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摘要:在我國許多城市地區,自然降水不能正常下滲,補充地下水,城市洪澇與淡水資源短缺現象嚴重。在此引發了政府與專家學者對于水資源處理與雨洪管制建設的新一輪思考與探索。校園作為城市中土地開發強度高、人口密度較大的區域,對水資源有高能耗,高需求的特征,存在著內澇、雨水資源利用率低、缺乏水循環綜合管理等問題。為緩解此類問題,文章基于雨洪管制的理念,立足海綿城市理論,根據校園景觀中的功能與特點,分析校園景觀建設在雨水利用方面的不足,利用景觀格局的功能設計實現雨水循環利用。同時強調不僅僅是校園雨洪管制問題的解決,更加突出的是在這一過程中公眾的參與和實現校園和整個社會的教育作用。
關鍵詞:雨洪管制;校園景觀;策略
引言
(一)“海綿城市”產生的背景與意義
近年來,中國在城市化高度發展的同時出現了一系列嚴重的水問題綜合癥,城市內澇災害頻發、水資源匱乏、地下水枯竭等。這些水問題多發癥,亟需一個更為深入宏觀的解決措施。“海綿城市”理論的提出正是立足這一背景,是雨洪管理建設中提出的新理念,既是一種雨洪管理的哲學觀和方法論,也是一種城市形態的生動描寫。“海綿城市”的產生是符合我國獨特的地理氣質特征,是規劃未來城市防洪排澇、雨洪管理的重要指導思想。[1]目的在于采取生態和近自然的雨水綜合利用的生態措施,達到生態、經濟、社會等方面的可持續發展。通過科學合理的雨洪管制實現對雨水的凈化與滲透,達到緩解城市內澇、節約水資源,提高雨水利用率的目的。“海綿城市”改變了傳統的雨洪管理中以排為主的理念。“海綿”的意義在于將城市分化為千萬個細小的單元細胞體,將外部的力量分解吸納、有機消化,由此構成一個自然生態的排水系統。[2]強調自然生態化的雨水處理,通過緩解雨水的流量和徑流速度,控制雨水的再次污染,達到減輕洪澇災害,提高雨水的再利用率的作用。在宏觀層面,海綿城市更是協調人工建成系統與自然水文系統之間的矛盾,城市在“改變”與“順應”自然水循環之間取得平衡,最終促進人類、社會的可持續發展。
(二)校園景觀作為研究對象的原因
首先,校園內的排水功能性差,雨水不能及時排出,內澇現象更加嚴峻。當遭遇強降雨時,校園積水面積廣,涉水面積深,對學校的正常教學及師生的生命安全等方面造成了眾多不利影響。校園中人口密度較大,校園內的需水量巨大。節約用水是社會每一個人的責任。其次,校園中發生內澇現象困擾的同時說明校園內潛在可利用的雨水量大。雨水相對與其他水源而言具有污染較低、較好實現了再次回收利用的優點。通過對雨水的再利用,自然滲透補充地下水和對地下水的凈化,能有效改善城市水資源的需求大的狀況,同時有利于城市整體水資源的節約,實現城市生態自然水循環。校園是具有寧靜、安定、文化氛圍的空間。校園的綠化率較高,公共空間形式多樣豐富。同時相對而言硬質鋪裝面積也比較多,匯水面積較大,可以充分利用雨水與校園景觀相結合,融雨水的藝術價值與校園氛圍于一體,景觀空間的營造結合雨洪管理的生態理念,在滿足學校師生使用功能的同時充分利用自然資源。學校是國家與社會未來發展的重要部分,在校園中將生態環保的意識形態與學生的學習生活相互融合,對學生的生態環保意識產生著潛移默化的教育作用。[3]以致在未來生活中播下環保生態意識的種子。
一、雨洪管制與校園景觀
(一)校園景觀及其要求
校園在城市空間中像一個獨立的小系統,學生和教師共同生活在這個系統中,校園景觀是校園人文精神的物質載體,是能夠體現校園自身的精神風貌與氣質、為師生營造良好的學習氛圍、活動空間,發揮科普文教功能和作用的綜合景觀。其景觀設計要求表現在:
1.交流活動需求
校園是學生與學生之間,教師與學生之間互動交流學習的場所。為創造良好的交流互動學習環境,校園的綠地景觀通常具備提供開放、休閑的舒適空間,能夠創造優雅、有活力的視覺環境,調節校園微氣候、涵養水源的功能。
2.生態、低影響開發
在校園景觀中盡可能地保留了原有的空間格局(水、山體、綠林和原生態植被等),校園景觀在規劃與設計時都盡量體現了自然要素景觀,采取生態、低影響程度的開發,對已破壞的地塊進行恢復與適當改造。同時由于校園場地往往空間有限,校園綠地因此也按照校園建筑格局分布(如圖1),校園綠地一般具有占地面積不大,布局分散、缺少成片、大面積連續的形式等特征。
3.文化、教育
校園景觀體現了該校園的歷史文化風貌,學校通常被看成是一座城市中的文化傳承及創新的重要力量,校園與城市文化有著緊密的聯系,一般而言,每一所學校都有屬于其自身的文化底蘊與內涵,校園文化的傳承會通過校園景觀的形態展示與表現。在校園文化和校園景觀的相互作用,相互影響中,校園景觀對學生也產生了潛移默化的人文、教育作用。
4.環境質量優,雨水再利用率高
校園內的師生環保意識較強,校園景觀的環境質量明顯會優于城市的其他公共空間,實現雨水的回收與利用率較高。首先,校園景觀的雨水水質相對較好,校園機動車量較少,車流量不大,來自機動車道的雨水徑流污染物小于城市其他地區。[4]其次,校園內的雨水地表徑流量大,校園內的建筑、道路、停車場、廣場等不透水表面面積較大,地面匯水面積大,導致雨水徑流的速度和總量都大大增加。
(二)雨洪管制對校園景觀的要求
校園作為城市中土地開發較早,強度大的區域,貫徹雨洪管制的理念與設計更應該走在城市發展的前列,發揮在城市土地開發利用中的學習示范、教育作用。雨洪管制理念下的校園景觀根據師生不同的群體特征與需求,通過設計來滿足師生群體不同的空間功能需求(學習空間、教育展示空間、集會活動空間、獨處空間等)。從傳統簡單的地下管道排水工程或技術的結合,發展到與景觀設計密切結合的雨洪生態管理層面。[5]更強調的是采取近自然生態的生態措施。換言之,要求從單一的地下管道排水到實現地表雨水的吸納與綜合利用,真正做到建設綠色可持續發展的綠色校園。
(三)案例分析
通過分析研究美國波特蘭市的塔博爾山中學的雨水花園曾榮獲ASLA綜合設計榮譽獎,詮釋雨洪管制理念下的校園景觀。如圖3。此花園改建自一個停車天井,四周是校園建筑,圖4原是瀝青材質的鋪裝,夏天場地溫度高,場地利用率不高。通過對庭院空間的重新設計,將硬質鋪裝改造成一個集生態、教育與藝術功能于一體的創新性雨水花園。暴雨時,雨水會自然地流入這個下凹的綠地中。當雨量增加時雨水花園中的徑流雨水逐漸上升,當雨水量超過綠地的承載量時,雨水會通過管道和排水溝自動流出花園并進入下水道系統。綠地中設計了一條人性化的由細沙鋪設的道路(約為0.6m寬)。該“走廊”的設計既能使人觀察到雨水從不同區域進入花園的過程,在實現雨水可持續利用的同時也注重了教育功能的發揮。同時,“走廊”的設計不僅增加了景觀與人的互動,人與人之間的交流與活動,而且能作為工作人員修剪維護雨水花園的通道。據實際數據統計,該雨水花園內收集的所有降雨都能被滲透,在兼顧功能與美觀的條件下真正做到解決了原有的問題,如圖5。從塔博爾中學雨水花園案例中可以看到,該方案在滿足校園用地本身承載的教育學習、娛樂休閑等基本功能需求時,充分發揮了場地對雨水資源收集與利用的綜合功能效益(減低經濟成本、豐富社會功能等)。在結合雨洪管理的景觀設計中,協調設計景觀布局形式與校園用地使用功能之間的關系,不過度強調技術的應用而降低對設計美學的追求以及忽視土地真正的利用價值;可持續的設計方案是無需以高成本的景觀作為支撐,采用低影響開發技術設施與景觀設計進行科學合理的整合,以實現低成本,低維護的設計目標;此類設計同時需注意大規模雨水徑流量儲蓄用地存在安全隱患,在設計的尺度中應設置保護兒童、師生安全的設施。
二、校園景觀的雨水可持續利用
校園景觀中的雨水的可持續利用是將場所精神、視覺效果、功能特質與雨水可持續利用技術的結合?;谛@景觀的功能與特點實現雨水可持續利用,適應學生生活和學習多樣性的需求。建設“海綿校園、雨水花園”,其建造成本低、維護管理成本低、生態價值高,是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用設施。滿足學生在校園中的學習、休閑游賞、娛樂以及社會活動的需求,提高校園綠地的綜合利用率。立足于校園場地的特征,豐富雨水收集利用形式,增加雨水收集基礎設施美感,選擇綠色屋頂(圖6)、生態草溝(圖7)、雨水收集(圖8)、雨水花園、透水鋪裝(圖9)等綠色基礎設施。利用植物和土壤的自然過濾作用對雨水進行初步凈化和蓄留,并將多出的雨水通過排水管引流向地下排水系統。實現校園景觀的雨水可持續利用,設置綜合性的雨洪管理規劃管理系統,考慮不僅是利用建筑單體或個別雨水滲透技術,采取更加整體、宏觀的措施進行雨洪管理,更多地考慮各雨洪管控設施部分與整體之間的聯系。建立整個校園場地內的雨洪管控設施系統,進一步加強雨水控制效益、實現雨水的自然水文循環。
三、實現過程中發揮教育功能的意義
以同處在美國波特蘭市的中學校園綠地案例為分析,該校園建設在于營造一個具有教育意義的實驗性場所。首先,在方案的設計與建造中,都是由老師、學生、家長親身制訂建議與監理實施,在這個過程中讓人們更加深入地了解綠色生態設施的建造以及其中的技術原理,環保的理念更加深入心中。其次,它對學生提供了一個開放的戶外課堂空間,可以向人們來綜合展示雨水徑流控制的各種技術與設施(小型的調蓄水塘、種植密集的植草溝、雨水花園以及兩個儲水池)。同時在綠地中的植物的周邊設置了一系列解說牌(如圖10所示),闡釋植物對雨水徑流的削減、滲透、凈化等有多重作用。在綠地中設置了簡單的雨水吸收與利用的循環路徑,便于學生們觀察景觀細部和運行效果,并營造半圍合的休憩設施,提供討論、交流的場所。校園是學生學習生活的場所,雨水可持續利用的綠色校園景觀使校園內以及周邊的人長時間處于生態可持續的景觀環境之中。校園綠地、廣場、運動場、乃至教學與宿舍樓內部的空間,與大家息息相關的方方面面都潛移默化且形象地影響著人們,并為人們建立了環保生態的意識。
四、結語
城市化的高速發展改變了城市原有的生態水文循環過程,造成一系列水問題的綜合癥,水資源短缺、城市內澇等頻發現象。國家提出生態宜居建設的政策以來,人們逐漸意識到水循環對生態宜居中的重要性。學校每年用水量巨大,存在著內澇、雨水資源利用率低等普遍性現象。本文希望吸納海綿城市的理念利用景觀格局的功能設計緩解校園中存在的各種雨水問題,內澇,水資源短缺等,真正實現校園雨水可持續利用,實現自然積存、自然滲透、自然凈化的自然水循環。緩解該問題其意義不僅僅是達到校園生態宜居化和景觀美化,更加希望讓廣大群眾在學生時代就樹立生態環保的意識,將綠色可持續發展的意義貫徹深入到以后的工作、學習、生活中。
參考文獻
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[6]劉一瑤,郭國文,孟真,劉海龍.基于低影響開發的清華學堂路雨洪管理與景觀設計研究[J].風景園林,2016(03):14-20.
作者:申珂婷 張劍 單位:山東大學