地下空間開發(fā)與城市安全

摘要:隨著城市的快速發(fā)展，城市化水平的不斷提高，城市發(fā)展面臨著諸多問題，比如土地資源稀缺，環(huán)境惡化、交通擁擠、城市防災(zāi)減災(zāi)能力薄弱等等。地下空間開發(fā)利用已成為解決城市人口、資源和環(huán)境等矛盾的主要手段，保障城市安全發(fā)展的有效方法。

關(guān)鍵詞:地下空間城市安全開發(fā)途徑

Abstract: With the rapid increase of cities， to improve the level of urbanization， development of cities faces many problems， such as scarcity of land resources， environment worsen， traffic jams， and weakness in capacity of the city in disaster prevention. For underground space development and utilization has become the main means solving the urban population， resources and environment， and the effective method of the development of urban safety.

Key words:Underground SpaceUrban SafetyApproach of development

1 引言

國內(nèi)外城市發(fā)展的歷史表明，城市是最大的物權(quán)資產(chǎn)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的集散地，是重要的文化載體和人流、物流、資金流、信息流的聚集基地。在社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長中具有舉足輕重的作用。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在近50年來，世界城市化水平已經(jīng)提高了近45%。而中國在改革開放以后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化水平也得到了快速提高，城市化進(jìn)程正進(jìn)入高速發(fā)展期。到2008年底，全國城市總數(shù)達(dá)到655個(gè)，比1991年增加176個(gè)，增長36.7%，平均年增加11個(gè);城鎮(zhèn)人口比1991年增加90.3%，平均每年增長5.6%;城市化率提高到45.68%，比1991年提高19個(gè)百分點(diǎn)，而且形成一批城市密集地區(qū)。據(jù)預(yù)測，到21世紀(jì)中葉，中國的城市化水平將達(dá)到50%～60%。

隨著城市化水平的快速提高，城市人口不斷增長，城市規(guī)模不斷擴(kuò)展，城市發(fā)展面臨著諸多的問題，如土地資源被大量占用、建筑空間擁擠、交通堵塞、環(huán)境污染嚴(yán)重、城市災(zāi)害頻繁發(fā)生、城市綜合防災(zāi)減災(zāi)能力薄弱等等。因此，正視城市生存環(huán)境惡化的現(xiàn)狀、尋求合理的解決途徑，已成為保障城市安全的迫切要求。

2現(xiàn)代城市存在的安全問題

城市化進(jìn)程的加劇、城市人口的急劇增長，帶來了土地緊張、交通擁擠、能源短缺、環(huán)境污染、防災(zāi)能力弱等一系列城市問題，增加了城市系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，阻礙了城市的發(fā)展。

2.1城市人口超飽和、建筑空間擁擠、城市綠化地面積減少。

按照國際標(biāo)準(zhǔn)，城市人口密度大于每平方公里2萬人，屬于擁擠情況。我國北京4個(gè)城區(qū)人口平均密度為每平方公里2.8 萬人，上海城區(qū)人口平均密度為每平方公里4.7 萬人，局部地區(qū)達(dá)每平方公里16 萬人，均屬于超飽和狀態(tài)。并且，隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和房地產(chǎn)開發(fā)，城市建筑和道路的大規(guī)模建設(shè)，使可用于園林綠化的綠地和開闊空間日益減少。據(jù)2009 年統(tǒng)計(jì)，我國城市人均綠地面積只有7.89m2，與國家制定的人均10m2衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)還有相當(dāng)大的差距。

2.2城市交通擁堵問題持續(xù)加劇。

我國大城市交通擁堵，行車速度緩慢問題已成為許多城市普遍存在的問題。以北京為例，北京市干道平均車速比十年前降低50%以上，而且以每年遞減2km/h的速度持續(xù)下降。市區(qū)183個(gè)主要路口中，嚴(yán)重阻塞的達(dá)60%。每平方公里道路汽車擁有量為發(fā)達(dá)國家大城市相應(yīng)擁有量的兩倍乃至數(shù)倍。雖然近幾年北京是進(jìn)行了大規(guī)模的城市道路建設(shè)和改造，但是道路的擴(kuò)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上車輛的增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近十年北京道路增長率為3%，而車輛年增長率卻達(dá)到10-15%左右，給城市交通系統(tǒng)帶來了巨大壓力。

2.3城市基礎(chǔ)設(shè)施落后與城市的快速增長。

城市基礎(chǔ)設(shè)施包括交通、能源、通信、給排水、電力、燃?xì)?、熱力等系統(tǒng)，城市安全對基礎(chǔ)設(shè)施的依賴性極強(qiáng)。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施落后的現(xiàn)象已經(jīng)開始顯現(xiàn)，造成城市環(huán)境相應(yīng)惡化。在我國，80%以上的城市污水未經(jīng)處理排入江河，水質(zhì)超過了3類標(biāo)準(zhǔn)的城市河段已占78%，50%以上的城市地下水受到污染;垃圾圍城現(xiàn)象普遍，我國生活垃圾經(jīng)處理的僅占2.3%左右，其余只能堆存，堆存量高達(dá)60多億噸;城市噪聲污染普遍超標(biāo)，全國有1/3城市居民生活在噪聲超標(biāo)的環(huán)境中，城市交通噪聲大部分超過79dB限值，生活噪聲大部分超過55dB限值。

2.4城市防災(zāi)減災(zāi)能力較弱。

由于現(xiàn)代城市高密度化和生活水平高標(biāo)準(zhǔn)的需要，各種供給設(shè)施的建設(shè)將會急劇增加，需要改造和增設(shè)的管線就會越來越多。由于歷史的原因，我國城市公共事業(yè)地下管線比較混亂，每年管線被破壞事故有上萬起，直接經(jīng)濟(jì)損失7億多元。另外，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中缺少對防災(zāi)空間的規(guī)劃，各項(xiàng)城市防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)達(dá)不到現(xiàn)代城市的標(biāo)準(zhǔn)。城市地上空間的抗災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)如果遭到破壞，本身就是災(zāi)難性的，不僅使城市生活和生產(chǎn)能力陷入癱瘓，而且也使城市失去抵抗能力，增加了城市對災(zāi)變的敏感性。

3地下空間開發(fā)的意義

地下空間是指位于地表面以下的空間。相應(yīng)的，地上空間是指位于地表面以上的空間(已建設(shè)的或未建設(shè)的)。地表面通常是指地表的自然海拔高度。當(dāng)然，它可能被人為地升高或者降低。

3.1地下空間的特點(diǎn)

地下空間可以擴(kuò)展、改建或者修繕，但是不能重建(雖然理論上也許有可能)。地下空間一旦建造了就要永久存在。因此，地下空間一個(gè)非常重要的建設(shè)原則是:即使在對將來的使用情況不很明確的情況下.地下空間也要易于改擴(kuò)建和維護(hù)。

3.2地下空間的分類

根據(jù)最終用途進(jìn)行分類，地下空間可以分為:公共場所，交通設(shè)施，技術(shù)維護(hù)設(shè)施，工業(yè)和生產(chǎn)設(shè)施，以及特殊用途設(shè)施。

地下公共場所指的是作為休閑娛樂、展覽、文化等用途的空間，也包括商店和服務(wù)設(shè)施。在規(guī)劃這類地下空間時(shí)，對采光、通風(fēng)、聲學(xué)、易于辨別方向和交通方便等需要特別注意。地下交通設(shè)施指的是各種交通隧道和地下停車場。交通隧道的規(guī)劃和建設(shè)要求主要取決于它特定的用途。不同的類型有:公路隧道(包括城市道路隧道)、鐵路隧道、人行隧道、維修隧道和地鐵隧道等。地下技術(shù)維護(hù)設(shè)施包括污水處理廠、電廠、加油站、倉庫以及火警急救設(shè)施等。此外，能源和市政基礎(chǔ)工程地下隧道也屬于這一類。地下工業(yè)和生產(chǎn)設(shè)施包括工業(yè)制造、生產(chǎn)和存儲空間以及技術(shù)維護(hù)和維修設(shè)施。地下特殊用途設(shè)施包括儲藏、通信設(shè)施、控制和指揮中心以及科學(xué)研究用的實(shí)驗(yàn)室等。

3.3地下空間開發(fā)的意義

地下空間開發(fā)的意義在于地下空間恒溫性、恒濕性、集熱性、隔熱性、隔音性、遮光性、氣密性、隱蔽性、安全性、抗震性等諸多方面優(yōu)于地上空間。目前地下空間大多數(shù)可以達(dá)到地下10～50m的深度，將來甚至可以達(dá)到100m的深度，使地下空間構(gòu)成一個(gè)多層次的立體網(wǎng)絡(luò)，地下管線與附屬建筑物、交織的軌道交通網(wǎng)、四通八達(dá)的地下“高速公路”等都可以在不同的層次形成，達(dá)到合理開發(fā)利用地下空間的發(fā)展目標(biāo)。

4開發(fā)地下空間的途徑

地下空間作為目前未被充分利用的自然資源之一，具有擴(kuò)大城市空間容量、改善城市環(huán)境、節(jié)約能源、防災(zāi)減災(zāi)的功能，把城市中相當(dāng)一部分的功能性設(shè)施轉(zhuǎn)入地下，是有效解決城市安全問題的重要途徑。如果一座城市的地下世界比地上空間還要精致、豐富，這在某種程度上能夠反映該城市發(fā)展的水準(zhǔn)。

4.1利用地下空間擴(kuò)大城市生存空間、改善生態(tài)環(huán)境

實(shí)踐證明，開發(fā)利用地下空間是提高土地利用效率與節(jié)省耕地、改善城市環(huán)境的最有效途徑。城市地下空間是一個(gè)十分巨大而豐富的空間資源，如得到合理開發(fā)，其節(jié)省土地資源的效果是十分明顯的。

由于地下空間具有噪音低，無大氣污染，抗各種災(zāi)害能力強(qiáng)等特點(diǎn)，從而可以創(chuàng)造出比地面空間更為舒適的生活空間。地下空間開發(fā)利用，不僅擴(kuò)大了城市生存空間，而且可以騰出地表以增加城市綠化面積，減少城市污染，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)，從而降低災(zāi)害事件發(fā)生概率。

4.2利用地下空間優(yōu)化城市交通結(jié)構(gòu)

要解決大城市的交通擁堵問題，中國工程院錢七虎院士前瞻性地提出:“建設(shè)特大城市地下快速路和地下物流系統(tǒng)可解決中國特大城市交通問題”。地下交通系統(tǒng)由點(diǎn)狀的靜態(tài)交通設(shè)施和線狀的動態(tài)交通設(shè)施組成。點(diǎn)狀地下交通設(shè)施包括地鐵站、地下客運(yùn)站、地下停車場等，作為與地面空間的聯(lián)接點(diǎn)和人流集散點(diǎn)。而地鐵線路、地下道路系統(tǒng)(服務(wù)對象為機(jī)動車)和地下步行系統(tǒng)(服務(wù)對象為行人)一起構(gòu)成線狀地下交通設(shè)施。

地下交通系統(tǒng)具有不占用地面空間的優(yōu)勢，能夠避免沙塵暴、大雪和暴雨等惡劣天氣對城市交通的影響。地下交通系統(tǒng)與地面交通系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，保證了城市交通的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

4.3利用地下空間增強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

城市基礎(chǔ)設(shè)施像人體的循環(huán)系統(tǒng)一樣，不斷地輸送城市所需要的能量與信息，同時(shí)又排除廢物，保證城市的正常運(yùn)行，對城市的發(fā)展有著極其重要的作用。

與地面空間相比，地下空間具有較強(qiáng)的抗爆、抗震、防火、防毒、防風(fēng)等抗御外部災(zāi)害的防災(zāi)特性。將城市基礎(chǔ)設(shè)施地下化，減少暴露，減少環(huán)境污染，提高其防災(zāi)能力和抗災(zāi)功能，是增強(qiáng)城市安全性的重要手段。

4.4利用地下空間完善城市防災(zāi)空間體系

完整的城市防災(zāi)空間體系應(yīng)包括地面空間、地下空間和建筑物內(nèi)部空間在內(nèi)的城市物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與形態(tài)，具備災(zāi)前風(fēng)險(xiǎn)減輕、災(zāi)時(shí)疏散、避難及救援、災(zāi)后人員安置、物資配送和醫(yī)療救護(hù)等功能。

作為城市空間系統(tǒng)之一，地下空間應(yīng)是城市防災(zāi)空間體系的重要組成部分，與地面防災(zāi)空間的聯(lián)系主要表現(xiàn)在功能的對應(yīng)互補(bǔ)上，在平面布局上應(yīng)與地面的主要防災(zāi)功能相對應(yīng)，是地面防災(zāi)功能的擴(kuò)展及延伸，最大限度地發(fā)揮城市綜合防災(zāi)的整體效應(yīng)。

5結(jié)語

地下空間的開發(fā)利用，是解決城市安全問題的一種新的途徑，通過擴(kuò)大城市生存空間、優(yōu)化城市交通系統(tǒng)、增強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、完善城市防災(zāi)空間體系，提高城市的整體安全性。在城市化水平日益提高，空間資源日益緊缺的今天，大規(guī)模開發(fā)利用地下空間已勢在必行。可以預(yù)見，地下空間的開發(fā)利用，作為一種解決城市安全發(fā)展問題的重要途徑，必將在城市化發(fā)展過程中發(fā)揮重大和不可替代作用，這些將是今后進(jìn)一步研究的方向。

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