校園海綿城市設計方案海綿城市建設中的綠色基礎設施本質上是改變傳統城市建設理念，使城市具備彈性適應環境變化與自然災害的能力，通過海綿城市建設手段，實現開發前后水文特征保持不變。西寧市于2016年開始海綿城市建設，是全國第二批海綿城市試點中西北地區典型城市，具有鮮明的氣候特征。此類特殊氣候條件要求海綿設施考慮凍土層厚度，并需在凍土季前排空調蓄型海綿設施中的雨水。同時，針對濕陷性黃土等不利地質條件嚴格控制雨水花園、植草溝等生物滯留設施距離校園建筑物的距離，防止引起局部沉降。西寧七中文博校區位于青海省西寧市海湖新區，是西寧市海綿城市示范區內的改造項目。校園海綿城市建設面臨兩方面難點。其一是地表徑流產生量大，本項目需達到西寧市海綿城市規劃中年徑流總量控制率為76%的目標，對應設計降雨量為8.5mm。校園鋪裝場地等面積較大，綜合徑流系數較高，雨水徑流量較大，導致設計調蓄容積較大。其二是海綿城市建設的同時需要滿足校方的教學需求，需對教學實踐活動與海綿城市設施相融合的方案進行探討，并保障場地與學生安全。本文以學校教學生活特征和現狀問題為導向，進行多目標的海綿城市建設設計，解決雨水控制利用，將長廊、廣場等學習生活場景與海綿設施和諧融于一體，將綠色交流空間構建與海綿戶外觀察融于一體，將自然調蓄與自然美育結合。1

現狀分析1.1

下墊面與豎向分析由于學生活動及教學需要，校園內廣場與操場面積較大，主要為不透水鋪裝(占67.86%)，綠化面積相對較小，面積占比僅為21.59%，綜合徑流系數約為0.82(表1)。校園范圍內整體平坦，呈現北高南低、西高東低的豎向特征。北側局部坡向北側綠地，東側室外操場低于西側區域約為2m。1.2

現狀校園排水方式屋面雨水排放：綜合教學樓采用內排水方式，其他校園建筑均采用雨落水管外排雨水的排水方式。地面雨水排放：在西側機動車車道、學生活動廣場、室外操場均分布雨水口，收集地面雨水徑流。現狀雨水管網：沿西側機動車道、中央景觀軸線分別布設雨水排水主管，管坡由北向南，與綜合教學樓內排雨水管網相接；室外操場雨水排水至綜合教學樓東南側，接入學校南側美麗水街市政雨水管網。1.3

現狀雨水排水問題分析(1)現狀教學樓建筑的散水出現破損、反坡現象，一方面影響雨水徑流收集，造成局部積水；另一方面易造成建筑外墻局部凍漲、破損。(2)雨水徑流直接匯入排水管網，未經生物滯留源頭凈化，一方面造成短時徑流量較大；另一方面雨水徑流未經源頭凈化，為區域地表水質量造成一定壓力。(3)校園硬質下墊面面積較大，導致綜合徑流系數較大。2

海綿校園目標與措施分析進行問題導向改造，達成4個建設目標。(1)海綿城市建設，調蓄與凈化雨水徑流。針對校園特征進行適應性海綿設計。本項目達成年徑流總量控制率為76%的目標，對應設計降雨量為8.5mm。(2)生態綠地，打造野趣的海綿花園，雨水花園內植物配置充分滿足生態性與景觀性，參考高原植物配置，打造具有地域生態特色的近自然綠地。(3)學生參與，增加戶外研習體驗，學校海綿城市建設需提升公眾參與度，擴大科學科普。在本次海綿設施細節設計中，增加設施可視性、海綿設施的承重能力，為學生提供近距離觀察條件。同時，新增的下凹綠地等開辟為學生實驗田，形成利用雨水、觀察自然的戶外實踐用地。(4)校園回憶，構建綠色交流空間，將雨水調蓄、自然美育、學生活動結合，豐富海綿設施的使用層次，為學生提供多樣的戶外課堂。相似建設案例和相關研究顯示，校園海綿城市建設目標具有多樣性特征，對雨水徑流的調蓄與凈化僅為多樣目標之一，針對此特征設定兩方面措施：海綿城市建設、“海綿+”改造，具體改造措施如圖1所示。(1)海綿城市建設：以水生態、水環境、水安全、水資源為目標，通過灰色設施與綠色設施結合，有組織地收集雨水，促進雨水滲透，增加源頭調蓄凈化，豐富雨水利用，減輕末端管網排水負擔。(2)“海綿+”提升：以師生“獲得感”和“參與感”為目標，結合海綿設施增加學生實踐用地，提升景觀效果，將自然調蓄與自然美育結合，打造海綿綠色空間。3

海綿城市建設方案3.1

設計依據本項目參照《西寧市海綿城市建設項目系統性方案詳細規劃(2016～2018年)》中年徑流總量控制率在76%以上，年徑流污染物削減率在40%以上的建設目標，且將《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》、《室外排水設計規范》(GB50014—2006)、《雨水控制與利用工程設計規范》(DB11/685—2013)、《城市雨水系統規劃設計暴雨徑流計算標準》(DB11/T969—2013)作為主要設計依據。3.2

雨水徑流路線針對現狀問題，將雨水管理對象劃分為屋面雨水、道路雨水、場地雨水，相較于海綿城市建設提出的“滲、滯、蓄、凈、用、排”方針，西北地區海綿城市建設更強調“滲”和“滯”的源頭減排思路，將雨水有組織收集后優先排入綠地進行調蓄。雨水徑流路線如圖2所示。(1)屋面雨水：雨落水管斷接至蓋板排水溝排入生物滯留設施(雨水花園、下凹綠地等)。(2)場地雨水：鋪裝改造與增加綠地面積，以減少雨水徑流；雨水徑流就近匯入綠地調蓄，或經蓋板排水溝收集后排入下凹式綠地或雨水花園進行調蓄與凈化。(3)道路雨水：調整修復路面，使其坡向單側蓋板排水溝，雨水經有組織收集后排入雨水實踐田，或排入校園雨水管網。3.3

設計分區根據現狀校園的雨水管網和場地豎向分析，校園可分為4個排水分區，如圖3所示。其中，室外塑膠操場現狀排水管網完好，與場地教學樓區存在明顯的豎向關系，其雨水徑流不會對其他教學樓區產生影響。同時，考慮操場使用功能與學生活動安全，對塑膠操場不進行源頭改造。降低操場南側綠地豎向，種植土完成面低于操場10cm，調控部分徑流。3.4

設計調蓄容積計算根據《西寧市海綿城市建設項目系統性方案詳細規劃(2016～2018年)》及修正意見，該改造項目確定年徑流總量控制率目標為76%，對應設計降雨量為8.5mm。根據計算，校園的綜合徑流系數為0.82，則設計調蓄容積應為259.6m3。各排水分區分別為84.6、37.6、65.3、44.1m3(表2)。4

“海綿+”提升方案(1)增加綠地面積增加校園內綠地面積約400m2，設計為下凹式綠地，可調蓄場地雨水徑流。同時，將校園外北側待建地塊6000m2劃為校園附屬綠地，其中綠地面積為2500m2，結合設計調蓄容積計算，設計1100m2為下凹綠地。(2)增加學生實驗田于原有鋪裝廣場增加下凹實驗田，下凹深度為15cm，供師生種植農作物及蔬菜，用于科學試驗觀察，同時調蓄周邊廣場徑流，發揮綠地海綿作用。于校園外北側綠地，增加學生航模基地、實驗田、旱溪，分區二的道路雨水徑流由蓋板排水溝有組織收集后，排入校園外北側旱溪及實驗田，其中實驗田為1100m2，航模基地為400m2。(3)增加交流空間拆除原有景觀座椅，并安置在由新增下凹綠地與雨水花園合圍的廣場，形成座椅上的“發現之旅”，升級一片可觀察、可交流的活動空間，構建一個充斥著一系列學校故事、社會動態和個人回憶的文化長廊。5

指標校核與建設效果分析5.1

年徑流總量控制率指標校核建設后，綜合徑流系數由0.82降低為0.81。總調蓄容積為330.78m3，滿足年徑流總量控制率對應的設計調蓄容積需求，如表3所示。5.2

建設效果項目建設后，雨水徑流有組織收集率顯著提高，雨水有組織收集后優先排入雨水花園等生物調蓄凈化設施，局部由豎向問題產生的積水點消除；原大面積硬質廣場中增加了下凹綠地，既可調蓄廣場產生的地表徑流，又豐富了校園景觀。竣工后，已經歷多場大雨考驗，雨水花園等海綿設施運行正常，雨水管網徑流明顯減少，校園內沒有出現積水內澇現象。新增下凹實驗田(圖4)是本次建設的創新點，將“占用”校園空間進行海綿城市建設，轉化為利用海綿城市建設增加教學實踐場地，并在下凹實驗田入水口設計可承擔成年人行走的石籠，同時減緩短時暴雨徑流對種植土壤的沖刷，亦方便學生觀測雨水徑流路徑、雨水量、水質變化，鼓勵學生參與校園管理。6

討論(1)校園海綿城市建設目標應具有多樣性校園海綿設施對雨水徑流的管理、調蓄與凈化為多樣目標之一，應結合學生實踐、教學活動等需求對校園景觀環境進行提升改造。首先，達到海綿城市建設目標，即以水生態、水環境、水安全、水資源為目標，通過灰色設施與綠色設施結合，有組織地收集雨水，促進雨水滲透，增加源頭調蓄凈化，豐富雨水利用，減輕末端管網排水負擔。同時，應達到提升師生“獲得感”和“參與感”的目標，將自然調蓄與自然美育結合，結合雨水花園、下凹綠地等海綿設施，提供觀察實踐空間，提升校園景觀效果。(2)校園海綿城市建設需要注重安全性校園內學生活動密集，海綿城市建設中需重視公共安全。冬季前，應與海綿設施進行排空維護，防止凍漲引起鋪裝破損。需嚴格控制雨水花園、植草溝與校園建筑物的距離，此類生物滯留設施與建筑的最小距離應大于6m，防止由于可能的沉降影響建筑安全。設計雨水花園進水石籠應由承重外網包裹，防止學生出于好奇進入雨水花園觀察時踩落。下凹綠地下凹深度不宜超過10cm，