华北水利水电大学龙子湖校区雨洪资源利用研究及应用

6.1.3.1　校区概况

华北水利水电大学龙子湖校区位于郑州市东区，占地面积为1770亩，目前完成的建筑面积为33万m2，表6-3为校区建筑物建筑面积。

表6-3　华北水利水电大学龙子湖校区建筑物建筑面积

该校区可以分为教学区、教职工家属区、学生宿舍区、体育区等六大功能区，校区功能分区如图6-5所示。

图6-5　校区功能分区图

公共区域:主要有图书馆、公共教学区和公共实验区组成，与教师生活区、学生生活区、专业教学楼等距离合理，满足同学们的步行距离，方便使用。

教学区:分公共教学区和专业教学区，分别布置在校园中部和西南部。公共教学楼围绕着图书馆呈放射状布置，采用条式建筑。各院系楼则采用的是围合式建筑，在专业教学区内有四块公共绿地，对其进行设计，布置有喷泉、小广场、步道等设施，便于师生更好的交流，给同学们提供了一个在学习之余可以放松的公共活动场所。

学生生活区:划分为两个组团，位于学校的东北角和西北角。所有宿舍楼都是正南正北的，满足一定的光照时间，使同学们充分感受到阳光的温暖。两个组团都与公共教学区相邻，以缩短日常活动距离。其间布置餐厅、文体中心、商业、少量体育活动场地，满足同学们的日常生活需求。

体育活动区:划分为两个组团，一个位于东北角，另一个位于西南角，由标准400米跑道、篮球场、羽毛球场等室外活动场地与游泳馆、体育馆等室内活动场馆组成，与学生生活区和教师生活区相邻，但中间用绿化带隔开，保证了动静分离，不相互干扰。

中心景观区:主要有湖面和假山、景观步道组成，景观步道围绕湖面布置，为师生创造优美的休闲环境。湖水围绕图书馆并连接了公共教学楼与公共实验楼，为该区的师生提供良好的学习生活环境。围着图书馆的水面呈规则形，其余则是呈自然形布置。

教师生活区:用地位于西南侧，区内布置公共休闲区，为教职工创造优美的居住环境。

据统计，龙子湖校区中教学区建筑层数为5层，图书馆为6层，学生宿舍区为6层。本校区的绿化通过道路绿化、广场绿化等各处的连接，形成了点、线、面的绿化系统。如:校园礼仪广场、文化广场等点状绿化、绿化轴线、车行道绿化线状空间及整个校园的面状空间。塑造整个校区的绿色生态形成独特而优美的典雅环境。绿地系统主要由山体、水体及公共绿地组成，包括体育绿地、组团绿地和建筑附属绿地，规划用地范围绿地率高达43.7%。

校区内总体地势平坦，局部略有起伏，西南部略高于东北部，高差2m，校区中部结合现状场地规划湖面，作为校园雨水集放及景观用，湖面北侧堆积小山，最高点高程高于西南最高高程4m。根据校区地形、绿地位置、附近污水管线、景观湖布置等条件，在校区内设置纳水口、出水口、渗水沟、地下渗蓄池等装置。由校区的以上状况可见，该校区也适合作与水资源利用。

6.1.3.2　校区雨水资源管理存在问题

校区在建设规划过程中充分考虑了雨水资源利用，如道路和停车场透水性铺装，低势绿地系统生物滞留设施以及湖泊调蓄雨水系统，如图6-6和图6-7所示，在一定程度上利用了雨水资源。

图6-6　透水性路面

校区的路面通常会采用可渗透性路面，水体附近集雨面的雨洪径流也能利用地形通过地表汇集，然后在其周边铺设绿地、渗透井等，将渗透地面、绿地、渗透井和渗透管等组合成一个渗透系统，效果显著。

校园内两个湖区，周边铺设下凹式汇流绿地，通过植被和土壤的自然过滤作用，将雨水通过净化处理汇流至湖内，而这两个湖可以被用作天然的储水池。同时，对于运动场地等面积比较大、收集的雨洪比较多、初期弃流量也比较大的区域，通过采用绿地的表层植被和土壤对雨洪的污染物截污进行净化的方法。

图6-7　湖泊调蓄系统

在雨洪资源管理方面，校区位于郑东新区，污染物相对较少，污染源相对较容易控制，地面污染物的管理、废弃物管理制度的建立、各排水口的建立、下水道清理制度的管理、公众教育的加强等管理措施的实施也比较直接有效，容易控制。

然而，在雨水资源化利用方面仍然还有较大提升空间，如在雨水源头控制措施方面，绿色屋顶措施没有采用，屋顶雨水直接通过落水管进入绿地滞留系统然后进入道路，最后随道路排入雨水管网。校区大多数建筑物屋顶是平面设计，在条件允许情况下，可以采用绿色屋顶设计，减少雨水进入官网流量，提高雨水利用率。

在道路空间中除了使用透水铺装，最常见的一种方法就是将道路中间的绿化带设计成雨水花园或者浅草沟，通过对校园道路调查发现，道路中间的绿化带都是之前城市规划时用统一的标准建造好的，绿化带周围用立道牙围和，并且高于道路，即使没有道牙围和，设计者的原始设计意图也是将绿地中过多的雨水排入道路，最终进入管网，致使雨水不能充分利用，如图6-8所示。

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图6-8　道路绿化系统

另外，最常用的方法是铺设透水性路面，但是由于施工技术不达标，很多地方虽然面层使用了自渗透性面砖，实际的透水效果并不明显，另外，大多数透水性路面设计未考虑行车道路面强度要求，运用后，道路出现坍陷和破损现象，影响行车安全和环境美观。其原因分析:从结构上来讲，若是釆用渗水性地基会有路面强度不够的问题，这样的路面不适合在行车道路以及人流量较大的地方推广，若要使路面渗水性好、地面强度又大则需要考虑采用新型的材料，成本会相对较高，这也是目前渗水性路面较难推广起来的原因。

此外，道路与雨水管理景观设施如雨水花园，浅草沟，树箱过滤器等的结合很少，大部分道路空间景观还是保留着传统设计的模式，并不能有效地蓄存雨水，减小城市雨水管网的压力。

6.1.3.3　校区雨洪资源生态利用改造措施

1.绿色屋顶改造

校园中大多数建筑物为平面设计，可以考虑在屋顶承重允许下建设绿色屋顶，可以通过在不透水屋面上种植适合的植物，来滞留一定的雨水量。先将平的屋面做一层严格的防渗处理，设置雨水渗水收集管，通过流量控制阀向外来排水，当屋顶的水位超过设计的水位的时候，从溢流口流出。安装好雨水渗水收集管后，在上面铺一层人工垫层和种植层，种植花草。这种措施不但可以降低雨洪径流量，还可以美化城市景观，对居民还起到了冬暖夏凉的作用，最重要的是能改善生态环境，净化大气等，其功效一举多得。图6-9为绿色屋顶实景图。

图6-9　绿色屋顶实景图

2.透水性路面改造

透水性路面已经开始大量应用，通常铺设在非机动车车道、停车场、广场等地块，通过铺设透水性较强的路面，可以将雨水、洪水较快的入渗到地下，减少地表积水，同时还能补充缺失的地下水。一般，透水性路面是由基层、垫层、面层这三部分组成，基层是由密实的土壤组成的，不但有渗水性，还具有较强的承载力，可以将支流的雨洪逐渐的渗入到地下；垫层是除了具有较好的渗水性外还带有很好的孔隙率，用来滞留渗入的雨洪；而最上面的面层是由透水砖、透水混凝土、植草砖等材料组成的，要具有不错的透水性，能够使雨洪快速地渗入到垫层。针对具有行车道功能透水性路面设计，应该采用高性能材料铺装，另外在地基处理方面也需要进一步加强，适合行车道行车需求。

图6-10　透水性铺装实景图

3.下凹式绿地改造

绿地调蓄技术有很多种，下凹式绿地是其中行之有效、蓄渗能力较强的一种，具有蓄渗雨水、削减洪峰流量、过滤水质和防止水土流失等优点。下凹式绿地的标高低于路面，应用下凹式绿地一方面可以削减洪峰流量、减轻洪涝灾害，又能增加地下水的入渗补给；另一方面雨水流经绿地过程中，经渗透、沉淀、截留作用，径流中污染物也得到部分去除，减轻了城区面源污染，因而下凹式绿地具有滞留利用雨水与控制城区污染负荷的双重作用，成为具有高效自净能力的城市生态系统。

图6-11　下凹式绿地实景图

4.雨水花园的建设

校区具有较大面积露天停车场和居住区，而这些区域可以充分发挥雨洪资源利用的特点，用来作为雨水花园很好的场所，结合实际情况设置相应的工程措施。

雨水花园设施是在一些小范围面积的洼地上种植一些生态植物，小到花草大到树木，并且很好的融入到园林景观中去，在雨季还能作为贮留雨水的浅水洼。虽然可以建设透水性路面，但是校区中还有相当一部分的不透水面，而那部分的径流就可以通过入水口流入到该区域，经过一系列的生物、化学等作用实现水质处理或雨洪滞留等程序。这类措施，也能够在处理雨洪问题的同时美化了校区景观环境。

雨水花园可削减洪峰流量，处理雨水。雨水花园利用生物滞留原理，通过植物和土壤来改善水质。雨水花园建在低洼地区，汇流的雨水可以通过特定的土壤、砂和有机覆盖层过滤。雨水经过这些介质时自然过滤，再汇集到传统的雨水输送管道。在干旱时期，过滤介质可以储存雨水、供给植物水分，促进污染物的降解、吸收和代谢。还可以在雨水花园中的过滤层上设计一层积水层，临时收集雨水。

5.雨水综合利用改造

校区较大面积为学生公寓和公共设施用地，对于这类的建筑，具有较强的规划控制性和可管理性的特点，还带有大面积的屋顶和不错的绿化设施。大的平顶屋面可以给我们带来很好的绿色屋面效益，非常有利于雨水的收集，而收集来的雨水可以通过屋顶集雨利用系统经过初步处理后用于建筑区内的人们生活用水，比如洗车、冲刷厕所、灌溉植物等。而绿化设施可以通过透水性铺装路的铺设、绿化带的滞留等各种工程措施使雨洪得到二次利用。这样做不仅能节约城市用水，最重要的是还能消减城市雨洪径流量。图6-12和图6-13分别是校区雨洪利用工程示意图和校区雨水集蓄利用模式流程图。

图6-12　校区雨洪利用工程示意图

图6-13　校区雨水集蓄利用模式