雨洪管制理念下的校园景观设计策略

雨洪管制理念下的校园景观设计策略

摘要:在我国许多城市地区,自然降水不能正常下渗,补充地下水,城市洪涝与淡水资源短缺现象严重。在此引发了政府与专家学者对于水资源处理与雨洪管制建设的新一轮思考与探索。校园作为城市中土地开发强度高、人口密度较大的区域,对水资源有高能耗,高需求的特征,存在着内涝、雨水资源利用率低、缺乏水循环综合管理等问题。为缓解此类问题,文章基于雨洪管制的理念,立足海绵城市理论,根据校园景观中的功能与特点,分析校园景观建设在雨水利用方面的不足,利用景观格局的功能设计实现雨水循环利用。同时强调不仅仅是校园雨洪管制问题的解决,更加突出的是在这一过程中公众的参与和实现校园和整个社会的教育作用。

关键词:雨洪管制;校园景观;策略

引言

(一)“海绵城市”产生的背景与意义

近年来,中国在城市化高度发展的同时出现了一系列严重的水问题综合症,城市内涝灾害频发、水资源匮乏、地下水枯竭等。这些水问题多发症,亟需一个更为深入宏观的解决措施。“海绵城市”理论的提出正是立足这一背景,是雨洪管理建设中提出的新理念,既是一种雨洪管理的哲学观和方法论,也是一种城市形态的生动描写。“海绵城市”的产生是符合我国独特的地理气质特征,是规划未来城市防洪排涝、雨洪管理的重要指导思想。[1]目的在于采取生态和近自然的雨水综合利用的生态措施,达到生态、经济、社会等方面的可持续发展。通过科学合理的雨洪管制实现对雨水的净化与渗透,达到缓解城市内涝、节约水资源,提高雨水利用率的目的。“海绵城市”改变了传统的雨洪管理中以排为主的理念。“海绵”的意义在于将城市分化为千万个细小的单元细胞体,将外部的力量分解吸纳、有机消化,由此构成一个自然生态的排水系统。[2]强调自然生态化的雨水处理,通过缓解雨水的流量和径流速度,控制雨水的再次污染,达到减轻洪涝灾害,提高雨水的再利用率的作用。在宏观层面,海绵城市更是协调人工建成系统与自然水文系统之间的矛盾,城市在“改变”与“顺应”自然水循环之间取得平衡,最终促进人类、社会的可持续发展。

(二)校园景观作为研究对象的原因

首先,校园内的排水功能性差,雨水不能及时排出,内涝现象更加严峻。当遭遇强降雨时,校园积水面积广,涉水面积深,对学校的正常教学及师生的生命安全等方面造成了众多不利影响。校园中人口密度较大,校园内的需水量巨大。节约用水是社会每一个人的责任。其次,校园中发生内涝现象困扰的同时说明校园内潜在可利用的雨水量大。雨水相对与其他水源而言具有污染较低、较好实现了再次回收利用的优点。通过对雨水的再利用,自然渗透补充地下水和对地下水的净化,能有效改善城市水资源的需求大的状况,同时有利于城市整体水资源的节约,实现城市生态自然水循环。校园是具有宁静、安定、文化氛围的空间。校园的绿化率较高,公共空间形式多样丰富。同时相对而言硬质铺装面积也比较多,汇水面积较大,可以充分利用雨水与校园景观相结合,融雨水的艺术价值与校园氛围于一体,景观空间的营造结合雨洪管理的生态理念,在满足学校师生使用功能的同时充分利用自然资源。学校是国家与社会未来发展的重要部分,在校园中将生态环保的意识形态与学生的学习生活相互融合,对学生的生态环保意识产生着潜移默化的教育作用。[3]以致在未来生活中播下环保生态意识的种子。

一、雨洪管制与校园景观

(一)校园景观及其要求

校园在城市空间中像一个独立的小系统,学生和教师共同生活在这个系统中,校园景观是校园人文精神的物质载体,是能够体现校园自身的精神风貌与气质、为师生营造良好的学习氛围、活动空间,发挥科普文教功能和作用的综合景观。其景观设计要求表现在:

1.交流活动需求

校园是学生与学生之间,教师与学生之间互动交流学习的场所。为创造良好的交流互动学习环境,校园的绿地景观通常具备提供开放、休闲的舒适空间,能够创造优雅、有活力的视觉环境,调节校园微气候、涵养水源的功能。

2.生态、低影响开发

在校园景观中尽可能地保留了原有的空间格局(水、山体、绿林和原生态植被等),校园景观在规划与设计时都尽量体现了自然要素景观,采取生态、低影响程度的开发,对已破坏的地块进行恢复与适当改造。同时由于校园场地往往空间有限,校园绿地因此也按照校园建筑格局分布(如图1),校园绿地一般具有占地面积不大,布局分散、缺少成片、大面积连续的形式等特征。

3.文化、教育

校园景观体现了该校园的历史文化风貌,学校通常被看成是一座城市中的文化传承及创新的重要力量,校园与城市文化有着紧密的联系,一般而言,每一所学校都有属于其自身的文化底蕴与内涵,校园文化的传承会通过校园景观的形态展示与表现。在校园文化和校园景观的相互作用,相互影响中,校园景观对学生也产生了潜移默化的人文、教育作用。

4.环境质量优,雨水再利用率高

校园内的师生环保意识较强,校园景观的环境质量明显会优于城市的其他公共空间,实现雨水的回收与利用率较高。首先,校园景观的雨水水质相对较好,校园机动车量较少,车流量不大,来自机动车道的雨水径流污染物小于城市其他地区。[4]其次,校园内的雨水地表径流量大,校园内的建筑、道路、停车场、广场等不透水表面面积较大,地面汇水面积大,导致雨水径流的速度和总量都大大增加。

(二)雨洪管制对校园景观的要求

校园作为城市中土地开发较早,强度大的区域,贯彻雨洪管制的理念与设计更应该走在城市发展的前列,发挥在城市土地开发利用中的学习示范、教育作用。雨洪管制理念下的校园景观根据师生不同的群体特征与需求,通过设计来满足师生群体不同的空间功能需求(学习空间、教育展示空间、集会活动空间、独处空间等)。从传统简单的地下管道排水工程或技术的结合,发展到与景观设计密切结合的雨洪生态管理层面。[5]更强调的是采取近自然生态的生态措施。换言之,要求从单一的地下管道排水到实现地表雨水的吸纳与综合利用,真正做到建设绿色可持续发展的绿色校园。

(三)案例分析

通过分析研究美国波特兰市的塔博尔山中学的雨水花园曾荣获ASLA综合设计荣誉奖,诠释雨洪管制理念下的校园景观。如图3。此花园改建自一个停车天井,四周是校园建筑,图4原是沥青材质的铺装,夏天场地温度高,场地利用率不高。通过对庭院空间的重新设计,将硬质铺装改造成一个集生态、教育与艺术功能于一体的创新性雨水花园。暴雨时,雨水会自然地流入这个下凹的绿地中。当雨量增加时雨水花园中的径流雨水逐渐上升,当雨水量超过绿地的承载量时,雨水会通过管道和排水沟自动流出花园并进入下水道系统。绿地中设计了一条人性化的由细沙铺设的道路(约为0.6m宽)。该“走廊”的设计既能使人观察到雨水从不同区域进入花园的过程,在实现雨水可持续利用的同时也注重了教育功能的发挥。同时,“走廊”的设计不仅增加了景观与人的互动,人与人之间的交流与活动,而且能作为工作人员修剪维护雨水花园的通道。据实际数据统计,该雨水花园内收集的所有降雨都能被渗透,在兼顾功能与美观的条件下真正做到解决了原有的问题,如图5。从塔博尔中学雨水花园案例中可以看到,该方案在满足校园用地本身承载的教育学习、娱乐休闲等基本功能需求时,充分发挥了场地对雨水资源收集与利用的综合功能效益(减低经济成本、丰富社会功能等)。在结合雨洪管理的景观设计中,协调设计景观布局形式与校园用地使用功能之间的关系,不过度强调技术的应用而降低对设计美学的追求以及忽视土地真正的利用价值;可持续的设计方案是无需以高成本的景观作为支撑,采用低影响开发技术设施与景观设计进行科学合理的整合,以实现低成本,低维护的设计目标;此类设计同时需注意大规模雨水径流量储蓄用地存在安全隐患,在设计的尺度中应设置保护儿童、师生安全的设施。

二、校园景观的雨水可持续利用

校园景观中的雨水的可持续利用是将场所精神、视觉效果、功能特质与雨水可持续利用技术的结合。基于校园景观的功能与特点实现雨水可持续利用,适应学生生活和学习多样性的需求。建设“海绵校园、雨水花园”,其建造成本低、维护管理成本低、生态价值高,是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。满足学生在校园中的学习、休闲游赏、娱乐以及社会活动的需求,提高校园绿地的综合利用率。立足于校园场地的特征,丰富雨水收集利用形式,增加雨水收集基础设施美感,选择绿色屋顶(图6)、生态草沟(图7)、雨水收集(图8)、雨水花园、透水铺装(图9)等绿色基础设施。利用植物和土壤的自然过滤作用对雨水进行初步净化和蓄留,并将多出的雨水通过排水管引流向地下排水系统。实现校园景观的雨水可持续利用,设置综合性的雨洪管理规划管理系统,考虑不仅是利用建筑单体或个别雨水渗透技术,采取更加整体、宏观的措施进行雨洪管理,更多地考虑各雨洪管控设施部分与整体之间的联系。建立整个校园场地内的雨洪管控设施系统,进一步加强雨水控制效益、实现雨水的自然水文循环。

三、实现过程中发挥教育功能的意义

以同处在美国波特兰市的中学校园绿地案例为分析,该校园建设在于营造一个具有教育意义的实验性场所。首先,在方案的设计与建造中,都是由老师、学生、家长亲身制订建议与监理实施,在这个过程中让人们更加深入地了解绿色生态设施的建造以及其中的技术原理,环保的理念更加深入心中。其次,它对学生提供了一个开放的户外课堂空间,可以向人们来综合展示雨水径流控制的各种技术与设施(小型的调蓄水塘、种植密集的植草沟、雨水花园以及两个储水池)。同时在绿地中的植物的周边设置了一系列解说牌(如图10所示),阐释植物对雨水径流的削减、渗透、净化等有多重作用。在绿地中设置了简单的雨水吸收与利用的循环路径,便于学生们观察景观细部和运行效果,并营造半围合的休憩设施,提供讨论、交流的场所。校园是学生学习生活的场所,雨水可持续利用的绿色校园景观使校园内以及周边的人长时间处于生态可持续的景观环境之中。校园绿地、广场、运动场、乃至教学与宿舍楼内部的空间,与大家息息相关的方方面面都潜移默化且形象地影响着人们,并为人们建立了环保生态的意识。

四、结语

城市化的高速发展改变了城市原有的生态水文循环过程,造成一系列水问题的综合症,水资源短缺、城市内涝等频发现象。国家提出生态宜居建设的政策以来,人们逐渐意识到水循环对生态宜居中的重要性。学校每年用水量巨大,存在着内涝、雨水资源利用率低等普遍性现象。本文希望吸纳海绵城市的理念利用景观格局的功能设计缓解校园中存在的各种雨水问题,内涝,水资源短缺等,真正实现校园雨水可持续利用,实现自然积存、自然渗透、自然净化的自然水循环。缓解该问题其意义不仅仅是达到校园生态宜居化和景观美化,更加希望让广大群众在学生时代就树立生态环保的意识,将绿色可持续发展的意义贯彻深入到以后的工作、学习、生活中。

参考文献

[1]刘启荣.学校用水量的水平衡测试与节水对策[J].重庆电力高等专科学校学报,2010,15(01):88-91.

[2]俞孔坚.海绵城市——理念与方法[J].建设科技,2019(Z1):10-11.

[3]王焱,曹磊,沈悦.海绵城市建设背景下的景观设计探索——记天津大学新校区景观设计[J].中国园林,2019,35(04):112-116.

[4]李青.海绵城市在现代城市建设中的应用研究[J].建筑技术开发,2017,44(23):5-6.

[5]周耀,张吉庆.海绵城市背景下的绿色校园景观设计初探[J].设计,2017(09):36-37.

[6]刘一瑶,郭国文,孟真,刘海龙.基于低影响开发的清华学堂路雨洪管理与景观设计研究[J].风景园林,2016(03):14-20.

作者:申珂婷 张剑 单位:山东大学