西咸新區(qū)中小學(xué)海綿校園建設(shè)的調(diào)查

一、調(diào)查活動(dòng)背景西咸新區(qū)（圖1），位于陜西省西安市和咸陽(yáng)市建成區(qū)之間，面積882平方公里。是中國(guó)首個(gè)以創(chuàng)新城市發(fā)展方式為主題的國(guó)家級(jí)新區(qū)。2015年入選國(guó)家海綿城市建設(shè)試點(diǎn)16座城市之一，西北首個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市。灃西新城是西咸新區(qū)5大新城之一，面積143km2，地處關(guān)中平原腹地，屬于典型的溫帶季風(fēng)氣候，受東南季風(fēng)影響顯著，決定了多暴雨、洪澇等災(zāi)害。該地屬于半濕潤(rùn)地區(qū)，年降水量約600mm，主要集中在6～9月，夏雨量占全年降雨量的50％以上，且多以暴雨形式出現(xiàn)，易造成洪澇和水土流失等災(zāi)害。灃西新城把雨水作為重點(diǎn)，構(gòu)建了雨水綜合利用四級(jí)體系（建筑小區(qū)、道路、綠地、中央雨洪），提升了水資源綜合利用效率［1］。灃西實(shí)驗(yàn)學(xué)校是灃西新城一所九年制公辦學(xué)校。占地80畝，學(xué)校融太陽(yáng)能、干熱巖、海綿生態(tài)為一體。學(xué)校作為灃西新城首批海綿城市試點(diǎn)單位，構(gòu)建了樓頂、道路、綠楔3級(jí)體系，提高了水資源利用效率，極大改善了校園環(huán)境。2020年12月，學(xué)校在灃西新城海綿城市試點(diǎn)建設(shè)中做出杰出貢獻(xiàn)，榮獲“優(yōu)秀建設(shè)管理單位”。學(xué)情分析：初中學(xué)生經(jīng)過(guò)2年的地理課程學(xué)習(xí)，掌握了中國(guó)氣候、4大干濕地區(qū)，水資源等的特點(diǎn)。會(huì)結(jié)合本地氣候、土壤、地形、水文、植被等地理要素綜合分析一地的自然地理概況，初步架構(gòu)起了自然地理的框架。對(duì)所生活的校園有了充分的認(rèn)識(shí)，希望將所學(xué)的地理知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中。二、海綿校園建設(shè)調(diào)查活動(dòng)的意義①灃西實(shí)驗(yàn)學(xué)校基于校園土壤、水文特征，開(kāi)展“海綿校園”試點(diǎn)建設(shè)，有效解決了水資源緊缺等問(wèn)題，為陜西省中小學(xué)開(kāi)展海綿校園設(shè)計(jì)建設(shè)提供借鑒。②學(xué)生通過(guò)對(duì)海綿校園知識(shí)的學(xué)習(xí)，將地理學(xué)理論和實(shí)踐緊密結(jié)合，體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心、成就感、獲得感、幸福感。③海綿校園的建設(shè)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)意識(shí)具有教育示范意義。校園作為中小學(xué)生環(huán)境教育場(chǎng)所，通過(guò)利用校園雨水示范項(xiàng)目，展開(kāi)課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)、生態(tài)實(shí)習(xí)、科普教育，讓學(xué)生在日常環(huán)境中親密觀察、接觸雨水，感受生態(tài)雨水景觀的魅力，是校園無(wú)聲管理的獨(dú)特功能［2］。三、海綿校園建設(shè)調(diào)查活動(dòng)實(shí)施方案1.活動(dòng)原則（1）安全性考慮到學(xué)校建筑的使用主體絕大多數(shù)為中小學(xué)生，且年齡較小，安全性必須得以保證，例如，下沉式坡地的容積水深一般<0.5m，否則，對(duì)中小學(xué)生課間活動(dòng)有較大風(fēng)險(xiǎn)［3］。（2）教育性考慮到學(xué)校建筑承擔(dān)著教書(shū)育人重任的特殊性，校園海綿設(shè)施除需具備良好的海綿城市功能外，還應(yīng)有一定的科普教育意義，潛移默化地讓學(xué)生們樹(shù)立起環(huán)保的科學(xué)理念，也能在生態(tài)文明建設(shè)方面發(fā)揮思想引領(lǐng)的社會(huì)功能［3-5］。2.活動(dòng)目標(biāo)①校園作為中小學(xué)生環(huán)境教育場(chǎng)所，通過(guò)校內(nèi)的海綿校園資源，學(xué)生參觀校園雨水循環(huán)利用，展開(kāi)課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)、生態(tài)實(shí)習(xí)、科普教育，培養(yǎng)學(xué)生生態(tài)意識(shí)，增強(qiáng)節(jié)約用水意識(shí)。②培養(yǎng)學(xué)生敏銳的洞察力。在日常環(huán)境中善于觀察、善于思考，熱愛(ài)大自然。③通過(guò)校園綠地內(nèi)植物（花、草）的生長(zhǎng)習(xí)性，使學(xué)生熟悉當(dāng)?shù)貧夂?、土壤影響下的植被生長(zhǎng)特性。培養(yǎng)了地理系統(tǒng)思維和地理實(shí)踐力的核心素養(yǎng)。④學(xué)生學(xué)會(huì)使用手機(jī)App“形色”和小程序“識(shí)花君”識(shí)別植物，后期可以制作植物（花、草）的“草料二維碼”生成器，掛在每棵樹(shù)身上，不僅方便每個(gè)人掃碼了解該植物的生長(zhǎng)習(xí)性，而且將地理與生物學(xué)科交叉。3.活動(dòng)內(nèi)容經(jīng)過(guò)前期策劃，安排一節(jié)（地理）校園社團(tuán)課程。學(xué)生分4個(gè)小組，跟隨地理教師有序參觀，邊參觀（教師）邊講解。過(guò)程中完成任務(wù)單（表1），下課上交科代表，教師閱覽后評(píng)選最優(yōu)任務(wù)單，獎(jiǎng)勵(lì)小組和個(gè)人。灃西實(shí)驗(yàn)學(xué)校充分按照海綿校園設(shè)計(jì)“滲、滯、蓄、凈、用、排”的方針進(jìn)行有組織設(shè)計(jì)，校園總體設(shè)計(jì)在綜合考慮場(chǎng)地條件和市政管網(wǎng)接口的基礎(chǔ)上，依照“西高東低”的原則將雨水從操場(chǎng)逐步引導(dǎo)至智慧大道、綠地內(nèi)［3］。學(xué)校海綿城市總體設(shè)計(jì)路線（圖2）。學(xué)校始終把雨水作為重點(diǎn)，構(gòu)建了雨水綜合利用3級(jí)體系（樓頂、道路、綠楔），提升了水資源綜合利用效率；以生態(tài)溶解校園的理念，最大限度恢復(fù)原有的水體。（1）校園雨水花園——綠化、雨水收集在校園內(nèi)，采用雨水花園匯聚并吸收雨水，通過(guò)土壤、植被的綜合作用下滲、凈化雨水。樓頂種植綠植，植物不僅可以吸收雨水，也可防止風(fēng)吹雨淋對(duì)屋頂?shù)钠茐?，如圖3所示。（2）道路——透水磚收集、下滲道路是地表徑流的重要來(lái)源。一般來(lái)說(shuō)，道路雨水排放流向?yàn)椋郝访嬗晁⑴胖林苓呁杆伌u路面進(jìn)行下滲或同透水路面雨水徑流排至周邊綠化帶進(jìn)行入滲，超出入滲能力雨水經(jīng)雨水口和連接管排入市政雨水管網(wǎng)。校門(mén)口道路雨水從道沿豁口流入隔離帶下凹式綠地，鵝卵石、砂石構(gòu)成的濾層可以過(guò)濾、凈化和存儲(chǔ)雨水。所有道路都可通過(guò)縱向下凹綠地對(duì)雨水進(jìn)行側(cè)面收集、下滲，澆灌綠帶植物。間隔一定距離設(shè)置礫石和砂土的簡(jiǎn)易積蓄裝置或者沿道路縱向設(shè)置連續(xù)蓄水過(guò)濾溝，對(duì)道路路面雨水進(jìn)行收集、凈化、滯蓄。多余雨水首先溢流到附近綠地就近下滲，遇到大暴雨時(shí)，通過(guò)道路雨水井內(nèi)的雨水進(jìn)入池中匯入城市排水管網(wǎng)，最后進(jìn)入污水處理廠（圖4）［1］。透水磚發(fā)揮可滲透、滯留和排放雨水的功能，是海綿城市技術(shù)中的重要一環(huán)。選用透水性能良好、孔隙率較大的材料，在確保場(chǎng)地承載強(qiáng)度的前提下，雨水透過(guò)材料孔隙下滲進(jìn)入土壤層，起到緩解地表徑流、防止路面積水的功效。學(xué)校主要采用透水瀝青、透水磚兩種透水鋪裝。中小學(xué)建筑服務(wù)于學(xué)生，場(chǎng)地材料更符合學(xué)生年齡特征和行為模式。透水瀝青在保持瀝青材料回彈性好、腳感舒適等諸多優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提升了材質(zhì)的透水性。透水磚則主要用于停車(chē)場(chǎng)、景觀道路等面積較小的鋪裝節(jié)點(diǎn)，價(jià)格低廉、工藝成熟、維護(hù)便捷、性價(jià)比高。（3）綠楔——依托地形自然收集校園的雨水，可被土壤、植被充分吸收。多余雨水流向低洼區(qū)域，學(xué)校充分利用綠地的地形優(yōu)勢(shì)，通過(guò)設(shè)置草石隔離帶過(guò)濾、滲透（圖5）、下沉式坡地匯流（圖6）的雨水篦子蓄水、雨花石過(guò)濾、沉淀等使雨水匯流、凈化、下滲和收集。綠地內(nèi)種植的植物（圖7）有美人蕉、茭白、風(fēng)車(chē)草（傘草）、黃菖蒲（鳶尾）、燈芯草。雨水篦子旁是針茅，長(zhǎng)勢(shì)較高的是花葉蘆竹。例如，美人蕉：多年生草本植物，高可達(dá)1.5米。喜溫暖濕潤(rùn)氣候，不耐霜凍，生育適溫25℃～30℃，喜陽(yáng)光充足土地肥沃，在原產(chǎn)地?zé)o休眠性，周年生長(zhǎng)開(kāi)花；性強(qiáng)健，適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎不擇土壤，以濕潤(rùn)肥沃的疏松沙壤土為好，稍耐水濕，畏強(qiáng)風(fēng)。黃菖蒲是鳶尾科鳶尾屬植物，是多年生濕生或挺水宿根草本植物，植株高大，根莖短粗；黃菖蒲適應(yīng)范圍廣泛，可在水邊或露地栽培，又可在水中挺水栽培，是少有的水生和陸生兼?zhèn)涞幕ɑ?，水生花卉中的驕子，觀賞價(jià)值較高。四、結(jié)語(yǔ)學(xué)校承擔(dān)著教書(shū)育人的重任，海綿校園的建設(shè)具有強(qiáng)大的教育示范意義，培養(yǎng)了學(xué)生的生態(tài)環(huán)保意識(shí)、節(jié)約意識(shí)等，潛移默化地讓學(xué)生們樹(shù)立起了環(huán)保的科學(xué)理念，在生態(tài)文明建設(shè)方面發(fā)揮思想引領(lǐng)的社會(huì)功能，探究課讓學(xué)生熟悉并熱愛(ài)自己的校園和家鄉(xiāng)。灃西實(shí)驗(yàn)學(xué)校堅(jiān)持因地制宜，積極創(chuàng)新方法，基于本地氣候、土壤、水文特征，開(kāi)展“海綿校園”建設(shè)，使師