——以青岛世园生态都市新区概念性规划为例
作者：孙易 王向坤
[摘要]：青岛，美丽的滨海旅游城市，却是国内严重缺水的城市之一。本次规划区域紧邻青岛崂山风景区，李村河、白沙河蜿蜒而过，山水资源得天独厚，未来的世园博览会因而选址在此。如何呵护这宝贵的生态资源，保护有限的淡水水源，同时满足城市快速扩张发展的需求，是本次规划需要着重解决的课题。我们立足于青岛缺水现状，以及相应的气候、地质、地形地貌等地域特征，探讨地缘型的生态规划设计方法，探讨 “永续城市”的实践架构，从而实现“永续城市”的发展目标。
[关键词]：生态规划；水循环系统；能源规划；永续城市
一、背景
1. 2014年青岛世园会
2011年8月31日，经国务院批准，商务部批复同意举办2014年青岛世界园艺博览会（International Horticultural Exposition）（以下简称世园会）。世园会是由国际园艺花卉行业组织一一国际园艺者协会（AIPH）批准举办的国际性园艺展会。
2. 提出生态规划的重要性与必要性
青岛是山东半岛的中心城市，经过10多年的高速发展，城市综合实力已经接近国际大都市标准，然而随着经济的发展，城市空间向外拓展和内部结构调整等方面所面临的“瓶颈”问题愈来愈严重。首先是缺水问题，青岛是极度缺水城市之一，而且受地形气候影响，境内河流流程短难以储水，水资源承载能力低，难以支撑城市扩张发展；其次是能源问题，青岛是能源输入型城市，以化石类能源资源为主，能源自给率低，而且能源利用效率较低。这些
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问题迫使青岛城市发展必须调整现有的发展模式，走生态城市建设之路，以实现城市可持续发展。
同时世园新区内包含大面积的风景名胜保护区及城市饮用水水源保护区，其建设条件受到诸多制约，规划建设具有一定的难度，所以如何在城市发展建设的同时保持生态环境特色是其面临的首要问题，而且如何结合城市生态建设实现规划区生态正效益则是摆在规划者面前的更高课题。因此，在概念规划中探究生态规划设计的方法和相关的生态技术，作为世园新区用地规划和建设平面布局的支撑是必然选择。
二、项目简介
1. 综合概况
世园生态都市新区（以下简称世园新区）是指世园会所在的青岛市区北侧，环绕崂山西麓的李沧区九水路街道、城阳区夏庄街道、崂山区北宅街道组成，总面积约194平方公里。（图5-1）
2. 总体规划结构
在新一轮城市总体规划中，青岛中心城区中心体系调整为——三主五副，呈现环湾圈层分布的总体态势。世园新区是青岛城市空间发展中心向北转移，从单心放射走向多中心网络空间战略的重要平台。（图5-2）
在概念规划中以青岛市中心城区“三主五副”的中心体系为基础，构建“核心环布、组团联络、主次相间”的三级中心拓展体系，并明确在规划区白沙河南岸及李村河上游构建三级组团中心的必要。形成如下规划结构：一环、三带、三核、五区。
一环，即围绕石门山森林公园，以区域主干交通为依托的城市核心功能建设环； 三带，即白沙河生态景观带、楼山河生态景观带、李村河生态景观带； 三核，即北部总部商贸服务核、中部旅游综合服务核、南部生态休闲商务核；
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五区，即科技创新综合服务区、崂山生态旅游度假区、世园特色文化旅游区、休闲商业商务区、蓝色硅谷科教研创区。（图5-3）
3. 目标定位
东北亚生态旅游度假胜地 中国生态城市建设示范标杆 环渤海文化创意产业南部核心 山东蓝色产业总部研创服务核心 4. 用地规划图（图5-4）
5. 南部核心区及周边地块（图5-5） 6. 北部总部商贸服务核心（图5-6）
三、世园新区生态设计策略的选择
生态设计内容涉及到城市的多个方面，“对症下药”是生态设计策略选择的关键。在概念规划中，从青岛地域气候特征、地形地貌特征等现有的自然资源条件、以及青岛所面临的生态问题入手，有针对性地考虑世园新区地缘特征的生态设计策略。在概念规划中重点强化生态系统优化、雨水-再生水综合利用、清洁能源利用等三大方面，从根本上保证规划区因地制宜的实操型“永续城市”的生态建设目标。（图5-7）
1. 基于生态安全格局的生态系统优化
城市生态安全格局是城市自然生命支持系统的关键性格局，维护城市生态系统结构和过程健康与完整，维护区域与城市生态安全，是城市获得综合生态系统服务的基本保障。
2. 水资源承载力和水资源循环利用
水资源尤其是淡水资源缺乏是城市发展的桎梏。通过生态技术手段，提高世园新区的水资源承载力和推动水资源循环利用是生态设计重要的策略。
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3. 可再生能源开发与利用
节能减排是城市经济社会发展的必然趋势，可再生能源的开发与利用是生态城市中建设的标杆，也是城市可持续发展和建设环境友好型社会的必然途径。
四、基于生态安全格局的生态系统优化
世园新区位于崂山旅游区边缘，并有大片林地位于二类保护区，生态环境十分敏感。因此，在生态系统优化中要解决城市建设和生态环境保护之间的协调发展，并制定相应的生态环境保护措施和标准体系，以明确和反映出地缘的生态型。
1. 生态安全格局
通过GIS分析叠加生态敏感性分析、洪水淹没分析、地质灾害、保护区、地形坡度坡向等单因子进行叠加分析，得出世园新区的生态安全边界，确定规划中需要严格控制和保护的非建设用地区的“红线”。（图5-8）
2. 生态建设分区（图5-9）
在的生态安全格局基础上，将规划区细分为核心保护区、二级保护区、生态廊道、生态斑块、低冲击生态建设区等五类生态分区，明确各分区的生态建设指标，有效地指导后续的规划设计和管理。
核心保护区、二级保护区：位于生态安全格局中的非建设用地范围内，是高度生态敏感区，需要严格按照生态建设指标控制其范围内的开发建设活动。
生态廊道、生态斑块：在基地范围内利用现状河流、带状防护绿地等构建供生物栖息的生态斑块以及彼此联系的生态廊道，增加生物物种的交换和流动，为基地范围内生物生存提供一个连续的栖息地网络，增加物种重新迁入的机会和提供乡土物种生存的机会。
低冲击生态建设区：基地范围内的可建设区，在进行城市开发建设过程中采用生态技术，例如保护性设计、雨洪管理、生物滞留等，尽可能降低对自然环境的破坏和干扰，在规划设
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计中对于各地块的规划建设指标和生态指标提出了控制要求。
表格 1生态分区建设指标控制表1
建筑开发 生态分区 不兼容用地 建筑密度 限旅游服务设施用地 限旅游服务设施用地 禁止开发建设 容建筑高度 积率 —— —— —— —— 绿地率 ≥90% ≥80% 绿化覆盖率 100% 绿化环境 森林树木占绿地比率 —— 本土植物指数 100% 水体面积占绿地比率 —— 核心保护区 二级保护区 生态廊道 生态斑块 低冲击生态建设区 —— 100% —— 100% —— —— —— 100% —— ≥80% 100% —— 禁止开发建设 —— —— 居住建筑80% 100% ≥80% 100% —— 产业用地、物流用地、商业用地、高层居住用地 ≤40% ≤12m公共建筑≤24m 居住建筑≤≥1.2 40% ≥60% ≥60% 90% 15% 高密度生态建设区 低层居住用地 ≤30% ≥12m公共建筑≥24m 且≤200m ≤≥4.0 30% ≥40% ≥30% 80% 10% 表格 2生态分区建设指标控制表2
公共服务设施 生态分区 细胞中心 交通便捷邻里中心 性 垃圾分类收集率 可再生能源使用率 80% 80% 水资源 灰水利用 地面渗透系数 雨水收集利用率 (地表雨水径流收集利用率) —— _ —— —— 核心保护区 二级保护区 生态廊道 生态斑块 —— —— —— —— 100%的居住人口步行距离250m范围内 —— —— —— —— 100%的居住人口步行距离1000m范围内 —— 100% —— 100% ≥0.8-0.9 70% ≥0.8-0.9 70% —— —— —— —— —— —— 100% —— 90%人口至区内公交站点—0.8-0.9 — 保持地块开发前地面渗透系数且大于0.6 低冲击生态建设区 100% ＞30% ≥70% 80% 5
公共服务设施 生态分区 细胞中心 交通便捷邻里中心 性 <400米 垃圾分类收集率 可再生能源使用率 ＞20% 水资源 灰水利用 地面渗透系数 雨水收集利用率 (地表雨水径流收集利用率) 高密度生态建设区 ≥0.4-0.6 70% 80%
五、水资源承载力和水资源循环利用
青岛是极度缺水城市之一，淡水资源匮乏，同时由于地形和气候原因，境内河流都为季节性河流，而且流程短，地势易于排水，难以储水。世园新区内的白沙河、李村河等河道硬质化，生物多样性被破坏，这些都是在生态规划中需要有针对性去解决的问题。
1. 水循环系统构想
开源节流，尽可能实现水资源的循环利用，同时利用生态修复技术，恢复河流生态涵养和净化能力。
（1）开源：寻求第三水源 ——雨水收集与利用技术 （2）节流：水循环利用 ——分水质供水、中水利用技术 ——灰水回收利用（灰水处理） （3）生态修复：增强水自净能力 ——水源地涵养 ——生态浮岛 2. 开源与节流
根据青岛当地雨水径流的特性和世园新区内的地形地貌特征，结合用地规划设置三个层
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次的水循环体系，实现雨水和中水回用的要求。基地范围内通过此再生水管理综合利用，实现节约50%的生活用水，实现80%的雨水回收利用，70%的灰水回收利用。（图5-10）
表格 3 三级水循环体系
体系级别 名称 雨水调节泄洪系统 规模范围 依托自然地形、河流水系划定的集水分区、 依托场地地形条件、现状坑塘等改造建设的蓄洪公园，同时满足公园500-800米的服务半径。 雨水设施构成 河流水系、大型湿地、区域性带状绿地 作用 调节大型暴雨，减缓向下游雨水排放速度 径流方向 容纳二级系统的溢流，溢流排放至区域自然水体 一级 二级 雨水储蓄调配系统 蓄洪公园 储蓄、调配雨水 容纳三级系统的溢流，旱季调配三级系统储水量 三级 雨水收集利用系统 就地雨水储蓄与回用系统：人工湿地、人工湖、就地雨水储规划地块或若干地下凹绿地、地蓄与回用系块组成的功能组团 下蓄水池、楼统 宇雨水收集与回用管道等 设计标准内雨水尽量不外排，同时储蓄雨水满足地块内或者功能组团内的杂水使用需求，超出径流量的雨水向二级蓄洪公园溢流 （1）第二级系统示意
二级体系结合各个居住区设置。结合地形坡度，确定分水岭，汇水方向，将基地范围内除北宅街道山地部分之外共划定43个二级管理区，每个管理区的面积约1至2平方公里，最低洼处尽可能结合现状水体，设置面积约5-7公顷的蓄洪公园。（图5-11、5-12、5-13））
在丰水季，各地块内超出雨水收储容量的多余雨水，将溢流至市政雨水管，汇入蓄洪公园进行二次储蓄，通过蓄洪公园实现二、三级体系雨水的调配管理。
在枯水季，蓄洪公园的水将被抽入市政雨水管网，通过重力自流，补给至下一级雨水管理分区，经过沉砂池的处理，补充各地块内生活杂用水的需求。
（2）第三级系统示意
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三级体系结合各个地块或者功能组团设置。地块内结合建筑设计地下雨水收集池和灰水处理站，绿地地坪标高低于硬质铺地标高设计为生态洼地。
雨水收集池即地下沉砂池用于收集净化屋顶雨水，和经过生态洼地沉淀净化过的地表雨水。另外污染较轻的优质生活排水，将由灰水处理站处理成为中水，与雨水一同用于景观、浇撒、冲厕，解决30%以上的生活用水量。（图5-14、5-15）
3. 生态修复
世园新区内河道纵横，山峰耸立，生态基底良好。然而现状白沙河、李村河等主要河流驳岸均已部分硬质化，失去了生态调蓄的功能。
生态规划中通过对堤岸进行生态防洪驳岸改造，在入河口及湿地增设生态碗、净化群岛，改造拦河坝、橡胶坝等增设鱼道、跌水堰坡，在河流水系上游构建水源涵养林，在河流水系上游和中游未硬化护岸周边预留蓄洪绿地，在河流水系下游及汇水区增设人工湿地和生态浮岛等生态措施，恢复规划区河流水系的生态效益。（图5-16）
六、可再生能源开发与利用
1. 青岛能源需求结构 （1）青岛的气候特征
本区属于温带季风型气候，空气湿润，温度适中，四季分明。春季气温回升缓慢；夏季虽温热多雨，但并无酷暑；秋季海阔天高，碧空万里，降水少，蒸发强；冬季寒潮频袭，风大温低而且持续时间漫长。全年平均气温为11.9-12.6℃。
（2）居民生活能源需求结构
现状青岛居民生活终端能源消费的能源种类以原煤、热力和电力为主，三者之和占据民生活终端能源消费量的75％左右。冬季采暖能源负荷大，市区供热仍以煤为主要燃料。夏季气候较为凉爽，具有一定的制冷需求，夏季白天电网负荷较大。
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2. 基地范围可获得的再生能源（图5-17）
表格 4基地范围内可再生能源和未利用能源情况
类型 分项 概况 青岛太阳能资源较为丰富：全年总辐射量在115.7-123.0千卡/厘米,全年日照时数2400-2650小时,较内陆地区少5%，但日照百分率已达58%。全年除去110夭阴天日数外,有250多天的晴、昙天气均可利用。 青岛市风力资源较丰富。年平均风速为5.2 m/s，现状鳌山湾将构建山东最大的风电长廊，风电场和风电制造企业密布。 青岛农林资源丰富。养殖业发达；秸秆资源丰富。 规划区部分位于流亭远景地热区，大部分用地避开了花岗岩地质结构较为适宜使用地源热泵技术。 地面水热源和地下水热源。 污水处理厂周边1公里范围内的污水源热泵系统是比较经济。 可再生能源 太阳能 风能 生物质能 未利用能源 地热能 水热源 污水热源 3. 核心区分布式能源系统
在核心区规划布置3个天然气分布式能源中心，综合利用现状及规划新建热电厂/供热站余热、风光发电、热泵技术等，为核心区就近提供冷热电三联供，实现能源的梯级利用，提高热电厂能源利用效率，降低核心区能源消耗和能源消耗峰值，实现城市区域能源供应网络的稳定性和高效性。（图5-18）
（1）能源中心1：热电厂热泵技术
主要热源：李沧金泓热电厂余热，采暖季节为一级网回水余热，非采暖期间热源为发电余热，利用吸附式能源热泵；
补充能源：天然气、光能、风能、市政电网电能（商贸区除风光互补路灯发电自用之外，其余可再生能源发电主要供给能源中心自用）；
能源供给：提供全年生活热水、冬季采暖和夏季制冷所需的能源。 （2）能源中心2：综合生态能源技术 主要能源：风光发电、土壤源、水源； 补充能源：天然气、市政电网；
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能源供给：区域冷热电三联供。 （3）能源中心3：综合生态能源技术
主要能源：世源会新建清洁能源供热站提供的蒸汽、电能； 补充能源：风光发电（燃料电池蓄电）、土壤源、水源；
能源供给：提供用电、全年生活热水、冬季采暖和夏季制冷所需的能源。（图5-19）
七、零碳生态集中示范区
零碳生态集中示范区位于南部核心区的永续城镇中，作为概念规划中生态技术利用示范区。（图5-20、5-21）
通过对示范区的日常生活能源需求量进行估算，可知其能源需求为：
表格 5 零碳生态集中示范区能源需求量估算
日常生活所需能源 实际总功率 用电功率 32432.4 取暖功率 35586.54 生活热水功率 4714.275 制冷功率 40084.8 综合利用风光发电、地源热泵、水源热泵等生态技术，构成多种能源互补的供能系统，实现电、热、冷联供，降低对于化石能源的依赖，减少碳排放。未来示范区建成将实现清洁能源使用率100%。（图5-22、5-23）
利用封闭式自动收集技术对示范区内的垃圾进行自动收集，通过地下管道输送到能源中心，进行废弃物循环和生物质能生产，示范区可实现垃圾回收率80%。（图5-24）
利用雨洪管理技术和废水回收和处理技术，对示范区内雨水和废水进行回收利用，可实现再生水利用率100%，雨水回收率80%。（图5-25）
八、 农村生态系统架构
乡村能源、水资源利用和污水处理特征与城市有较大区别，乡村因其较为分散的特征，市政基础设施配建不完善。因此在规划中对农村社区的生态系统进行特殊设计，以满足乡村实际情况的生态型农村建设。
1. 农村水循环架构
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在农村社区，考虑以沼气池作为清洁能源供给的主要来源。居民生活和牲畜养殖产生的粪便、农作物未利用的秸秆等为原料进入沼气池发酵产生沼气，为居民提供生活所需的能源。
规划设计人工湿地，处理农村社区日常生活污水，经过人工湿地模拟的自然净化水体的过程，达到清洁水体的目的，解决农村社区生活污水直接排放而引发面源污染的问题。另外经过净化的水可以回收用于居民生活中的杂水使用和沼气池发酵使用。同时规划将沼气池和人工湿地污水处理厂核心单元结合农业大棚建设，利用大棚所营造的温室来缓解冬季低温系统处理效率低下的问题。（图5-26）
2. 农村社区能源利用架构
北宅街道位于崂山生态旅游度假区中，充分利用农林资源构建以沼气应用、太阳能光热为主、风光发电为辅的分布式能源体系结构。在概念规划中建议利用现状山顶谷地，构建蓄能水库，风车抽水，放水发电，为农村社区提供清洁能源的同时，也起到稳定电网，调蓄电能的作用。（图5-27、5-28）
九、 结论
在本次规划中，我们深入地结合青岛的地缘特征， 提出了具体的生态规划技术建议，并与城市设计层面的内容紧密结合，形成了具有创新性的、可操作性的生态规划设计成果。关于生态城市建设，理论层面国内外都有丰富的研究成果， 但是实践层面国内目前还处于试点区小规模推广的阶段，大规模的落实实施主要受限制于经济因素和现有的城市规划管理水平。随着新一轮城镇化建设浪潮的推进，相信以土地和自然资源的大量消耗为代价的城市扩张模式将逐渐被人们摈弃，城市的生态建设和可持续发展将越来越引起人们的重视。
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