第3章　城市地下空間規(guī)劃基礎(chǔ)理論

3.1　城市地下空間資源評估

3.1.1　城市地下空間資源

城市地下空間已經(jīng)被視為人類所擁有的、至今為止尚未被充分開發(fā)的一種寶貴資源,開發(fā)利用地下空間是開拓新的生存空間較為現(xiàn)實(shí)的途徑。因此,人們只有采用多種途徑和措施來提高城市地下空間的開發(fā)效率,才能擺脫目前城市發(fā)展的困境,促進(jìn)城市的健康發(fā)展。

1981年5月,聯(lián)合國自然資源委員會(huì)正式將地下空間列為“自然資源”。1991年,《東京宣言》指出:地下空間是城市建設(shè)的新型國土資源,它是自然資源之一,是土地資源向下的延伸,與其他國土資源(如礦產(chǎn)資源和水資源)一樣,是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,地下空間資源實(shí)際上是指可利用的已開發(fā)和未開發(fā)的地層空間范圍內(nèi),實(shí)在的和潛在的空間場所的總稱。地下空間資源可包括3個(gè)方面的含義:一是天然存在的地下空間資源的總量;二是在一定的技術(shù)條件下可供合理開發(fā)的地下空間資源總量;三是在一定的歷史時(shí)期內(nèi)可供有效利用的地下空間資源總量。

3.1.2　地下空間資源的容量

地下空間資源的容量即其占用的空間體積或容量,其數(shù)量指標(biāo)可以用地下空間占有的空間體積或者有效利用的建筑面積來表達(dá)。地下空間資源容量概念有以下幾個(gè)不同的層次。

(1)地下空間資源的天然蘊(yùn)藏量。即在指定地下區(qū)域的全部空間總體積,包括可開發(fā)領(lǐng)域與不可開發(fā)領(lǐng)域的體積總和。

(2)可合理開發(fā)的資源容量。即在指定區(qū)域內(nèi),不受各種自然和建筑因素制約技術(shù)條件下可進(jìn)行開發(fā)活動(dòng)的空間領(lǐng)域總體積,在這個(gè)巖土體的空間范圍內(nèi),開發(fā)活動(dòng)不可侵犯周圍受法律保護(hù)的領(lǐng)域,不威脅城市地質(zhì)環(huán)境和已有建成物的安全。

(3)可供有效利用的資源容量。即在可供合理開發(fā)的資源分布區(qū)域內(nèi),符合城市生態(tài)和地質(zhì)環(huán)境安全需要,保持合理的地下空間距離、密度和形態(tài),在一定技術(shù)條件下能夠進(jìn)行實(shí)際開發(fā),并實(shí)現(xiàn)使用價(jià)值的潛在建設(shè)容量。在數(shù)值上,可供有效利用的資源容量應(yīng)為占有可供合理開發(fā)資源容量的一定比例。

(4)地下空間的實(shí)際開發(fā)容量。這是根據(jù)城市發(fā)展需求、生態(tài)與環(huán)境控制和城市規(guī)劃和建設(shè)方案,實(shí)際確定或開發(fā)的地下空間容量。

3.1.3　地下空間資源評估的內(nèi)容和目標(biāo)

地下空間資源評估是一項(xiàng)涉及學(xué)科交叉、涉及因素多、信息多元化的復(fù)雜任務(wù),包含資源調(diào)查和資源評價(jià)兩個(gè)階段的內(nèi)容:

(1)資源調(diào)查。即資源信息調(diào)查,目的在于獲得地下空間資源的多源空間信息和影響地下空間資源開發(fā)利用要素的信息,分析地下空間資源形成的必要條件,為資源評價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(2)資源評價(jià)。以調(diào)查的信息為基礎(chǔ),通過一定的定性和定量手段分析地下空間資源影響要素作用和相關(guān)參數(shù),獲得其宏觀的可供合理開發(fā)的資源數(shù)量與質(zhì)量分布的定量評價(jià)結(jié)果。

資源評估的目標(biāo)是完成地下空間資源分布圖、評估圖和評估數(shù)據(jù)庫,為城市地下空間規(guī)劃的編制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

3.1.4　城市地下空間資源評估方法

評估采用的原始資料應(yīng)包括地面空間現(xiàn)狀資料、地下空間現(xiàn)狀資料、城市總體規(guī)劃資料、工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件資料等。由于評估依據(jù)(現(xiàn)狀和規(guī)劃調(diào)整)的數(shù)據(jù)是隨時(shí)間變化的,因此,一般評估結(jié)果具有動(dòng)態(tài)性和時(shí)效性的特征。

評估主要包括平面范圍和深度范圍兩個(gè)方面。其中,平面范圍包括對規(guī)劃區(qū)劃定邊界范圍的面積;深度范圍一般指從地表至地下100m。

1.評估的基本要素

評估的基本要素是評估模型和指標(biāo)體系建立的依據(jù)。評估指標(biāo)體系是將評估要素規(guī)范化、同量綱化、系統(tǒng)化等構(gòu)造而成的可寫成計(jì)算或判別的數(shù)學(xué)因子表達(dá)式。評估要素的確定應(yīng)以經(jīng)濟(jì)、政策、法律法規(guī)和當(dāng)前及今后可預(yù)見的工程技術(shù)條件為前提,其參數(shù)精確尺度應(yīng)以滿足宏觀評價(jià)為標(biāo)準(zhǔn)。其評估基本要素包括以下內(nèi)容:

(1)基本地質(zhì)和工程地質(zhì)條件。

(2)水文地質(zhì)條件。

(3)地下埋藏物和已經(jīng)開發(fā)利用的地下空間。

(4)地面建筑物及基礎(chǔ)。

(5)地面開敞空間。

(6)區(qū)位分布。

(7)豎向分布。

對山區(qū)而言,還應(yīng)該考慮地形地貌的影響。需要強(qiáng)調(diào)的是在對同一個(gè)城市進(jìn)行宏觀評估時(shí),城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市現(xiàn)代化程度、土地利用與城市規(guī)劃總體標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)、氣候條件、城市人口總體狀況、總體生態(tài)與環(huán)境、地下空間施工和維護(hù)技術(shù)水平等因素,一般為均質(zhì)的宏觀背景,不作為評估中的分析要素和評估指標(biāo)。

2.評估的指標(biāo)體系

構(gòu)成地下空間資源評價(jià)的指標(biāo)體系主要是由上述基本要素組成的,為了便于資源等級(jí)評價(jià),可將上述要素分成4類,即工程地質(zhì)條件適宜性、水文地質(zhì)條件適宜性、區(qū)位對地下空間開發(fā)利用的有利程度、豎向深度對地下空間開發(fā)利用的有利程度。具體指標(biāo)如圖3.1所示。

3.地下空間資源調(diào)查評價(jià)方法

地下空間資源的總蘊(yùn)藏量中,排除受到不良地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、地下埋藏物、已經(jīng)開發(fā)利用的地下空間、建筑物基礎(chǔ)和開敞空間制約的空間后,剩余的空間范圍即為可供合理開發(fā)的資源蘊(yùn)藏分布。這種調(diào)查評估地下空間資源分布范圍的方法,稱為影響要素逐項(xiàng)排除法。

設(shè)V為評估范圍內(nèi)地下空間的總蘊(yùn)藏空間,V1為不良地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件制約的空間,V2為受地下埋藏物制約的空間,V3為受已開發(fā)利用的地下空間制約的空間,V4為開敞空間和建筑物基礎(chǔ)制約的空間,V5為可供合理開發(fā)利用的空間。則可供合理開發(fā)的地下空間資源為

V5=V-(V1+V2+V3+V4)

各因素制約的空間可能重疊,如圖3.2所示。

例如:

(1)V1與V2的空間位置可能重疊,即地下埋藏物所在區(qū)域可能也是工程地質(zhì)條件不良的地區(qū)。

(2)V1、V2與V4位置可能重疊,如城市保護(hù)綠地區(qū)域下部10m以上區(qū)域可能也是工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件不良區(qū)或地下埋藏物影響區(qū)域。

(3)V3與V4空間位置可能會(huì)重疊,如保護(hù)、保留建筑物下部可能建有地下室。

如圖3.3所示,陰影部分為影響因素制約區(qū),圓圈內(nèi)空白部分為可供合理開發(fā)的資源蘊(yùn)藏分布區(qū)。

在實(shí)際評價(jià)操作中,可采用圖形疊加法和排除法取得地下空間可供合理開發(fā)的資源分布及容量。也就是說,首先按照各制約因素的影響深度范圍進(jìn)行層次劃分,假定各層次內(nèi)制約因素影響為均勻分布,對影響制約區(qū)進(jìn)行圖形疊加,則得到所有制約空間的總投影范圍;用評估單元內(nèi)資源天然總蘊(yùn)藏量減去制約空間的位置和體積,則得到評估單位內(nèi)可供合理開發(fā)的資源分布及容量。