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◇江苏农林职业技术学院后勤基建处 万孝军 张 伟
高校校园占地面积广建筑面积大、人员密集，是社会的能耗大户，也是城市海绵建设中重要的组成部分。本文以江苏省镇江市江苏农林职业技术学院为例，探讨低影响开发技术在高校雨水综合利用系统中的应用与雨水综合利用工程方案设计，以期对高校校园雨水收集与利用提供借鉴作用。
高校是社会的重要组成部分，高校校园占地面积广、建筑面积大、人口密集，拥有大量的教学、科研、行政及生活建筑物及配套设施，是社会的能耗大户。同时，高校作为高知人群密集、肩负高等人才培养的重要阵地，在未社会培养和输送人才的同时，也肩负着引领社会可持续发展的重任。如何实现雨水资源的综合利用，在有效控制城市雨洪带来的洪涝灾害的同时实现减少校园能耗、实现碳排放减排，是高校校园建设所面临的新难题。
江苏农林职业技术学院北校区规划用地面积232202m2，总建筑面积240405m2，土地使用类型包括教学楼、实训楼、图书馆、学生活动中心、宿舍楼、景观水体、绿地、操场、道路等，校园绿地率为49.1%。校园总体规划如图1所示。
图1 江苏农林职业技术学院北校区规划平面图
镇江市地处江苏省西南部，位于长江下游南岸。地貌走势为西高东低、南高北低，多低山丘陵。气候属北亚热带季风气候，降水丰沛，全年有雨。地区多年平均降雨日117天，年平均年降雨量为1063.1mm，年最大降雨量1601.1mm，年最小降雨量457.6mm，日最大降雨量262.5mm。
根据《镇江市海绵城市规划设计导则》，镇江年径总量控制率为80%。
采用统计推求法，通过对镇江市地区近30年日降雨数据建立Excel数据表格，统计推求出年径总量控制率与设计降雨量的关系。镇江市地区年径流总量控制率与设计降雨量关系如图2所示。
图2 年径流总量控制率与设计降雨量关系图
由图表可知，年径总量控制率为80%时，对应的设计降雨量H为28.6mm。
按容积法计算，设计调蓄容积V计算公式为：
由表1可知，江苏农林职业技术学院北校园设计调蓄容积为2975.09m3。
表1 江苏农林职业技术学院北校区雨水径流量计算表
江苏农林职业技术学院北校区雨水收集利用总体方案分为雨水收集、水质处理和雨水利用三个部分。
屋面雨水通过落水管收集至雨水罐中，其余雨水通过校内雨水管网进行全线收集至景观水体（城市湿地），超蓄容量水体通过溢流管进入市政雨水管网。
屋面雨水由中水净化系统处理后用于楼宇冲厕；
汇至景观水体的雨水通过湿地生态圈生物降解后，经4级过滤后作为冲厕中水补充与绿化灌溉用水，以实现充分合理利用雨水资源的目的。
雨水收集利用总体方案如图3所示。
图3 雨水收集利用总体方案示意图
根据《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）中绿化年均灌溉定额的规定，镇江地区绿化类型为暖季型。按一级养护标准计算，则年绿化灌溉定额为0.28m3/ m2；
办公楼及教学楼用水定额取40L/人·d、冲厕用水占比取60%；
宿舍用水定额取120L/人·d、冲厕用水占比30%。则该校区用水量测算如下。
表2 北校区绿化灌溉用水量测算表
表3 北校区冲厕用水量测算表
北校区日均灌溉与冲厕用水量为334.46m3。如果雨水全部收集，则北校区设计收集雨水量为2975.09m3、水体面积14261m2，调蓄水位高度仅为208.6mm，具备全径流收集条件。
4.1 屋面雨水收集系统
屋面雨水水质情况相对较好，由落水管收集后下排至鹅卵石消能井（弃流装置）消能后汇入雨水罐中储存，供楼宇中水冲厕利用。
图4 屋面雨水收集装置示意图
4.2 广场雨水收集系统
所有硬质铺装广场均采用透水铺装，铺装形式分为明沟收集与微地形收集两种方式。收集的雨水汇入道路雨水管网并最终进入景观水体蓄存。
图5 不同类型的铺装边缘处理方式
4.3 绿地雨水收集系统
下凹式绿地要求种植土顶面下凹且低于周边路面，配套建设雨水渗透井等装置，其建设成本较高。
鉴于江苏农林职业技术学院天然地形存在西东东低、南高北低、天然水体水面较大的特点，故放弃下凹式绿地方案，采取绿地周边建设鹅卵石截水沟建设方案，在收集绿地地表径流的同时，起到雨水净化与水土保持的作用。
绿地雨水地表径流经鹅卵石过滤固体杂质后由截水沟汇入道路雨水管网。
图6 绿地鹅卵石截水沟示意图
4.4 硬质道路雨水收集系统
传统道路雨水径流由于车辆轮胎摩擦、尾气排放等原因污染程度较高，在传统的海绵城市设计方案中多采取将道路雨水引入绿地，由下凹式绿地土壤进行存蓄消纳，其可利用性较低。随着现代高校校园规划理念的转变以及对地下空间的开发利用，高校道路的使用性质发生了较大变化。江苏农林职业技术学院北校区地表道路仅作为礼仪性车行道与消防车道使用，平时校内车辆均直接由市政道路进入地下停车库，地表无行车，校园道路雨水径流污染程度大为降低。
采用下渗式沥青混凝土路面解决路面积水问题，雨水由道路雨水主管网收集后排入景观水池（城市湿地）内。
江苏农林职业技术学院北校区雨水净化系统根据水质要求区别，分为楼宇冲厕用水与绿化灌溉用水两部分。
5.1 楼宇冲厕用水应用
依据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》（GB50400-2016），楼宇冲厕用水应当充分考虑水质对管道与细菌学指标的要求，宜采用过滤+消毒工艺处理。
江苏农林职业技术学院北校区日冲厕用水量为252m3，屋面雨水初期径流弃流后汇入雨水罐，雨水罐中水位不足时由景观水池补足。
水体经石英砂过滤、自动投药器氯片消毒后，由稳压泵站系统输送至楼宇冲厕用水管网。
图7 冲厕用水系统工艺图
5.2 绿化灌溉用水应用
江苏农林职业技术学院景观水体水面面积为14261m2，储蓄能力满足海绵城市调蓄需要。雨水经道路主雨水管网收集后汇入分区景观水体，通过水生植物（城市湿地）生物系统净化水质。水池储水经拦污池、过滤池过滤后，由稳压泵站系统输送至绿化喷灌管网，用于校园绿化灌溉与楼宇雨水罐补水。
（1）景观水体植物配置。人工湿地是模拟自然湿地系统，利用基质-植物-微生物构成的生态系统完成对水的净化处理，对构建校园生态景观、丰富生物多样性等方面有着积极的作用。
人工湿地选用的植物可分为水生、湿身和陆生植物，水生植物又分为挺水植物、浮水植物、浮叶植物与沉水植物；
湿身植物和陆生植物分为草本、木本两种。
在配置植物时，应根据所在区域的气候、土壤等条件，结合景观观赏需要，优先选择耐水湿、抗污染、根系发达的适生乡土植物。
表4 北校区景观水体湿地植物主要配置
（2）绿地浇灌系统。浇灌系统由潜水泵、输水管、管道压力开关、土壤湿度传感器等组成。当土壤湿度达到土壤湿度传感器设置的下限时，控制台根据传感器信号发出灌溉指令，区域喷灌系统开关打开。管道压力开关根据输水管管道压力，自动开启潜水泵管道补压，保证灌溉的持续性和稳定性。
图8 绿化灌溉用水系统工艺图
高校常驻人口数量众多、占地面积大、用水量大、雨水汇流面积大、节能节水的潜力很大，加强高校校园雨水的回收与再利用，是海绵城市、节约型校园以及绿色校园建设的重要内容。本文以实际工程为例，详细的介绍了低影响开发理念在高校校园规划建设与雨水收集利用系统中的应用，结合高校环境与运行特点，论证了高校道路雨水收集、雨水全收集利用的合理性与适用性。该工程设计将水质保障与校园景观相结合，以最低投资实现了雨水处理与资源化利用，以期为其他学校雨水收集利用提供借鉴。
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