基于雨水收集利用的高校景觀設(shè)計研究——以西北大學長安校區(qū)為例

吳欣，崔鵬

(西北大學城市與環(huán)境學院，陜西西安710127)

水是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分，合理的利用水資源能給景觀設(shè)計的生態(tài)環(huán)境提供保障。雨水作為天然的降水資源，對自然生態(tài)水循環(huán)有著不可忽略的作用。高校作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，具有很強的開放性，其對于資源的利用方式與利用效率會對社會其他系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響［1］。近年來，國內(nèi)已有部分學校開始關(guān)注校園雨水資源的再利用，利用屋頂、透水鋪地、下凹式綠地、雨水花園等措施收集雨水，這不僅可以回補地下水，也可以將雨水存儲在蓄水池內(nèi)解決其他景觀水資源的需求問題。

1 雨水收集利用的景觀設(shè)計理論

基于雨水收集利用的景觀設(shè)計必須要充分考慮雨水因素，通過設(shè)計手段實現(xiàn)雨水資源的集約化利用，同時也要考慮它的科學性、技術(shù)性及藝術(shù)性。在具體的景觀規(guī)劃過程中，雨水資源的利用主要表現(xiàn)在降雨過程中雨水的收集、儲存凈化，與此同時滿足景觀的美學性質(zhì)。其設(shè)計的基本原則是以雨水收集利用功能為基礎(chǔ)，以景觀的功能作用為依托，力求兩者完美結(jié)合［2］。

雨水收集利用景觀設(shè)計過程應(yīng)該符合反規(guī)劃途徑的核心內(nèi)容，具體表現(xiàn)在用最少的設(shè)計、最低的影響、最不干擾自然的設(shè)計手段，緩解并改善由各種城市發(fā)展帶來的問題［3］。雨水收集利用景觀設(shè)計應(yīng)符合可持續(xù)發(fā)展中的自然、社會、生態(tài)三者之間的要素關(guān)系，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的目標，具體表現(xiàn)在尊重自然，節(jié)約資源，實現(xiàn)自然景觀與人工景觀的完美融合［4］。

2 校園雨水收集利用的景觀途徑

城市水系統(tǒng)健康的關(guān)鍵是盡量維持接近自然狀態(tài)的水平衡。要完成這一過程，需要我們對傳統(tǒng)城市排水和雨水利用方式做出重大改變。在自然景觀中，雨水通過蒸發(fā)，滲透，排放的組合來實現(xiàn)循環(huán)，而在傳統(tǒng)雨水管理中也常用到運輸、滯留和儲存這三個理論，所以本文在該理論的基礎(chǔ)上，將雨水收集利用措施分為滯留滲透式措施、儲存凈化式措施。

2.1 雨水收集利用景觀化的技術(shù)措施

雨水收集利用景觀化的技術(shù)措施主要分為雨水滯留滲透利用技術(shù)措施和雨水儲存凈化利用技術(shù)措施。其中雨水滯留滲透利用技術(shù)措施主要包括:(1)下凹綠地。下凹綠地是通過下凹空間截留并暫時儲蓄一定量的雨水，增加場地中雨水的滲透量［5］。在設(shè)計過程當中適當降低硬質(zhì)空間周圍綠地的高度，使周圍地面上的匯水流入綠地，避免雨水資源浪費。(2)透水性鋪裝。透水性鋪裝有著收集雨水并回灌地下水的明顯效果［6］。其種類主要包括嵌草磚、鵝卵石、碎石等，道路及廣場往往會根據(jù)其自身的功能性質(zhì)來選擇鋪裝的種類。(3)雨水花園。雨水花園是一種生物滯留技術(shù)措施，通過模仿自然的滲透系統(tǒng)來處理小徑流量雨水［7］。雨水花園的建造較為簡單，只需在低洼區(qū)域種植一些耐干旱耐濕的植物，這樣雨水在流經(jīng)雨水花園時，植物可起到降低徑流流速的作用。另外，雨水花園也可以作為一種景觀設(shè)施，提供不一樣的感官體驗。雨水儲存凈化利用技術(shù)措施主要包括:(1)調(diào)蓄水塘。調(diào)蓄水塘是受納、調(diào)節(jié)、儲蓄、凈化雨水的造景設(shè)施，能達到降低洪峰流量、凈化水質(zhì)的作用。小降雨時，水塘進行雨水儲蓄作用，暴雨時則可以降低峰值流量，緩解市政排水的壓力。(2)人工濕地。人工濕地主要包括表面流和潛流人工濕地。表面流人工濕地與自然濕地的運作方式比較相似，它的基質(zhì)表層有10～45 cm的薄水層，地表徑流由入流管道流入濕地床，在基層表面流動。表面流人工濕地核心內(nèi)容是依靠植物的根、葉來去除部分有機污染物質(zhì)，凈化水質(zhì)。

2.2 雨水滯留滲透在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

2.2.1 雨水滯留滲透與庭院的結(jié)合

校園建筑之間的庭院空間相對比較獨立，但它又是學生非常重要的活動場所。教學樓庭院空間內(nèi)雨水的景觀措施主要包括:(1)將建筑屋面以及庭院內(nèi)部鋪裝和道路所產(chǎn)生的雨水都匯集在一起，然后根據(jù)庭院的功能性質(zhì)，建立適于庭院規(guī)模的雨水花園。(2)利用庭院空間的微地形，滿足雨水的滯留滲透、儲存凈化，同時劃分庭院空間，營造雨水景觀空間氛圍。(3)庭院空間一般栽植大量的鄉(xiāng)土植物形成生物滯留池，既能滿足雨水的滲透過濾，又能構(gòu)成獨特的庭院景觀。

2.2.2 雨水滯留滲透與校園道路的結(jié)合

校園道路設(shè)計與雨水收集利用的結(jié)合滲透到校園景觀規(guī)劃設(shè)計中，不僅可以解決部分排水問題，也可以形成校園特有的綠色網(wǎng)絡(luò)，主要包括三種模式:(1)雨水花園:保證道路與兩側(cè)綠地的地勢高差，雨水通過路緣石上設(shè)置的流入孔流到綠地中的雨水花園中，經(jīng)過植物的過濾凈化后滲入地下或被收集起來再利用。(2)生物滯留池:在校園道路上設(shè)置生物滯留池，一般會選用間隔式的滯留池，因為當前高校道路一般不會直接與綠地連接，中間必然會留有供學生行走的人行道路，而生物滯留池一般都會設(shè)置在人行道上，為了不影響正常的交通，會將生物滯留池間隔開來，具體的間隔距離則根據(jù)道路的具體形式及滯留池的規(guī)模來確定，當滯留池規(guī)模較大時，可以在上邊搭建木板，供人行走。(3)在道路的轉(zhuǎn)角或者是兩條路相交形成的拐角區(qū)域內(nèi)，通常會有較大面積的綠地，如果該綠地有較大坡度，則可以利用地形優(yōu)勢，建立層層過濾雨水的更為豐富的雨水花園。

2.2.3 雨水滯留滲透與校園廣場的結(jié)合

廣場是校園重要的交流空間，現(xiàn)有高校中的廣場空間普遍采用大面積的硬質(zhì)鋪裝，綠化面積較小，當遇到較大的降雨時雨水很容易匯集在廣場，影響人流交通。如果能夠合理解決廣場雨水問題，并加入景觀元素，高校的廣場空間將迎來新的時代。廣場景觀要結(jié)合雨水就必須要同時考慮廣場周圍環(huán)境以及雨水的凈化過濾方式。由于廣場通常會有一些附屬設(shè)施，所以建立廣場雨水景觀的形式就更為靈活，在設(shè)計過程中可以單獨考慮也可加入其它元素。

2.2.4 雨水滯留滲透與校園綠地的結(jié)合

校園綠地在整個校園中的比重較大，它是主要的雨水集合場所，但是綠地的雨水收集量相對來說要小很多，為了增加其收集量，校園綠地可以采用以下幾種類型的雨水收集空間模式。(1)設(shè)計微地形:在校園綠地規(guī)劃過程中對綠地進行小幅度的地形設(shè)計，在降雨來臨時，雨水資源從高處匯集到低洼處中緩慢下滲。當雨水量大于洼地容量時，雨水通過埋設(shè)的雨水口流入排水管道中，經(jīng)過雨水凈化處理再回灌給綠地。(2)下凹綠地:下凹綠地與綠地的地形處理原理相似，但是由于下凹綠地的建造更為簡單，所以在城市綠地中較為常見，校園綠地也可以借鑒這種方式，提高雨水的利用率。(3)洼地與雨水花園的組合:與綠地設(shè)計的微地形不同，洼地是指不借助于外力而天然形成的下凹地形，由于其與周圍空間存在地勢高差，是一種潛在的雨水存儲空間。但是單純的洼地缺乏景觀的美學功能，所以在設(shè)計時可以綜合考慮洼地與雨水花園的組合，通過栽種植物等方式，增加洼地的趣味性，同時也打造了校園中特殊的綠地景觀。在功能上也增加了洼地的滲透效率。

2.3 雨水儲存凈化在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

2.3.1 雨水儲存凈化與校園道路的結(jié)合

校園道路景觀設(shè)計的雨水儲存凈化系統(tǒng)，應(yīng)在考慮道路與周邊綠地空間關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過雨水花園和下洼綠地的組合，創(chuàng)造既美觀又具有收集凈化雨水功能的“綠色街道”模式。具體措施是:在與道路直接連接的人行道上建立線性的雨水種植池，保持池塘種植土壤層比路面低20厘米。在種植池內(nèi)選擇抗旱耐濕的灌木叢，這樣降雨時，雨水隨著雨水種植池流動，在該過程中達到凈化的目標。

2.3.2 雨水儲存凈化與校園綠地的結(jié)合

雨水儲存凈化系統(tǒng)與綠地結(jié)合的景觀設(shè)計主要包括:(1)雨水儲存凈化系統(tǒng)可以在綠地中引入雨水花園以及下洼綠地。(2)下沉式綠地與透水鋪裝的組合。下沉式綠地顧名思義就是指比周圍地面較低的綠地空間，該設(shè)施可以借助起伏的地形更好的收集路面雨水。另外，為了增加下沉式綠地的參與性，可以考慮加入透水性廣場的部分功能，建立一個互動性的下凹式綠地。(3)序列式洼地:在設(shè)計過程當中重復(fù)建造類似的單元模式可以成為潛在的序列式景觀。

3 基于雨水收集利用的高校景觀設(shè)計實踐

3.1 西北大學長安校區(qū)教學區(qū)雨水資源條件分析

西北大學長安校區(qū)教學區(qū)景觀單調(diào)，綠地植物種類較少，廣場空間硬質(zhì)鋪裝太多，綠化面積較少。校區(qū)內(nèi)景觀用水主要來自自來水，并沒有雨水收集利用的措施，依舊采用傳統(tǒng)的人工灌溉方式。校區(qū)排水系統(tǒng)還是延用傳統(tǒng)的雨水排放體系，并沒有采取進一步的雨水處理措施。

3.1.1 年降雨總量

事實上，年降雨總量就是在年平均降雨的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計匯水面積的大小，以二者的乘積來計算得出的數(shù)值。這個值是沒有考慮其他影響因素的，所以它是一個理論數(shù)值。據(jù)資料顯示西安市長安區(qū)的多年平均降雨量為807.1 mm。由此可計算出西北大學長安校區(qū)的年降雨總量。(見表1)

表1 西北大學長安校區(qū)教學區(qū)年降雨總量

3.1.2 雨水徑流量

雨水徑流量是考慮季節(jié)折減和徑流系數(shù)情況下的實際徑流的數(shù)值，也稱作雨水實際利用潛力。由于考慮到各影響因素，實際能收集到的雨水量比理論上要小得多。如果按季節(jié)折減率80%計算，可以算出西北大學長安校區(qū)教學區(qū)產(chǎn)生的徑流量。(見表2)

表2 西北大學長安校區(qū)教學區(qū)與水資源實際收集潛力

3.1.3 雨水資源潛力分析

西北大學長安校區(qū)教學區(qū)年降雨總量為177 225 m3，而能收集并利用的雨水量為69 528 m3，也就是說在沒有任何雨水資源收集措施的情況下，每年教學區(qū)內(nèi)的雨水都將被自然排放，如果能夠合理應(yīng)用這些雨水資源，不但能夠減輕市政排水系統(tǒng)的壓力，也能緩解自來水的供應(yīng)壓力。秉持節(jié)約性理論，盡可能達到雨水資源的最大化利用，收集到的雨水可以用于景觀造景及綠地灌溉。(見圖1)

圖1 雨水利用設(shè)計思路

3.2 長安校區(qū)教學區(qū)雨水收集利用的景觀設(shè)計途徑

3.2.1 綠色街道

西北大學長安校區(qū)綠色街道改造主要是沿著道路兩側(cè)設(shè)置一系列的雨水花園與生物滯留池，滯留池兩兩間隔，這樣雨水進入花園經(jīng)過園內(nèi)植物的攔截凈化后，部分雨水滲入地面，而超出滯留池容量的雨水則由出水口流入街道之后進入下一個滯留池，當最后一個滯留池飽和時，雨水將排入埋設(shè)在地下的雨水管道，被運送至地下蓄水池內(nèi)備用。

3.2.2 生態(tài)綠地公園

教學區(qū)內(nèi)有兩處呈面狀的大片綠地，分別是教學區(qū)兩側(cè)的東花園和西花園。目前景觀建設(shè)不完善、人氣不足，對于這樣兩個地理位置重要卻被忽略的綠地，建立雨水景觀的關(guān)鍵就是綜合考慮師生的參與性以及如何利用大面積的綠地更好的收集凈化雨水這兩個問題。最好的辦法就是以一個小型公園的要求來完善它的功能，除了公園必須的設(shè)施及活動場所外，也要設(shè)計綠地的微地形，為雨水花園的建立提供基礎(chǔ)，采用大小不一的雨水花園來形成一系列的低洼水池，營造視覺效果良好的生態(tài)景觀綠地。

3.2.3 生態(tài)庭院景觀

由教學樓圍合而成的庭院空間也是雨水景觀系統(tǒng)中的重要組成，它是連接東西花園兩個面狀雨水景觀的樞紐。而且庭院空間也是學生活動的重要區(qū)域，所以在庭院空間的雨水景觀設(shè)計過程中既要考慮雨水管理，也要注重空間的功能性。在景觀設(shè)計中考慮將教學樓屋頂及庭院內(nèi)部硬質(zhì)鋪裝和人行道路上的雨水進行收集，打造雨水花園。

3.2.4 蓄水池

教學區(qū)可以建立地上蓄水洼地與地下蓄水池的組合來對雨水進行儲存，這樣既不會干擾地面景觀，又可以積蓄雨水來澆灌綠地，滿足景觀用水的需求。

3.2.5 滲透路面的使用

教學區(qū)內(nèi)的硬質(zhì)鋪裝主要集中在北廣場，由于北廣場集活動場地、集散場地于一體，所以要滿足必要的開闊空間，對此合理選用鋪裝材料就顯得特別重要。

3.2.6 生態(tài)停車場

教學區(qū)共有兩處面積較大的停車場地。生態(tài)停車場一般采用下凹綠地與滲水鋪裝相結(jié)合的方式，較為常見的是滲水性鋪裝與草地的結(jié)合。生態(tài)停車場內(nèi)下凹綠地的作用是收集停車場內(nèi)的地表徑流，并在暴雨情況下，將雨水通過地勢較高的格柵引入生物凈化溝內(nèi)，處理后排入地下蓄水池。

3.2.7 植草溝

植草溝在教學區(qū)內(nèi)適宜建設(shè)在東花園邊緣側(cè)，東花園西側(cè)現(xiàn)狀有一山坡，又與道路間隔較近，植草溝建設(shè)在此處既可將道路的水排入溝中，又可阻止山坡順勢沖下的雨水匯集到道路。為了防止暴雨時大的徑流造成的土壤流失，可在山坡設(shè)置擋土石，減小徑流流速。

3.2.8 容器種植池

北廣場上目前除了嵌草磚的使用外，并沒有其他的雨水收集設(shè)施，對于這樣一個大面積的硬質(zhì)鋪裝區(qū)域，特別容易造成雨水聚集。對此，可以在北廣場沿路擺放一些容器種植池。容器種植池可以根據(jù)當?shù)氐牡胤教厣x擇植物，這些特色植物不僅可以體現(xiàn)校園的文化特色，也能夠在一定程度上達到營造舒適宜人的小氣候環(huán)境的目的。

4 結(jié)語

本文從校園景觀設(shè)計中的雨水資源利用出發(fā)，針對西北大學校園教學區(qū)雨水景觀設(shè)計的現(xiàn)狀及問題，提出了校園雨水收集利用的景觀設(shè)計模式，主要結(jié)論如下:(1)校園景觀規(guī)劃中應(yīng)充分考慮景觀的延續(xù)性，用景觀設(shè)計手段解決雨水問題。(2)校園雨水收集利用過程中要結(jié)合場地現(xiàn)狀，根據(jù)雨水的功能特性，選用不同的雨水收集利用技術(shù)措施與景觀途徑。(3)校園雨水利用景觀系統(tǒng)要盡可能達到雨水最大程度的再利用，也要保證校園景觀功能的完善。

［1］權(quán)威.某高校新校區(qū)雨水生態(tài)化綜合利用研究［D］.天津:天津大學.2012.

［2］王勝利.海拉爾河東新區(qū)雨水收集利用的景觀設(shè)計研究［D］.哈爾濱:東北林業(yè)大學.2011.

［3］(美)約翰.西蒙茲著，俞孔堅，王志芳，孫鵬譯.景觀設(shè)計學—場地設(shè)計與景觀手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社.2000.

［4］Herman E.Daly.Beyond Growth:the Economics of Sustainable Development.Beacon:Beacon Press，1997，13.

［5］王大樂.城市園林綠地中雨水利用的景觀化探討［D］.北京:北京林業(yè)大學.2007.

［6］付堯涵.雨水收集利用方法在公園設(shè)計中的應(yīng)用—以北京大興生藥基地公園景觀規(guī)劃設(shè)計為例［J］.工程建設(shè)與設(shè)計.2012.

［7］張鎏，陳飛虎.雨水收集系統(tǒng)與景觀設(shè)計相結(jié)合的研究［J］.科技導(dǎo)報.2012.