第1章　緒論

1.1　現代城市地下空間開發利用的意義

地下空間是在地表以下自然形成或人工開鑿的空間。城市地下空間是在城市規劃區以內通過開發為城市服務的地下空間。地下空間是城市發展的戰略性空間,是一種新型的國土資源。

國內外的城市發展實踐表明,開發利用地下空間,是引導人車立體分流、減少環境污染、改進城市生態的有效途徑。近百年來,在國際城市復興和新城建設過程中,開發利用地下空間,通過空間形態豎向優化克服“城市病”,已成為城市發展的重要布局原則和成功模式。20世紀初以來,西方國家大力發展交通和市政公用設施地下化和集約化,并將一部分公共建筑布置在地下空間,這對有效擴大空間供給、提高城市效率、減少地面占用、保護地面景觀和環境,均做出了重要貢獻。

城市地下空間利用是城市發展到一定階段而產生的客觀要求。同時,一個國家或城市所處的自然地理環境和地緣政治環境對其開發利用地下空間的動因、重點、規模和強度等都有一定的影響。例如,日本雖然經濟發達,但國土狹小,人口眾多,資源短缺,城市空間非常擁擠,因而在20世紀50—80年代,結合城市改造進行立體化的再開發,大量開發利用了城市地下空間。一些西歐和東歐國家在20世紀后半葉的冷戰時期,為了防止在歐洲和兩大陣營之間可能發生的大規模戰爭中受到襲擊或波及,曾一度大規模修建地下民防工程,成為這些國家城市地下空間利用的主體。瑞典等北歐國家缺少能源,故利用優越的地質條件,大量建造各類地下儲油庫,建立國家石油戰略儲備,同時還在地下空間中儲存熱能、電能等多種能源。加拿大冬季漫長,氣候寒冷,冰雪給城市生活造成很大不便,因此各大城市在修建地下鐵道的同時,大量建造地下步行道,進而形成大面積的地下商業街。

目前,我國城市地下空間開發利用的意義主要表現在以下幾個方面。

1.節約城市土地資源

我國雖然幅員遼闊,但平原和可耕地較少,能夠為城市發展提供的土地更為有限。改革開放以來,我國的經濟社會得到快速發展,城市化進程更是取得前所未有的成績。但我國城市發展沿用“攤煎餅”式的粗放經營模式,城市范圍無限制地外延發展。

隨著城鎮化率的提高,大量人口從農村涌入城市,導致城市所需的土地越來越多。同時,我國人口眾多,截至2015年年底,我國大陸地區人口已經超過13億。為確保國家糧食安全,國家需要嚴格保護耕地面積。因此,城市建設用地的供需矛盾顯得尖銳起來,傳統的“攤餅式”的城市橫向發展空間受到了極大的限制。這就決定了城市空間的拓展需要向地下延伸,開發利用城市地下空間已經成為城市發展的趨勢。

2.改善城市交通體系

城市交通是城市功能中最活躍的因素,是城市和諧發展的最關鍵問題。由于我國城市化進程加快,城市人、車激增,而基礎設施相對滯后,交通堵塞問題在許多城市非常突出。例如,北京市自20世紀90年代中葉以來,機動車擁有量年均增長率超過10%,截至2015年年底,北京機動車保有量達560余萬輛。在高德地圖發布的《2015年度中國主要城市交通分析報告》中,北京在中國內地主要擁堵城市中排名第一(圖1.1),高峰時平均車速22.81km/h,全天平均車速27.98km/h。此外,在高德交通大數據監測的45個城市中,對比近兩年各城市高峰期擁堵變化規律和發展趨勢發現,2015年有44個不同規模的城市和地區,擁堵都在進一步惡化(表1.1)。

發達國家的經驗表明,只有發展高效率的地下交通,形成四通八達的地下交通網,才能有效解決城市擁堵問題。例如,加拿大蒙特利爾地下交通網由東西兩條地鐵軸線、南北兩條地鐵軸線及環形地鐵線和伸向城區中心地下的兩條郊區火車道組成。城區中心的60多個高層商業、辦公及居住建筑綜合大廈通過150個地下出入口及相應的地下通道與這個地下交通網絡的站臺相連接。中心區以外的人流上班、進行公務以及商業活動時,通過郊區火車或自備汽車到達中心區邊緣的地鐵車站,自備汽車可以停放在附近的地下停車場,然后乘地鐵到達目的地車站,有效減少了城區中心區的機動車數量,改善了交通環境。

3.保護城市生態環境

我國城市的不均衡發展導致城市大氣污染嚴重,綠地面積大量減少,水資源缺乏,噪聲污染嚴重超標。這些惡劣的生存環境對人們的身心健康造成嚴重傷害,而開發利用城市地下空間,將部分城市功能轉入地下,可以有效減少大氣、噪聲、水等污染,同時節約大量用地。這既可以減輕地面擁擠的程度,又為城市綠化提供大量用地,而綠化面積增加又有利于空氣質量的改善,以及城市地下水資源的補充。

4.提高城市防災能力

城市作為一定區域的經濟中心和人口聚集區,一旦遭到自然災害或人為毀壞,往往造成巨大損失。目前世界仍處于復雜動蕩的局勢中,戰爭的根源并沒有消除。地下空間上覆的巖土介質具有天然的防護能力,一旦發生戰爭災害,城市地下防護空間成為保障的主體空間。此外,地下空間在一些自然災害防護方面(如地震、暴風等)比地面空間具有優勢;也可以利用地下空間進行調蓄雨水等,防止城市內澇災害的發生。因此,城市在面臨戰爭及多種自然和人為災害時,地下空間可以為城市的綜合防災提供大量有效的安全空間。