工大“和园”绿地景观进行优化设计，以期发挥绿地景观的综合功能，营造一个调控雨水、净化水资源、美化环境、科普育人的校园绿地雨水景观小花园[11]。

3.4.1 方案总体设计 “和园”绿地的优化改造以低影响、低成本、小规模的方式进行，多元结合排、渗、滞、净等功能，依据生态雨水设施与绿地景观设计相结合的整合设计，以实现控制源头污染、降低雨水径流量、资源化利用雨水等目标。方案总平面图如图4所示。

3.4.2 雨水设施布局 通过分析“和园”绿地存在的雨水问题，结合场地现有的地形、植被、道路情况，依据生态性、教育性、低影响设计原则和构建雨水设施系统、雨水资源化利用的营造策略，对场地拟采用下沉式绿地、生物滞留池、透水铺装、植草浅沟、生态树池等生态雨水设施进行设计。具体设施布局如图5所示。

3.4.3 下沉式绿地优化设计 下沉式绿地景观是一种海拔低于周边道路高程的下凹式绿地景观，雨水顺应地势条件由高向低汇聚凹地，便于收集、储留雨水，减少周边地表径流量。下沉式绿地景观也采用生物滞留技术，通过植物过滤、微生物降解、土壤吸附等来沉淀、过滤、吸纳雨水中的污染物，起到降低雨水径流量、净化雨水、补给地下水的作用。植物设计要选择耐涝、多年生、维护成本低的乡土

草本植物，同时也要考虑具有季节色彩变化的植物，如斑叶芒、细叶沙、香根草、石菖蒲、屈菜、旱伞草等（图6、图7）。

3.4.4 道路铺装改造设计 场地中的原有园路采用不透水地砖和混凝土浇筑鹅卵石设计而成，下雨天气时在地表积存的雨水无法向下渗透，造成道路表面湿滑、积水现象，给师生出行带来不便。选用具有良好透水性的铺装和砾石替换原有的不透水铺装，可在一定程度上提高场地道路的雨水渗透率，缓解路面雨水径流。在园路与绿地的衔接处采用植物、鹅卵石与雨水篦的组合设计，不仅可以美化环境、丰富道路的组成形式，还可以过滤污染物并补给地下水资源（图8、图9）。

3.4.5 植草浅沟设计 植草浅沟是雨水径流的中断传输路径，起到承上启下的联结作用。保留该地块东南侧的小丘坡地貌和樱花植株，在小丘坡地边缘设计宽度为40 cm、深度为15 cm、坡度为3%的植草浅沟。雨水顺势由小丘坡地下排到植草浅沟中，在此进行雨水过滤、渗透、截拦、净化等，可以有效去除雨水中的悬浮颗粒物和吸附分解部分有害元素。然后利用植草浅沟的径流传输功能，将雨水汇集到地下设有蓄水池的下沉式绿地或生态滞留池中，在此进行雨水的资源化利用（图10、图11）。

3.4.6 生态树池、花坛设计 场地之前的休闲设施少、老旧破损且没有创意，缺乏吸引力。“S”形半包围树池、半圆、扣形树池等建设在东侧的带状小广场上，通过土壤渗透和植物过滤吸附来涵养水源、补给地下水。水池、花坛高程低于广场，且设有缺口，便于雨水的汇入和排出。水池、花坛经过精心的植物设计，兼具生态性、功能性、景观美学性，在进行雨水处理时，也为师生交流、休憩提供了场所，直接可视化展示雨水径流和低影响开发设施的工作流程，打造了独特魅力的晴雨交替景观（图12、图13）。

规则与不规则曲线半环绕式抬高花坛、生物滞留池，因地制宜地保留了原有场地的地势。抬高花坛的设计丰富了景观的层次感和节奏感，多样化的体验以及景观空间的相互作用，呈现出极具魅力的场地感。场地的雨水景观在性质、功能、用途和体验等方面的丰富多元性，将昆虫和小动物吸引至此，形成小块生态栖息地，学生被吸引来此进行社交、体验并与环境、自然进行互动，拉近了学生与大自然的距离（图14、图15）。

3.4.7 建立智慧检测系统 “互联网+”与大数据时代的到来，为“智慧校园”带来了技术上的革新与支持。校园绿地雨水设施系统不单需要工程的建设，而且需要互联网智慧检测系统。对下沉式绿地、生物滞留池、透水铺装等生态雨水设施进行检测、管控，收集、处理、分析雨水径流量、雨水渗透率、雨水汇集量等系列数据，同时配合使用后的指标评价体系，对场地进行后续考察检测，以期达到最好的低影响开发绿地雨水景观效果。

考虑到暴雨、台风天气来临，该地块短时间内可能无法消化大量雨水，因此设计市政排水管道与校园北侧的后山河流联通。超过蓄水池最高水位的其他雨水资源则被排放到与我国西溪湿地汇通的自然河流中。

4 结论

针对“和园”绿地现有的生态现状与雨水问题进行分析与研究，探究了低影响开发设施与绿地雨水景观设计相结合的可行性，对“和园”绿地雨水景观进行了优化设计。通过建设下沉式绿地雨水花园、植草浅沟、透水铺装、生物滞留池系列低影响开发设施，对校园绿地的雨水资源进行渗、滞、净等综合管理，搭建了一套高效、生态的雨洪管理系统。使其成为具有教育意义和示范作用的校园绿地雨水景观设计的先行者，为绿色生态校园雨水景观建造提供一定的参考价值。

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