城市地下空间开发利用主要热点问题

2022年·第十一期 城市地下空间开发利用主要热点问题 中国工程科技知识中心 中国地质图书馆 中国工程科技知识中心 2022年10月 报告图解 知领报告 2022年第11期 编辑： 武丽丽 执笔： 赵小平中国地质图书馆 审核： 蔡志勇 目录 1.研究现 状1 1.1土地利用1 1.2交通拥堵3 1.3防灾减灾6 1.4能源保障9 1.5生态宜居11 2.主要问题与发展趋势13 2.1地下空间资源调查13 2.2开发适宜性评价14 2.3安全性监测14 2.4智能化管理15 3.结论和建议16 参考资 料18 I 摘要 城市地下空间开发利用对于克服大城市病，促进我国未来城市健康发展具有重要意义。土地利用、交通拥堵、防灾减灾、能源保障和生态宜居是我国当前城市建设与发展规划中遇到的五个热点问题。本文首先介绍了城市地下空间开发利用对于解决上述问题所起作用的国内外研究现状，并 指出了目前国内城市存在的差距；然后从城市地下空间开发利用全生命周期流程中梳理出了地下空间资源调查、开发适宜性评价、安全运维监测及智能化管理等四个关键环节，并着重分析了当前存在的主要问题及发展趋势；最后就五个热点问题提出了意见和看法。 研究现状 我国2021年第七次全国人口普查主要数据表明，居住在城镇的人口已达90199万人，占63.89%。大量人口涌入，导致许多城市迅速扩张，并且引发了诸如环境污染、资源短缺、交通拥堵、房价高等“大城市病”问题，有不少学者认为，破解“大城市病”的最佳选择在于城市地下空间开发利用[1][2][3]。中国工程院院士钱七虎指出，进入21世纪以后，中国城市地下空间的开发数量快速增长，中国已经成为世界上城市地下空间开发利用的大国。然而，我国城市地下空间开发利用起步较晚，跟国际上发达国家相比还有一定差距。为了落实碳达峰碳中和、军民融合发展等国家战略的要求，推动美丽中国和生态宜居城市建设，实现智慧城市与海绵城市的目标，未来我国城市地下空间开发利用必将发挥更重要的作用。 1.研究现状 从国内外来看，城市地下空间开发利用在解决城市规划和建设所遇到的主要问题中可以发挥关键作用，包括土地利用、交通拥堵、防灾减灾、能源保障、生态宜居等。国际上在这五个方面均已取得了较大进展，对我国内地城市地下空间开发利用具有一定借鉴意义。 1.1土地利用 城市地下空间作为一种资源，在土地利用方面的开发价值越来越受到重视。1991年《东京宣言》提出，21世纪是地下空间利用的世纪。日本打算利用地下空间使国土面积成倍增加。新加坡提出“再建一个地下新加坡”的目标。青岛也曾提出“陆上、地下和海上”三个城市的构想。 由于在城市中心区的地表土地“寸土寸金”，国际上城市地下空间开发已经由浅入深，甚至在岩洞开发方面也有了很大进展。然而地下空间具有三维立体性质，毕竟不同于二维地表，在土地开发方面仍然面临着地下空间信息不齐全、分层利用规划不合理及使用权属相关法规不完善等诸多问题。 研究现状 1.1.1国外 在地下空间信息管理方面，欧盟城市地下空间“Sub-Urban”计划在调查研究的基础上，筛选出了所谓最佳实践方法。其中比较突出的是英国格拉斯哥在三维地质模型基础上构建的比较全面的城市地下空间信息管理系统[4]，它由英国地调局牵头，侧重地质信息综合集成。此外伦敦EarlsCourt也构建了三维工程地质模型，为该地区三维土地利用优化与可持续发展提供决策支持[5]。近年来摩洛哥卡萨布兰卡由土地部门构建了地下空间开发综合模型，该模型把地下空间资源划分为土地、地下水、地热能和建筑材料等四个方面，相对更加完善，为进一步的城市土地利用规划奠定了基础[6]。 在城市地下空间利用方面，最重要的是要制定地下空间利用规划。世界上第一个城市地下空间开发总体规划是在芬兰的赫尔辛基[7]。该市对地下空间使用状况比较清楚，其规划经过比较长期的修订和完善，尤为人称道的是预留了很多基岩区作为未来开发之用。规划的关键是要确定地下空间的用途，关于地下空间用途及分配的研究也正在不断发展。尽管按地下深度进行空间划分的方法已经深入人心，近年来结合地下空间资源分类方案，有学者又提出了“深城市法”（deepcitymethod）[8][9]，给科学制定此类规划提供了更好依据。最有代表性的是2019年新加坡提出的城市地下空间总体规划，它比较综合地反映了当前对于城市地下空间用途的最新认识，即按浅部、中部和深部，分别把地下空间分配给最适合的用途。 在地下空间管理方面，目前仅仅就使用权制定了一些法规。如日本早在本世纪初就颁布了《大深度地下空间公共使用特别措施法》，为东京、大阪和名古屋等三个大都市的地下空间利用提供了法律保障和依据。新加坡也进行了必要的立法改革，于2015年授权政府在一定条件下获取私人土地的地下空间进行公共使用开发。芬兰则规定了私人土地使用权的下限为6米，相当于芬兰传统地窖的深度。 1.1.2国内 国内也特别重视城市地下空间开发，各方面的数据显示，我国已成为名符其 研究现状 实的地下空间开发利用大国。截止2020年底，我国城市地下空间累计建筑面积已达到24亿平方米（2400平方公里），其中“十三五”期间新增13.3亿平方米。 然而跟国际上相比，我国城市地下空间开发存在明显的地域差异，即东部起步早，发展快，中西部则相对滞后；东部以长三角和珠三角城市群最有代表性，从建筑面积来看占比高达24%。 另外我国城市地下空间开发深度比较有限，以东部城市最深，比如上海平均为30-50米，深者可达87米；北京平均40米以浅，武汉平均30米以浅，成都20米以浅。至于基岩岩洞开发方面，除香港以外，内部山地城市仍在探索中 [10]。我国城市地下空间开发由浅入深，必须提前制定好规划，尤其山地城市应 当考虑基岩资源利用问题。因为当其在非岩石空间使用完后，开发基岩就势在必行[11]。 在城市地下空间用途方面，有学者认为地下空间在深地医学、科学实验室、精密仪器制造和构建地下生态城市等领域均能发挥重要作用[12][13]。这一方面应进一步深入挖掘其潜力。只有加强用途研究，才能充分发挥地下空间的巨大作用，更好地体现地下空间资源的价值。因而地下空间用途研究可以促进城市地下空间规划的完善和制定。 尽管近年来我国不少城市制定了地下空间开发利用规划和相关管理办法，然而整体上有关地下空间使用权属及相关管理法规仍有待完善。这些法规可以进一步降低投资风险，以提高企业和私人投资者参与政府主导的城市地下空间开发的积极性。目前国际上普遍采用的公私合作（PPP）模式对国内同样有借鉴意义。 1.2交通拥堵 从世界上城市地下空间开发的历史来看，许多城市地下空间最初和最早的用途都是用于修建交通道路及停车场等相关设施。交通拥堵是全球城市最普遍的城市病之一。汽车行驶产生的有害排放物是城市大气的主要污染源。在当今“碳达峰碳中和”气候目标背景下，通过地下空间开发解决城市交通拥堵问题具有极为 研究现状 重要的战略意义。 1.2.1国外 从地下交通类型来讲，包括了人行道、公路和铁路等多种不同类型。其中地下公路是地下空间开发利用的一种较为成熟的模式，不仅历史较早，而且在当今世界上许多城市都在采用。这有两种情况，一种如海参崴（符拉迪沃斯托克）这样的山地城市，周围都是山区，交通一直比较困难[14]。因而提出修建穿过山体的公道隧道网，并且把隧道、停车场和城市其他基础设施集成在一起。建成后，汽车穿越城区的最长时间可从2小时缩短到20分钟，预计将从很大程度上改善全市空气质量。另一种不受地形条件制约，然而受人口增加和快速城市化导致的交通拥堵影响，从而不得不把道路转移到地下，最典型的例子就是美国纽约波士顿中央大道改造工程，它不仅克服了该地区比较严重的交通拥堵问题，而且彻底改善了地表城市生态景观。 另外一种不通过地下隧道挖掘修建地下公路的方法（下沉式公路）受到较大关注。该方法通过移除表层土壤，在地下几米深处形成浅层通道来建成地下公路，然后在公路上方铺设水泥预制件构成地板或屋顶。这样在公路上方还可以通行电动车辆、行人或作为其他生态开放空间。其实这种模式已经在世界上许多城市零星地采用。尽管该方法在技术上比较容易实现，然而要系统更换城市原有的道路交通系统却不太现实。 除了地下公路，地下铁路是一种相对更高效的交通出行方式。英国伦敦1863年建成了世界上最早的一条城市地下铁路。今天地铁已经成为世界主要城市地下空间利用最常见、最重要的一种开发方式。地铁最重要的作用是带动了地铁沿线地上地下商业综合发展，更加充分发挥了地下空间开发的作用，体现了城市地下空间的巨大价值，因而具有良好的可持续性。 实践表明，单一的交通用途不仅无法解决城市所面临的其他问题，还有可能引发新的问题。因此皮得•卡尔索普于1992年提出了著名的TOD模式，即“以公共交通为导向”（transit-orienteddevelopment）的开发模式。也就是在修建交通设施的基础上，构建以交通枢纽为核心的地下城市系统。目前世界上比 研究现状 较有名的这类地下城市多数已形成以“交通+购物”为核心的地下商业中心，如蒙特利尔的地下城有400万平方米之大，为世界上最大最繁华的地下大都会。 人行步道也加入了城市地下交通网络，并成为其中必不可少的重要组成部分。比如多伦多PATH地下城入口遍及市中心金融区的街道各处，长达30公里的通道连接起伊顿中心和联合车站，内有一千二百多家商店、餐厅，并串联起加拿大国家电视塔、罗渣士中心等知名景点。新加坡为了给“地下新加坡”提供优质的交通服务，以保障人们出行方便，计划打造地下行人网络系统（UPN）。实际上，新加坡步行系统包括地面、空中及地下步行系统，使得行人可以从不同的角度来观赏这个城市。 1.2.2国内 国内城市在地下空间应用于地下道路方面也作了许多探索。比如许多住宅小区实行人车分流方式，即所有车辆都通过专门入口进入小区地下车库，地面上仅行人和非机动车辆能够通行。这种方式比较受居民欢迎，但往往仅限于一些较新和较高端的小区。另外，一些城市主干道也采用了地下公路模式（例如北京北四环路的中关村段）。 在城市地下轨道方面，自十二五以来我国以地铁为主导的轨道交通发展十分迅速，城市地下空间开发呈现规模化态势。截止2021年底，我国大陆有44个城市开通了地铁，运营线路长度达到7253公里；其中上海795公里，北京708公里，广州564公里，位居前三名。另外，早在上个世纪八十年代建成的香港地铁（MTR）系统网络也对香港发展起到了很大推动作用。现已普遍认为，我国是名符其实的轨道交通大国，在世界城市地下空间开发利用中已占据了重要地位。 特别需要注意的是，TOD模式在我国许多城市推广，成为我国城市地下空间开发的主要模式，其特点是通过地铁轨道交通系统把中心城区与卫星城区（一个或多个）相连，打造全新的城市子系统，并且与城市主城区在结构上形成互补关系，从而完善城市系统整体功能。 以TOD城市地下空间开发为引擎，我国有一些内地城市在地下城市建设方 研究现状 面已取得或即将取得重要进展。比如武汉光谷中心城包括地上城市和地下城市两部分：地上城市是中国中部科技金融创新中心，地下城市配合地上城市建成面向未来的立体城市。南京江北新区中心地下规划总建筑面积约148万平方米，最深处直抵地下7层，集商业、交通大平层、城市综合管廊、地下车库以及4条地铁线路站厅于一体，建成后将成为全国规模最大、最复杂的城市地下城。此外，青岛北客站东西广场及周边地下空间项目通过地下空间设计将各个片区进行整体连通，提升城市交通效率，服务人流的汇集与疏散，打造立体步行系统，实现人车分流与步行“无风雨换乘”。将步行系统与广场、公园、商业、写字楼等充分相连，在提高工作生活便捷程度的同时，将步行客流最大化转化为消费客流，有效形成各类商业消费场景，打造充满魅力的地下青岛。 实践证明，TOD城市地下空间开发模式具有许多优势，不仅能有效缓解交通拥堵难题，减少城市二氧化碳排放，而且能较好发挥城市地下空间开发在引领和带动经济发展中的