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改革开放以来，城市化的快速发展，给城市管理带来了诸多问题，其中最为突出的城市水生态环境被破坏、城市雨洪内涝、水资源稀缺、水体污染严重等问题已经成为阻碍城市可持续发展的挡路石。2014年10月，住房和城乡建设部编制发布了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》，提出海绵城市建设的基本原则，明确相关内容、要求和方法。低影响开发(Low Impact Development，LID)也称为低影响设计(Low Impact Design，LID)，指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征[1]。2016年1月，住房和城乡建设部《关于印发城市综合管廊和海绵城市建设国家建筑标准设计体系的通知》中又提出新建、扩建和改建海绵型建筑与小区，海绵型道路与广场、海绵型公园绿地等场所。
高校作为城市用地的一部分，是城市绿地体系的重要组成部分，也是构建海绵化城市系统的重要部分之一。在不断扩大的高等教育招生规模下，各类高校校园也在持续进行扩建，校园里的建筑、道路等不透水硬质材质越来越多，校园的基础设施越来越跟不上新时代校园发展的步伐，校园遭遇降雨，导致校园内涝、学生停课的现象时常发生，因此在海绵城市建设理念指导下，海绵校园的建设进入了人们的视线，海绵校园建设受到各地高校建设者的广泛关注[2]。
1.1 校园概况
海南热带海洋学院是一所地处热带区域的全日制本科院校，校园共分为五指山校区和三亚校区。笔者选择三亚校区开展研究，该校区是修建不久的新校区，地理位置优越，海南环岛高速自西向东贯穿校园，西边则是落笔洞路，学校以“明德、博学、励志、笃行”作为校训。作为中国最南端的唯一一所全日制本科院校，云集五湖四海的学子，因此校园文化丰富多彩。
1.2 校园现状
三亚校区地处热带地区，终年气温高，寒暑变化不大，年平均气温25.5℃，最冷的2月平均16～20℃，最热的8月为25～29℃，是一个热带风暴、台风频繁发生地，年均降水量1 500 mm，降雨量集中在4—10月，且降雨强度大，月降雨量最高可达1 172.77 mm，三亚市2017—2020年降雨量统计如图1所示。
图1 三亚市2017-2020年降雨量统计图
暴雨过后的校园路面出现了较大雨水径流现象，并且多处排水沟出现了堵塞，其主要原因为垃圾堵塞，雨水将路面的垃圾、树叶、泥沙等带入排水沟，造成堵塞，无法及时排放雨水[3]。校园内多处人行道出现严重的积水现象，甚至造成了交通困难。在雨季特别是台风季节，因降雨量过大，校园里易出现内涝、道路积水、雨水净化和利用率为零等问题，由于排水系统负荷过大，造成短时间内无法将积水排出，直接影响学校教师及学生的正常教学与生活[4]，暴雨后的校园积水区域如图2所示。
图2 暴雨后的校园积水区域示意图
因此，在高校校园环境景观规划设计时，更应该重视校园雨水排放系统与景观规划设计的联系。通过高校校园的海绵化建设，有效消纳校园自身的雨水，有效缓解校园暴雨灾害，有效改善校园水污染问题等，让校园重新获得自主调节、自主呼吸的能力，恢复原有的生态环境，更好地营造生态型校园、呼吸型校园和可持续型校园[5]。这些对热带地区高校校园景观规划、生态校园建设以及校园可持续发展提供了强有力的理论支持，具有重要的参考价值。
2.1 设计原则
（1）以人为本原则。校园主要是学生和老师的活动场所，要充分把握师生行为活动的时间性与空间性规律，如在园路的设计方面，人流较多的区域，景观设计时应设计便捷路径，将原本窄小的园路拓宽。校园空间里的各种设施设计、材料选择、氛围营造要充分考虑师生日常生活的需求[6]。
（2）低影响开发原则。以现有的自然生态系统作为开发的基本框架，充分利用现有条件，尽可能地保留场地内长势良好的高大乔木，适当搭配其他的优良乡土植物，合理进行规划设计。
（3）坚持可持续发展原则。以海绵城市建设理念为指导思想，建设新时代海绵校园景观，坚持以景观规划设计为主，充分体现“蓄、渗、漏、透”等特点。在植物设计上，利用植物的特性，进行乔、灌、草等多层次植物配置，营造良好的景观视觉效果[7]。
2.2 设计范围
设计区域选择海南热带海洋学院三亚校区的中心区域，北至学生第二食堂，南至九号教学楼，东至体育场，西至琴房和篮球场，设计项目的总面积有92 843.35 m2，设计区域中包含了校园的中心建筑——图书馆、校园核心景观——人工湖、教学区——七号和九号教学楼、学生宿舍区——食堂及其旁废弃广场区域等，设计时也根据分区打造各类型“海绵”的示范区，如图3、图4所示。
图3 总平面图
图4 功能分区图
2.3 雨水潜力计算
对设计红线范围内雨水潜力收集量进行计算，包括建筑屋顶、道路、公共绿地、其他绿地等空间，根据式（1）估算出年平均雨水资源量[8]。
式中：
V——年均可利用雨水资源量，m3；
H——年平均降雨量，m；
A——汇水面积，m2；
ψ——综合径流系数；
α——季节折减系数。
参考《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2019）中径流系数，选取ψ在建筑屋顶、道路和公共绿地取值分别为0.90，0.80，0.15；
南方城市的季节折减系数范围0.91～1.00[9]，选取α为1；
三亚地区年均降水量1 500 mm；
各类用地面积可根据CAD图纸测绘得出汇水面积：建筑屋面14 935.85 m2，道路37 677.61 m2，公共绿地22 858.55 m2，其他17 371.34 m2；
海绵校园设计区域可收集的年平均雨水收集量如表1所示。
从表1可以看出，海绵校园设计区域年平均雨水收集总量为70 519.69 m3，可见雨水收集潜力巨大且具备良好的条件。
表1 海绵校园设计区域可收集的年平均雨水收集量
2.4 设计定位
借鉴海绵城市理念，建设海绵校园，结合校园雨水处理情况，以景观设计的手法，降低校园雨水排放设施负荷[10]。整体的设计理念为雨水下渗为主，充分进行二次利用。该方案的海绵校园景观设计分别从雨水花园设计、植草沟设计、屋顶花园设计、透水铺装设计、生态护坡设计、生态停车场设计这几个方面出发，打造一个以净化雨水、降低雨水负荷为主的宜人海绵校园景观，如表2所示。
表2 建设“海绵校园”的实施方案与措施
3.1 雨水花园设计
该方案的雨水花园大多是人工挖掘的浅凹绿地，也有极少部分是自然形成的下沉式绿地。雨水花园的设计大多是为了处理地面的雨水，利用植物自身的特性，对雨水进行吸收和过滤，通过对沙土渗透、过滤等作用，使雨水得到净化，并逐渐渗入深层次土壤，补充地下水。储蓄起来的雨水，还可以补给景观用水、厕所用水等，是一种校园生态上可持续的雨洪控制与雨水处理并对雨水加以利用的设施[11]。雨水花园的设计可以打造旱季景观和雨季景观，将雨水收集区域美观化、艺术化，形成两景生态、美观的形象。
设计的雨水花园选址位于学生第二食堂旁和图书馆以及七号、九号教学楼周边区域，经过现场的考察，这些区域周围拥有大量的绿地，因此将此部分绿地改造为雨水花园，能有效地净化雨水，并且经过净化过的雨水可以储蓄起来，用于教学区的厕所供水，以实现水资源再利用。
3.2 生态护坡设计
生态护坡的选址位于校内人工湖的沿线位置，经实地考察发现，校内人工湖的湖水受到了不同程度的污染。其中一个污染源则是雨水径流，降雨时，径流水会将泥沙和其他污染物带入湖水，使湖水变得浑浊，因此，在湖边设置生态护坡，能大大降低雨水的径流系数，通过植物自然的过滤，净化径流水，对湖岸起到保护的作用[12]。
校园人工湖是校园内视野最好、最为空旷的地方，临近校园运动场，可考虑利用伞型风能转换装置，增设小型风力发电装置，在人工湖护坡旁，既可以作为一处校园景观点，又可以将电力用于人工湖的夜景照明。
3.3 植草沟设计
经过实地考察，校内多处路段积水严重，暴雨天气严重影响通行，最为严重的是高架桥下的停车场区域，每当遭受暴雨天气，路面都产生大量的雨水径流并造成严重的积水。因此，在高架桥下沿路区域设置植草沟，边坡坡度（垂直∶水平）为1∶3，其纵坡与道路纵坡相协调，坡度确定为2%。降低宿舍区道路路面的雨水径流，从而有效减少道路积水，减少雨水排放低点位置区域的排水压力。
此外，针对植草沟内多余的雨水，可通过雨水截污措施将其拦截集中至管网中，就近连接管网装置，通过水泵的抽取，可对路面及道路两旁的绿化带定期喷洒，有助于雨水的二次利用，降低局部小气候，改善三亚干热的环境，同时可以除尘降噪。
3.4 屋顶花园设计
校园图书馆五楼可建设屋顶花园的面积约2 500 m2，坡度为2%，宜进行绿色屋顶花园更新设计，有助于调节局部小气候，植物配置考虑楼板荷载，主要采用低矮的根系较浅的灌木和地被进行配置，既美观又可以有效削减径流雨水。
增设雨水回收利用生态箱，屋面雨水收集系统将雨水进行收集，通过粗过滤、细过滤的手段，将较为干净的雨水收集进入生态箱中，生态箱可利用太阳能光辐射板的运行提供电力系统。在炎热的三亚，太阳能光辐射板构成的生态箱就成为低能耗高能效的能源之一，生态储水箱可将水源二次利用至图书馆建筑的厕所管网中，实现富足雨水的二次利用。
3.5 道路及停车场的海绵性设计
生态停车场位于高架桥下和图书馆旁东面位置，铺装采用植草砖和透水混凝土为主，其主要目的就是通过两者的透水性，从而降低路面积水，植草砖的应用也给停车场增添了几分生命的气息，可以说是“会呼吸的停车场”。
校园整体交通系统发达，以笃行路、慎思路、博学路贯穿整个布局，主要道路两旁人行道采用透水砖铺设，内部结构从上至下依次为：60 mm厚透水面砖（孔隙率经验值15%）、30 mm厚中砂（孔隙率经验值40%）、200 mm厚压实级配碎石（孔隙率经验值15%）、60 mm厚中砂垫层（孔隙率经验值40%），综合各材质吸水性能，取有效蓄水厚度为75 mm。主要道路铺装以及项目范围内连接主要道路的小园路则采用全透型透水混凝土铺设，内部结构为50 mm厚C25透水混凝土、100 mm厚C25透水混凝土、30 mm厚沙滤层、100 mm厚水泥石粉垫层，透水混凝土孔隙率越大，越接近于自然植被覆盖的地面，新技术显示骨料层选用级配良好的玄武岩骨料，粒径5～10 mm，孔隙率18%，透水系数可超过4.0 mm/s[13]。
3.6 植物种植设计
在植物的设计与选择上，以乡土植物为主，保留原本区域内的大型乔木，本土植物在当地的气候条件、土壤条件下，对周边环境有很好的适应能力和生长能力，在人工改造的雨水花园中能发挥更好的雨水污染净化作用并使花园景观具有强烈的热带特色。
雨水花园的植物选择上，第一，挑选一些亲水性强、耐湿性好的乡土植物，且将植物造型优美的常用热带乔木作为雨水花园的主要树种，便于更好地去营造宜人的校园景观；
第二，选用根系比较发达、茎叶比较繁茂、对雨水净化能力强的植物；
第三，因雨水花园中的水量与气候性降雨紧密相连，存在一定时间内的雨水充足期与雨水枯竭期现象，因此选择的植物既要能适应水生环境又要有一定的抗干旱能力[14]。
区域内的乔木主要采用具有热带特色的植物树种：木棉、洋紫荆、椰子、苦楝、重阳木、小叶榄仁、黄槐等；
灌木：夹竹桃、红绒球、三角梅、散尾葵、棕竹、黄金榕等；
草本：龟背竹、蜘蛛兰、春羽、花叶良姜等；
水生植物：菖蒲、再力花、水生美人蕉、鸢尾、千屈菜等。
结合校园现状，对雨水问题严重的区域进行了针对性研究与设计，通过建设对雨水具有一定渗透、滞留、蓄存等作用的绿色基础设施来解决雨水径流污染等问题，在相对合理的空间布局及对绿色基础设施布置的基础上，达到降低雨水径流系数、改善雨水水质的目的，提供宜人的工作、学习、生活等环境。通过合理的景观规划设计，在充分满足校园空间结构环境下，最大限度地使校园内的雨水能够在自然状态下进行吸收、存蓄和排放。对收集来的雨水进行综合利用，从而改善校园雨洪管理，提高校园自主呼吸能力，营造宜人的热带高校校园景观[15]。
海绵校园的建设，不仅要改善校园暴雨灾害或干旱及水污染困扰，让校园重新获得自主调节、自主呼吸的能力，更重要的是充分考虑雨水的二次利用，在不同的试点区域合理地对雨水进行收集和再利用。此外，结合三亚本土的地域气候特色，考虑结合其他的生态技术手段，例如利用风能发电、太阳能光辐射板构成的生态箱等方式。大学校园属于城市建设中密不可分的组成部分，该海绵校园的建设模式研究为热带地区海绵城市的建设提供了微观层面的理论建议和实践方案，具有很强的参考价值。
总之，针对校内出现的雨洪、内涝等问题，运用低影响开发的理念，凭借“海绵城市”的理论和新技术支持，通过景观规划设计的手法，研究构建一个“海绵校园”的景观体系，改善雨水管理，解决内涝、积水、水污染等问题，实现将水资源再利用、减少径流水体污染的目的，打造一个有活力、有弹性、有呼吸的生态型“海绵校园”，解决师生雨天出行困难的问题[16]，让师生能在日常环境中观察、接触、体验雨水景观的魅力，为师生提供一个宜人的热带海绵校园栖息地。
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