西咸新区中小学海绵校园建设的调查

一、调查活动背景西咸新区（图1），位于陕西省西安市和咸阳市建成区之间，面积882平方公里。是中国首个以创新城市发展方式为主题的国家级新区。2015年入选国家海绵城市建设试点16座城市之一，西北首个海绵城市建设试点城市。沣西新城是西咸新区5大新城之一，面积143km2，地处关中平原腹地，属于典型的温带季风气候，受东南季风影响显著，决定了多暴雨、洪涝等灾害。该地属于半湿润地区，年降水量约600mm，主要集中在6～9月，夏雨量占全年降雨量的50％以上，且多以暴雨形式出现，易造成洪涝和水土流失等灾害。沣西新城把雨水作为重点，构建了雨水综合利用四级体系（建筑小区、道路、绿地、中央雨洪），提升了水资源综合利用效率［1］。沣西实验学校是沣西新城一所九年制公办学校。占地80亩，学校融太阳能、干热岩、海绵生态为一体。学校作为沣西新城首批海绵城市试点单位，构建了楼顶、道路、绿楔3级体系，提高了水资源利用效率，极大改善了校园环境。2020年12月，学校在沣西新城海绵城市试点建设中做出杰出貢献，荣获“优秀建设管理单位”。学情分析：初中学生经过2年的地理课程学习，掌握了中国气候、4大干湿地区，水资源等的特点。会结合本地气候、土壤、地形、水文、植被等地理要素综合分析一地的自然地理概况，初步架构起了自然地理的框架。对所生活的校园有了充分的认识，希望将所学的地理知识运用到现实生活中。二、海绵校园建设调查活动的意义①沣西实验学校基于校园土壤、水文特征，开展“海绵校园”试点建设，有效解决了水资源紧缺等问题，为陕西省中小学开展海绵校园设计建设提供借鉴。②学生通过对海绵校园知识的学习，将地理学理论和实践紧密结合，体会到学习的乐趣，增强了学生的自信心、成就感、获得感、幸福感。③海绵校园的建设，对于培养学生的生态意识具有教育示范意义。校园作为中小学生环境教育场所，通过利用校园雨水示范项目，展开课程设计、实验监测、生态实习、科普教育，让学生在日常环境中亲密观察、接触雨水，感受生态雨水景观的魅力，是校园无声管理的独特功能［2］。三、海绵校园建设调查活动实施方案1.活动原则（1）安全性考虑到学校建筑的使用主体绝大多数为中小学生，且年龄较小，安全性必须得以保证，例如，下沉式坡地的容积水深一般<0.5m，否则，对中小学生课间活动有较大风险［3］。（2）教育性考虑到学校建筑承担着教书育人重任的特殊性，校园海绵设施除需具备良好的海绵城市功能外，还应有一定的科普教育意义，潜移默化地让学生们树立起环保的科学理念，也能在生态文明建设方面发挥思想引领的社会功能［3-5］。2.活动目标①校园作为中小学生环境教育场所，通过校内的海绵校园资源，学生参观校园雨水循环利用，展开课程设计、实验监测、生态实习、科普教育，培养学生生态意识，增强节约用水意识。②培养学生敏锐的洞察力。在日常环境中善于观察、善于思考，热爱大自然。③通过校园绿地内植物（花、草）的生长习性，使学生熟悉当地气候、土壤影响下的植被生长特性。培养了地理系统思维和地理实践力的核心素养。④学生学会使用手机App“形色”和小程序“识花君”识别植物，后期可以制作植物（花、草）的“草料二维码”生成器，挂在每棵树身上，不仅方便每个人扫码了解该植物的生长习性，而且将地理与生物学科交叉。3.活动内容经过前期策划，安排一节（地理）校园社团课程。学生分4个小组，跟随地理教师有序参观，边参观（教师）边讲解。过程中完成任务单（表1），下课上交科代表，教师阅览后评选最优任务单，奖励小组和个人。沣西实验学校充分按照海绵校园设计“渗、滞、蓄、净、用、排”的方针进行有组织设计，校园总体设计在综合考虑场地条件和市政管网接口的基础上，依照“西高东低”的原则将雨水从操场逐步引导至智慧大道、绿地内［3］。学校海绵城市总体设计路线（图2）。学校始终把雨水作为重点，构建了雨水综合利用3级体系（楼顶、道路、绿楔），提升了水资源综合利用效率；以生态溶解校园的理念，最大限度恢复原有的水体。（1）校园雨水花园——绿化、雨水收集在校园内，采用雨水花园汇聚并吸收雨水，通过土壤、植被的综合作用下渗、净化雨水。楼顶种植绿植，植物不仅可以吸收雨水，也可防止风吹雨淋对屋顶的破坏，如图3所示。（2）道路——透水砖收集、下渗道路是地表径流的重要来源。一般来说，道路雨水排放流向为：路面雨水散排至周边透水铺砖路面进行下渗或同透水路面雨水径流排至周边绿化带进行入渗，超出入渗能力雨水经雨水口和连接管排入市政雨水管网。校门口道路雨水从道沿豁口流入隔离带下凹式绿地，鹅卵石、砂石构成的滤层可以过滤、净化和存储雨水。所有道路都可通过纵向下凹绿地对雨水进行侧面收集、下渗，浇灌绿带植物。间隔一定距离设置砾石和砂土的简易积蓄装置或者沿道路纵向设置连续蓄水过滤沟，对道路路面雨水进行收集、净化、滞蓄。多余雨水首先溢流到附近绿地就近下渗，遇到大暴雨时，通过道路雨水井内的雨水进入池中汇入城市排水管网，最后进入污水处理厂（图4）［1］。透水砖发挥可渗透、滞留和排放雨水的功能，是海绵城市技术中的重要一环。选用透水性能良好、孔隙率较大的材料，在确保场地承载强度的前提下，雨水透过材料孔隙下渗进入土壤层，起到缓解地表径流、防止路面积水的功效。学校主要采用透水沥青、透水砖两种透水铺装。中小学建筑服务于学生，场地材料更符合学生年龄特征和行为模式。透水沥青在保持沥青材料回弹性好、脚感舒适等诸多优点的基础上提升了材质的透水性。透水砖则主要用于停车场、景观道路等面积较小的铺装节点，价格低廉、工艺成熟、维护便捷、性价比高。（3）绿楔——依托地形自然收集校园的雨水，可被土壤、植被充分吸收。多余雨水流向低洼区域，学校充分利用绿地的地形优势，通过设置草石隔离带过滤、渗透（图5）、下沉式坡地汇流（图6）的雨水篦子蓄水、雨花石过滤、沉淀等使雨水汇流、净化、下渗和收集。绿地内种植的植物（图7）有美人蕉、茭白、风车草（伞草）、黄菖蒲（鸢尾）、灯芯草。雨水篦子旁是针茅，长势较高的是花叶芦竹。例如，美人蕉：多年生草本植物，高可達1.5米。喜温暖湿润气候，不耐霜冻，生育适温25℃～30℃，喜阳光充足土地肥沃，在原产地无休眠性，周年生长开花；性强健，适应性强，几乎不择土壤，以湿润肥沃的疏松沙壤土为好，稍耐水湿，畏强风。黄菖蒲是鸢尾科鸢尾属植物，是多年生湿生或挺水宿根草本植物，植株高大，根茎短粗；黄菖蒲适应范围广泛，可在水边或露地栽培，又可在水中挺水栽培，是少有的水生和陆生兼备的花卉，水生花卉中的骄子，观赏价值较高。四、结语学校承担着教书育人的重任，海绵校园的建设具有强大的教育示范意义，培养了学生的生态环保意识、节约意识等，潜移默化地让学生们树立起了环保的科学理念，在生态文明建设方面发挥思想引领的社会功能，探究课让学生熟悉并热爱自己的校园和家乡。沣西实验学校坚持因地制宜，积极创新方法，基于本地气候、土壤、水文特征，开展“海绵校园”建设，使师