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海绵校园改造工程概念性规划设计研究

学术杂志网   |   2020-08-17

摘要:本文以LID理念为出发点,通过对大连职业技术学院普湾校区南院海绵建筑、透水路面、下凹式绿地、生态植草沟、雨水花园和地下蓄渗结构等小型、源头、分散控制设施的概念设计,构建通过原位收集、自然净化、回补地下水或就近利用,模拟自然水文过程的校园雨水收集与利用生态技术体系,提出海绵校园改造工程概念性规划设计方案。

关键词:海绵校园;改造施工;低影响开发(LID);雨洪管理

海绵城市,国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”,是我国提出的新一代城市雨洪管理概念,亦可称为“水弹性城市”,即下雨时城市吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵校园,是海绵城市的派生概念。近年来,国内对海绵校园的研究主要包含了规划理念和设计方案研究、低影响开发技术研究、海绵校园建设之于海绵城市建设的作用研究,以及基于海绵城市和智慧城市理念提出的智慧海绵校园的研究等。本文是对LID海绵校园改造工程概念性规划设计方案的研究。

1规划设计思路

以住建部《海绵城市建设技术指南》和国务院办公厅《关于推进海绵城市建设的指导意见》为指引,以清华海绵城市示范园——清华大学胜因院景观环境改造设计和沈阳建筑大学海绵校园改造方案为参考,以概念性规划设计自然积存、自然渗透、自然净化的海绵校园为目标,通过了解大连职业技术学院普湾校区南院(以下简称院区)水文环境和雨水系统现状,发现其存在或潜在的校园内涝和雨水收集利用等问题,在现有校园开发的基础上划分海绵校园改造施工分区,遵循低影响开发(LID)理念,在对院区建筑、道路、景观、设施、设备、管网等项海绵功能改造设计的基础上,提出院区LID海绵校园改造工程概念性规划设计方案。(见图1)

2院区环境概况

2.1人工环境

大连职业技术学院普湾校区南院位于辽宁省大连市金普新区石河街道,院区地块贴临皮海公路南侧规划大体呈正方形,占地面积35万平方米,建筑面积16.72万平方米。建筑区域较集中于地块西侧,整体地势平坦。地块东北角有露天标准操场1座、东侧有相邻坑塘2个、东南角有植被覆盖的缓坡山地1处。

2.2自然环境

院区所处金普新区属低山丘陵区,地势中部高两翼低,无客水入境,区域内河流多为季节河且流程短,人均水资源占有量不足500立方米,属资源型缺水地区。该地区属暖温带半湿润季风气候,兼有海洋性的气候特点,气候温和、空气湿润,四季分明、季风明显且风力较大,雨旱季节分明、降水集中,年降水量300-900mm,其中50%以上集中在夏季,过去40年中该地区年降水量整体呈线性下降趋势。

3院区雨洪问题

院区地处资源型缺水地区,且夏季降水集中,雨洪问题即涉及雨季防止内涝,又涉及雨水资源收集再利用问题。

3.1校园内涝问题

院区夏季降雨集中,且东南角有山地,降雨期间山地产流时间短、产流量大,下渗量和洼地蓄水量相对占比小,因此大部分降雨量都会短时间转化成地表径流量,增加院区泄水负担。院区中心大广场及其辐射步道为硬质砖铺不透水地面,遇雨积水情况比较突出。院区操场虽为可透水沥青铺面,但亦有此类问题。院区行车道路、停车场均为可透水沥青铺面,但凸起的路缘石将道路、停车场与其周围绿地分隔开来,绿地起不到及时消纳积水的作用。

3.2雨水收集利用问题

院区建筑集中,绝大多数为多层建筑,大多为坡屋顶,个别为平屋顶,屋面雨水经雨排系统直排至室外地面,无雨水贮存功能,不能实现雨水回收循环利用。院区绿地现有功能多以景观、休闲为主,不具备“海绵”功能。院区坑塘具备雨水贮存功能,但无配套水处理、循环等设施设备,不具备雨水回收循环再利用功能。

4LID海绵校园改造工程概念性规划设计

4.1基本原则

4.1.1多改少建原则遵循低影响开发(LID)理念,在现有院区开发、建设的基础上划分内校园内涝淹没区和雨洪蓄存区,针对性的少建设、多改造,最大限度的保护院区原有坑塘、坡地植被等生态体系,维护院区自然水文特征。4.1.2多蓄少排原则遵循海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”6字方针,打破以往雨水排的越快、越多就越好的“快排式”认知,将雨水下渗、滞存、蓄储、净化、复用、排放紧密结合,解决院区内涝防治、径流污染控制问题的同时,充分兼顾雨水资源利用和水生态维护问题。

4.2规划框架

本着多改少建、多蓄少排的原则,将院区划分为内涝淹没改造区、雨洪蓄存改造区、内涝淹没建设区和雨洪蓄存建设区4类块区,再针对块区内操场、广场、步道、车道、车场、建筑、绿地、山地、坑塘等对象逐一设计“海绵”改造或新建措施,实现“渗、滞、蓄、净、用、排”6字目标。(见图2)

4.3分项设计

4.3.1操场——改造施工为主将操场原可透水沥青铺面改造为跑道、走道塑胶铺面,中心做绿化草坪,有条件的情况下在操场四周做下凹式绿地。采用加强自然入渗的办法,解决操场雨天积水问题。4.3.2广场、步道——改造施工为主改造院区硬质铺面的中心大广场及其辐射步道的雨排系统,从不破坏景观、增加美观、增强排水的目的出发,增设线性排水系统。广场区域采用缝隙式线性排水系统,步道区采用路缘石线性排水系统。线性排水系统末端设雨水调蓄池,蓄存的雨水可用于春、秋两季院区绿化灌溉,亦可用作消防备用水源。该系统也可不设调蓄池,而将系统末端雨水排出口接入院区坑塘,采用这种方式时需要做好防倒灌措施。4.3.3道路——改造施工为主院区行车道路为可透水沥青铺面,设有雨排系统,道路旁均有绿化带,但凸起的路缘石将道路和绿地分隔开来,因此改造为开口路缘石,打开绿地对道路积水的消纳功能。但要注意,绿地土壤面不能高于道路面,否则下雨时土壤易被雨水冲刷下来,不但造成水土流失,还会堵塞道路排水系统。4.3.4停车场——改造施工为主将停车场沥青铺面改造为透水砖铺装地面。小雨时,雨水经透水铺装面直接下渗,不形成径流;大雨时,未能及时下渗的雨水形成径流,或经停车场周边盖板排水沟排出,或流入停车场旁下凹式绿地。4.3.5建筑——改造施工为主院区建筑大多为坡度>150的坡屋顶建筑,多数屋顶安装太阳能热水器,且院区所在地季风明显、风力较大,再考虑绿色屋顶结构层复杂,对屋面荷载、防水要求高,改造施工难度大、工程造价高,因此海绵建筑改造只做屋面雨水排水系统改造,增设具有景观和净化功能的雨水桶,将原本直排至室外地面的屋面雨水收集至雨水桶中,收集、净化后的雨水可用于建筑内生活用水、院区环卫清洗用水、旱季院区绿化灌溉等。4.3.6绿地——兼具改造施工和新建施工将院区现有绿地全部改造为下凹式绿地,将院区普通树坑全部改造为生态树池,在每栋建筑物周围增建下凹式绿地,目的都是要增加自然入渗,涵养地下水,延缓院区雨天径流峰现时间,降低峰值流量,为“蓄、净、用、排”打好基础。4.3.7山地——新建施工为主院区东南角缓坡山地为三期待建山体公园预留地。开发建设前,为防止雨天山地径流泄入院区,拟在山坡下与院区间新建宽2m、深1m的传输型生态植草沟,用于收集、输送、消减和净化雨水径流,同时,衔接雨水花园,构建院区生态海绵连接体。4.3.8坑塘——新建施工为主与院区园林景观设计相结合,整合两处相邻坑塘及其周围地形、植被等因素,综合设计、构建广义雨水花园,内容包含:生态植草沟、生态滞留区、人工湿塘等。雨水花园溢水口连接市政排水管网,排出过量雨水。雨水花园应与三期建设山体公园连接成体,作为维护院区自然水文特征的重要部分,构建LID海绵校园核心功能。

5评价与展望

对大连职业技术学院普湾校区南院LID海绵校园改造工程的概念性规划设计,以最大限度模拟自然水文过程为出发点,结合院区自然和人工环境,针对院区雨洪问题,提出“2原则→4块区→8分项”改造施工方案。该方案通过“滞”、“渗”、“排”起到了收水作用,能够有效解决校园内涝问题;方案虽有蓄水、净水和用水措施,但雨水循环利用率不高;方案没有涉及与海绵城市相衔接的内容,有待完善。今后,应在工程实践中修正和完善规划设计方案,为院区再开发建设与海绵校园建设同步进行提供经验支持。同时,还应将海绵校园与海绵城市相衔接,构建源头减排、过程控制、系统治理的优质、可推广的海绵校园建设工程方案。

参考文献

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作者:刘惠群 单位:大连职业技术学院

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