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我國地下空間利用還有多大空間

2024-06-11 15:54:39 學(xué)習(xí)時報   作者: 中國工程院院士 錢七虎  

城市化帶來了現(xiàn)代生活的便捷與高效,但是,大城市、特大城市的出現(xiàn),也帶來了巨量人口與有限的土地之間的尖銳矛盾。每一個身處其中的人,生存空間都在不斷受到擠壓。交通擁堵、環(huán)境污染、城市內(nèi)澇、垃圾圍城等更是帶來了城市生活的諸多煩惱。如何才能在有限的土地資源上拓展我們的生活空間,改善我們的生活體驗,讓更多的人感受到城市的美好?我們不妨再仔細看看我們的腳下。1863年英國倫敦建成了世界上第一條地鐵線,開啟了城市大規(guī)模開發(fā)利用地下空間的序幕。在此后的一個多世紀里,地下過街通道、地下停車庫、地下交通快速道、地下商城、地下建筑綜合體、地下大型供水、地下排污、地下垃圾處理、地下能源供應(yīng)系統(tǒng)以及綜合管線廊道等如雨后春筍般在世界各地大量出現(xiàn)。向地下要空間、要土地、要資源,已成為現(xiàn)代化城市發(fā)展的必然。

怎么來解決城市病

人類利用地下空間的歷史和人類歷史一樣久長,周口店的北京猿人就是住在山頂?shù)亩囱ɡ锩娴摹?9世紀工業(yè)革命時期城市化開始了,城市的市政設(shè)施,比如說上下水道、排水就是利用了地下空間。改革開放初期,我國的城市化率(城鎮(zhèn)化率)是19%。根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的2022年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報顯示,2022年年末全國常住人口城鎮(zhèn)化率為65.22%,比上年末提高0.50個百分點。到21世紀中葉我國的城市化率要達到75%左右,這意味著到21世紀中葉,我國將要增加5000萬畝的土地來供應(yīng)城市建設(shè)。城市由于土地緊缺,所以都在建高樓,高架路密布。交通擁堵成為城市的一個通病。由于交通擁堵和城市人口急劇地擴張,汽車的尾氣大量增加,現(xiàn)在城市的空氣污染已經(jīng)達到了大家非常心煩的程度。再有就是城市內(nèi)澇。由于城市不斷擴大,而且城市的地面都是柏油路面、水泥路面,也就是不透水的地面,所以造成了在暴雨情況下城市的降雨不能排泄出去,形成了內(nèi)澇。據(jù)統(tǒng)計2010年以后,我國有一半以上的城市產(chǎn)生過內(nèi)澇,有的城市內(nèi)澇還達到3次。根據(jù)中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會統(tǒng)計,每年我國城市人口要產(chǎn)生10億噸垃圾,形成了垃圾圍城的現(xiàn)象。以上種種就是所謂的城市綜合癥,也就是城市病,那么怎么來解決呢?出路在哪里呢?

城市沒有土地可以建設(shè)了嗎?從哪里去要土地呢?從我們腳下,要利用地下空間。我們要集約利用土地,不但利用地面,還要利用地下,地下還要多層利用。

加拿大蒙特利爾市,它有三條南北向的地鐵線路,兩條東西向的地鐵線路,圍繞著五條地鐵線路建設(shè)了很多地下空間、地下步行街。在地下街兩旁有商業(yè)設(shè)施,同時這些地鐵的出入口和蒙特利爾中心區(qū)的上百棟高層建筑都連通,形成了一個地下城。去過蒙特利爾的人都知道,如果進到地下城可以整天不出來,里面可以解決各種交通問題、生活問題。這樣的地下城中國有杭州錢江新城、廣州珠江新城、武漢王家墩商務(wù)區(qū)等。這些地下城都有幾十萬平方米地下空間的利用面積,很多設(shè)施都可以移到地下去,包括展覽、文藝、體育設(shè)施等。

我國地下空間利用到底潛力有多大?現(xiàn)在的地下工程技術(shù)開發(fā)達到100米是沒有問題的。如果開發(fā)50米的話,那么北京市有100億立方米的地下空間可以開發(fā);如果考慮開發(fā)十層,那么就有30億平方米的建筑面積可以布置在地下,所以這個潛力是非常大的。

如何利用地下空間解決城市交通擁堵

交通擁堵的實質(zhì)是交通的需求大于交通的供給,怎么辦?往地下建路,可以在湖下、河下建路。我國第一個城市湖下面修的道路是南京玄武湖下的兩條隧道,建于20世紀80年代末,當(dāng)時我是專家組組長?,F(xiàn)在這樣的湖下道路中國建了很多。長江下面也建了道路、隧道,上海、武漢都在長江下建了隧道,南京已經(jīng)建了三條,還要建,武漢已經(jīng)建了兩條;黃河下面在建隧道;海底也在建隧道,包括青島到黃島,還有廈門的東通道。港珠澳大橋?qū)嶋H上也有一條6.7公里長的海底隧道。深圳前海地下空間規(guī)劃的地下路有3條:一是地下環(huán)路,二是地下快速路,三是地下車庫。地下快速路解決過境交通問題,汽車到了前海就進入地下環(huán)路,然后進入到各個高層建筑的地下車庫,以此來解決前海的局部交通問題。

關(guān)于停車的問題,有很多小區(qū)原來建的時候,大家都沒有汽車,因此沒有考慮規(guī)劃車庫?,F(xiàn)在進入小康社會了,大家生活水平提高了,很多人買了車,但是沒有車庫怎么辦?南通有個地下立體車庫就利用很小的一塊地面,挖個井下去,周圍是一個個停車位,像個玉米棒子一樣。這樣就解決了一個已建小區(qū)沒有車庫的問題。另外我國很多城市高鐵、航空的交通樞紐問題也要開發(fā)利用地下空間來解決。還有城際交通,長江三角洲城市鐵路的連接,都要把大量的交通設(shè)施容納到地下。

還要發(fā)展城市的軌道交通,因為軌道交通、地鐵是大運量高速解決上下班問題的一個主要措施。有的城市,上下班高峰的時候老人小孩上不了地鐵的車輛,有一句話說地鐵擁堵到什么程度呢?早晚高峰面包上了地鐵變成餅干了,餅干上了地鐵變成面粉了,就達到如此擁堵的程度。只發(fā)展地鐵軌道交通還不夠,還要發(fā)展地下快速路,這樣相輔相成來解決城市交通擁堵問題。

另外一個措施就是建設(shè)地下的物流系統(tǒng),什么是地下物流系統(tǒng)?就是城市里運貨要轉(zhuǎn)入地下。根據(jù)世界經(jīng)合組織的統(tǒng)計,城市交通10%到20%是運貨的,中國的交通運貨占比更多,大概20%到30%。如果運貨都轉(zhuǎn)入地下,地面的交通擁堵就會大大地緩解?,F(xiàn)在又提出來地下智慧物流系統(tǒng),如果按照現(xiàn)在的研究方案,將來的地下智慧物流系統(tǒng)建成以后,設(shè)想一下可能出現(xiàn)的情景:我們通過電腦或者手機訂貨,這個貨物就會像流水一樣通過地下物流系統(tǒng),流到每一個小區(qū),流到每一個住家,城市的交通擁堵和城市的空氣污染就會大為好轉(zhuǎn)了。

如何利用地下空間解決城市環(huán)境問題

為什么地下快速路可以解決城市的空氣污染呢?快速路里面汽車在通行,也有尾氣的污染。東京的地下快速路的尾氣通過地下設(shè)施的除塵和換氣技術(shù),用靜電除塵,通過催化把一氧化碳、氧化氮變成二氧化碳,變成無害的空氣,這就是東京地下線的除塵換氣技術(shù)。還有城市的污水,過去城市的粗放發(fā)展模式,污水直接排到流經(jīng)城市的河流里面去?,F(xiàn)在堅持綠色低碳可持續(xù)發(fā)展模式,污水就需要處理。過去的處理方式是在地面上,很臭、很臟,周圍大量地面不能得到利用。那么怎么能夠解決這個問題呢?芬蘭赫爾辛基污水處理系統(tǒng)就是位于地下,我去參觀過這個地方,地面聞不到臭味,到里面就有臭味了,就是把污水處理放在地下處理,處理完最后出來了一包一包粉,這個粉可以當(dāng)肥料。

城市內(nèi)澇的問題怎么解決?新加坡是一個島國,它的淡水不夠用,所以新加坡雨污是分流的,它的雨水要利用,雨水通過地面渠道流給5個深層的集水井,然后經(jīng)過處理以后應(yīng)用到水務(wù)系統(tǒng),所以城市內(nèi)澇也是可以解決的。國外的經(jīng)驗是建設(shè)深層蓄排系統(tǒng),我國提出來要建設(shè)海綿城市。我認為解決內(nèi)澇最重要的是深層蓄排。

還有一個問題,我國東北地區(qū)、華北地區(qū),由于冬季要取暖、 燃煤,還沒有徹底解決霧霾問題,可以用地?zé)醽斫鉀Q這個問題。地?zé)崮艿男问轿覀兎?方面來介紹,第一種形式是熱泵技術(shù),所有的城市都可以利用,當(dāng)然這個效率過程不一樣。利用這種技術(shù),最大的優(yōu)點就是它是可再生能源,是不污染空氣、不污染環(huán)境的清潔能源,所以我們要大力推廣。這是解決冬季霧霾、冬季空氣污染、以燃煤為主空氣污染的一個替代方案。第二種形式是建設(shè)熱干巖發(fā)電站,美國、德國都在研究這種技術(shù),目前還不成熟,所以還沒有推廣。我國有836萬億相當(dāng)于煤的熱干巖的熱量,如果按每年需要46億噸煤的熱量來算,熱干巖1000年都用不完。這個量是非常大的,所以這種技術(shù)是很可觀的?,F(xiàn)在我國正在加緊研究如何把這種技術(shù)達到商業(yè)開發(fā)的程度。還有第三種地?zé)崮?,用地下熱水來取暖,現(xiàn)在已經(jīng)利用了。比如雄安新城,有天然的條件,那里地下有溫泉、熱水,雄安85%的小區(qū)、80%的居民冬天就是用地下熱水來取暖。當(dāng)然這種地?zé)崮芤袦厝判小,F(xiàn)在我國的溫泉在很多省份,比如西藏、河北還是很豐富的,可以推廣應(yīng)用這種形式的地?zé)崮堋?/p>

如何合理規(guī)劃防范地下空間災(zāi)害事故

合理利用地下空間是解決“城市病”的一劑良藥,城市地下空間對地震、干旱、風(fēng)暴、海嘯、山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害的防御能力遠遠高于地面建筑。因此,城市地下空間將成為居民抵御一些自然災(zāi)害和戰(zhàn)爭災(zāi)害的重要場所。而城市地下空間對火災(zāi)、洪災(zāi)等災(zāi)害的抵御能力則相對較弱。

隨著地下空間在國內(nèi)外的大量開發(fā)利用,人們已經(jīng)積累了較豐富的地下空間防災(zāi)害的經(jīng)驗。地下空間在選址時,會盡量避開容易出現(xiàn)洪水泛濫或暴雨積水的區(qū)域;地下空間的人員出入口應(yīng)高于當(dāng)?shù)刈罡吖┧?。進排風(fēng)口和排煙口也會設(shè)置在地勢較高的位置。地下空間出入口一旦發(fā)生火災(zāi)事故,該如何應(yīng)對呢?如何能保證人們使用地下空間的安全?如何才能系統(tǒng)科學(xué)地編制好城市地下空間規(guī)劃造福人類呢?

地下空間的方向感不像地面方向感很強,如果發(fā)生火災(zāi),人從地下往上走和煙氣往上走是一個方向,而且煙氣的上升速度比人往上跑的速度還快,因此不利于疏散逃生?,F(xiàn)在針對這些情況,采取了各種對策,包括防范火災(zāi)的規(guī)劃,地下方向感不行可以使用地下的標志系統(tǒng)。另外,在地下空間規(guī)劃里面要求具備防煙、防火分區(qū)和防火隔斷裝置、自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。通過采取以上種種措施,現(xiàn)在地下空間的防災(zāi)效果大大改善。

地下空間是一種寶貴、有限、不可逆的資源,需要先規(guī)劃后建設(shè)??茖W(xué)的規(guī)劃是最重要的,城市的成片地下空間要統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)和統(tǒng)一管理,才能達到最大的效益。上海世博園原址是上海鋼鐵三廠,搬走了以后建了世博園,世博園閉幕以后,它的地下空間成片地統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè),取得了很大的效益。還有就是北京的中央商務(wù)區(qū)也是成片地統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計。它的地下有五層,地下一層是人行商業(yè)地下街,還有地鐵出入口連接高層建筑;第二層是車行道和各個地下車庫相連,汽車到了中央商務(wù)區(qū)進入到地下,減少了地面的交通擁堵;三層到四層是地下車庫和管線,這樣成片規(guī)劃取得了最大效應(yīng),同時節(jié)省了成本,縮短了工期。就像習(xí)近平總書記講的,“把每一寸土地都規(guī)劃得清清楚楚再開始建設(shè)”“精心推進不留歷史遺憾”。地上地下的規(guī)劃要相互協(xié)調(diào)、形成一體化,地下的各項規(guī)劃要相互銜接,促進“多規(guī)合一”,也就是說橫向相互連通,豎向分層安排,而且近期的、中遠期的推進要有銜接要有序,這樣才是一個科學(xué)規(guī)劃。同時在搞地下空間的設(shè)計、施工的時候要發(fā)揚工匠精神,要用不留歷史遺憾的態(tài)度來精心做好地下空間的設(shè)計與施工。




責(zé)任編輯: 張磊

標簽:地下空間