利用地下空间建设花园城市万芳

利用地下空间建设“花园城市”

摘要：21世纪世界上最具影响的事件之一是中国的城市化，建设“花园城市”是中国城市化发展的趋势。本文通过对“花园城市”内涵的分析，按照可持续发展的原则，提出利用地下空间实现土地的多重利用、缓解城市交通拥挤、改善城市环境质量，以解决城市发展的“瓶颈”问题。 关键词：城市；地下空间；发展方向 1前言 “花园城市”的概念于1820年由著名的空想社会主义者欧文最先提出。1898年城市现代化运动发起人霍华德首次提出了“花园城市”的理论，主要内容包括：一是通过对城市和其周围5倍土地的统一规划，使各种分散自发的城乡系统组合形成更有效的花园城市；二是大都市圈是一个星系结构，大都市圈的城市群相互之间应有快速公交和自由畅通的汽车道相互联系，各个城镇之间应由永久保护的农田、公园和保护的土地相互隔离；三是花园城市应以中央公园和花园广场为中心，四周发展经济文化社会康乐设施，环形花园大道与放射性的林荫大道作为内区和外区、街区与街区的隔离。其核心思想是使人们能够生活在既有良好的社会经济环境，又有美好的自然环境的新型城市之中。 随着时代的发展和可持续发展战略的提出，人们的环境意识在不断加强，又相继出现了“生态城市”、“山水城市”等概念，它们与“花园城市”的概念并不矛盾，而是相互融合的，都强调人与环境的和谐，从而达成城市的可持续发展。如在1971年在联合国教科文组织第16届会议上提出的“生态城市”，其发展目标是实现人—社会—自然的和谐，包含人与人和谐、人与自然和谐、自然系统和谐三方面内容，其中追求自然系统和谐、人与自然和谐是基础和条件，实现人和人和谐才是“生态城市”的根本目的。于1990年由钱学森首先提出的“山水城市”，是从中国传统的山水自然观、天人合一的哲学观基础上提出的未来城市构想，可视为生态城市的一种形式，其目的是让人类与自然更接近一些，让生命有机地生长于大地环境，与自然界形成一种良性的生态平衡，为人类提供能提高人的能力、产生活力的场所。国际上一些专家预言：二十一世纪世界上两大最具影响的事件之一是中国的城市化。因为，中国的城市化与全球的资源和环境问题密切相关。在我国城市化进程中，按可持续发展的原则，提出了建设“花园城市”与“生态城市”，如北京申奥成功后，就提出要建设“生态城市”。但同时又面临人口多、土地少、交通挤、环境差、用水缺、基础薄等问题。因此，为拓展空间资源，应向地下要土地，大力开发利用城市地下空间，这不仅是城市发展的必然趋势，也是衡量城市现代化的重要标志。 2走地下化发展的道路，通过土地的多重利用，增加人均绿地面积 联合国建议城市公共绿地应达到人均40m2，这是基于城市生态环境的需要。《中国二十一世纪议程》提出：我国城市绿化覆盖率达到30％，人均公共绿地面积达到7m2。但据1990年统计，我国城市人均绿地面积只有5．29m2，上海市人均绿地面积仅1．9m2，与此标准相距甚远。与国外发达国家大城市相比，差距就更大，如伦敦人均22.8m2，巴黎人均25m2，莫斯科人均44m2，华盛顿人均40m2，世界“绿都”华沙人均70m2。为此，要想建设“花园城市”，就需要腾出更多的地面空间用于城市绿化。 我国的城市发展沿用的是“摊煎饼”式的粗放经营模式，这种城市蔓延的现象，侵占了大量本来十分有限的土地资源。在1986—1996十年间，全国31个特大城市城区实际占地规模扩大50％。按目前人均城市用地100平方米的水平计算，到21世纪中叶，我国的城市发展将再占地1亿多亩。而按人口平均，我国是耕地资源小国，人均只有1．44亩，仅及世界人均值4．65亩的31％。据中国科学院的研究报告，我国土地能供应17亿人口的粮食是以人均耕地基本维持目前水平为基础的。为此，我国实行了耕地预警制度，确保耕地数量动态平衡，城市新一轮总体规划原则上不再增加城市用地。因此，为解决这种供与需的矛盾，城市应走地下化发展的道路，通过土地的多重利用，增加人均绿地面积。这种土地的多重利用包括三方面： （1）将适宜转入地下的地面建筑设施转入地下，腾出绿化用地。国外城市地下空间开发利用的一个重要观点是：把一切可转入地下的设施尽可能逐步转入地下。世界各国开发利用地下空间的实践表明，可转入地下的设施非常广泛，包括交通设施、市政基础设施、商业设施、文化娱乐体育设施、防灾设施、储存以及生产设施、能源设施、研究实验设施等。如美国的波士顿拆除穿过市中心的六车道高架路，改为建设8—10车道的地下高速路，原有的地面变成林荫路和街心公园。这样做的结果：市中栽植了2400棵乔木树、7000多棵灌木树；在海湾的景观岛上栽植了另外的2400棵乔木和26000棵灌木；增加了260英亩新的公园和开敞空间。 (2)在绿地集中地区下方，新建地下建筑设施。在不减少地面原有绿化种植的基础上，可在其地下开发适量的建筑设施，并可采用“玻璃连拱廊”、“采光穹顶”或“下沉式广场”、“下沉式小庭院”等建筑形式改善和美化地下空间环境，并将阳光、绿化引入地下，使地面丰富的绿化种植为地下空间所共享。如荷兰提出在其“绿色心脏地带”(阿姆斯特丹、鹿特丹、海牙、乌特列希等城市组成的具有重要观光和自然景观的大都市区)，只建设地下工程以提供对其现有景观破坏最小化的机会，同时在某些程度上满足了空间增加的要求。 (3)注意在建设“花园城市”的同时，使城市更加紧密。现在国际上提倡的紧密式的城市结构，不但节省了土地资源，而且相对降低了对城区内交通的需求，使得高质量的服务更接近居民(例如高水平的文化艺术设施)，更容易保护城市的文化历史景观。同时，这也是与我们耕地资源紧缺的国情是相符的。 3发展地下轨道交通，缓解城市交通拥挤，降低汽车尾气污染 美国宾西法尼亚大学城市规划专业高级教授格兰尼曾预言：未来的城市应向地下发展，首先是交通要转入地下，为什么?因为随着城市机动车数量的日益快速增长，交通阻塞、停车难和尾气污染已成为许多城市特别是大城市的突出问题。如北京市自上世纪90年代中期以来，机动车拥有量年均增长率超过10％，目前已达180多万辆，这使干道平均车速比10年前降低50％以上，而且正以每年递减2km／h的速度继续下降。市区183个路口中，严重阻塞的达60％，阻塞时间长达半个小时。同时，由于没有车位，汽车乱停占用道路，使交通压力更大。据统计，在我国500多座城市中，大气质量达到一级标准的不到1％，在世界20个污染大城市中，我国就有10个，而汽车尾气的大量排放，恰恰是城市大气污染的最主要原因，控制汽车污染，已成为根治城市大气污染的关键之一。地下轨道交通具有速度快、运量大、准时、污染小、占地面积少的特点。速度快：地铁运营速度每小时达35公里；城铁将高于35公里/小时。运量大：高峰时，地下轨道交通每小时通过客流达4—6万人，而公共汽车每小时通过客流只有1800人。准时：地下轨道交通由于全封闭，基本不堵车，能安全、准点到达。污染小：由于使用电力，基本不产生废气污染。占地面积少：由于处于地下，不占用地面有限的土地，为地面腾出了空间。因此，发展地下轨道交通，正在成为解决大城市地面交通拥挤、空气噪声污染等问题的主要交通方式。如加拿大·蒙特利尔地下交通网是由东西两条地铁轴线、南北两条地铁轴线及环形地铁线和伸向城区中心地下的两条郊区火车道组成。实践表明：这种建设城市地铁交通网与地下通道、地下停车场、郊区火车相结合的交通体系是缓解城市交通压力、降低城市大气污染的有z力措施。 我国继六十年代在北京、七十年代在天津、八十年代在上海兴建地铁后，目前正在北京、天津、上海、广州、深圳、南京、重庆、青岛、沈阳等大城市建设地铁，以代替地面交通。据统计，在二十一世纪的前二十年间，我国的地铁线路将超过2000公里，这种交通方式的变革将产生重要的效益。 同时，在城市中心区以及具有突出景观价值的区域，除发展旅客地下轨道交通外，还应发展地下货物运输系统，包括UTP(管道中的集装箱运输)、ULS(地下后勤系统)和PWT(气动废物运输)，运送货物和废料。除了环境效益外，在一定的地区或这些货物通过管道和集合点组成的地下无人系统情况下，这些系统以其质量指标和运送的高效率在经济上具有竞争性。 为解决“停车难”的问题，主要出路是修建地下停车库。地下停车库的突出优点是容量大、用地少、布局接近服务对象。因此，在地下街、地下综合体的建设中，应当使停车场的面积保持适当的比例，特别是结合地铁车站修建地下库，方便换乘，减轻城市中心区的交通压力，既提高地铁的利用率，又减轻了由汽车造成的公害。风景秀丽的瑞士，为解决停车问题，在日内瓦湖底修建了五层的地下停车场，用他们的话说：虽工程巨大，但保护了环境， 综合效费比高。 4利用地下空间的特性，规划地下市政基础设施，提高城市环境质量 从建筑空间肪澈褪褂霉δ芴匦越嵌瓤矗叵驴占渚哂形露任榷ㄐ?保温隔热)、隔离性(防风尘、隔噪声、减震等)、防护性和抗震性等特性。根据地下空间的这些特性，在规划市政基础设施时，应尽可能入地，从而提高城市环境质量。 4．1发展城市地下市政管线“共同沟” 将自来水管、排污管、供热管、电缆和通信线路等放在市政管线公用隧道内。我国城市的道路被戏称为“拉链式”道路，经常被开膛破肚，不仅影响交通，而且有碍景观。建设地下市政管线“共同沟”，不仅可缩短路线长度多达30％，而且具有易于检查、易于修理、消除管线破坏和破坏事故、减少对环境的影响、不影响地面土地的使用等优点。如在上海浦东的张杨路和成都的东风路已经建成了两条地下市政管线公用隧道；在北京的中关村地区即将建设高标准的“共同沟”。 4，2发展地下垃圾处理系统 我国年产垃圾1．46亿吨，处理仅占2．3％左右，其余在城郊堆积，存量高达60多亿吨，占地30多万亩，垃圾围城现象严重。我国许多城市正在发展垃圾处理系统，但都建在地面，不仅占用宝贵的土地，而且对四周环境造成了相当大的污染。国外先进城市发展的地下垃圾处理系统，不仅能节约城市宝贵的土地资源，有很大的回报；而且能控制对环境的噪声和恶臭的污染，减少对环境的视觉负面影响。瑞典在二十世纪六十年代建设并实施采用压缩空气吹运垃圾系统(PWT)。PWT系统建在1700人口的居民区内，该系统与收集、处理系统配套，投资在3—4年内得到回报。香港也在岛西端大维山岩硐中建成处理垃圾的RTS系统，在其入口前，根本就没有垃圾堆成山、灰尘满天飞和臭气四周散的情况，消除了对环境的二次污染。 4．3发展地下贮水系统 国际上有人说，21世纪争水，是水的世纪。目前世界上有14亿人口缺乏安全清洁的饮用水。我国是世界13个贫水国之一，人均水资源量仅为2251立方米，居世界第110位，是世界平均水平的1／4。据统计，我国城市每年缺水60亿立方米，在全国666座建制市中，有近400座城市缺水。利用地下构造贮水，不仅储存空间大，而且能减少水的流失，降低水的污染。80年代开始，美国开展了钻孑蚌L给含水层的恢复工程(ASR系统)，纽约市的大型供水系统，完全布置在地下岩层中。瑞典、荷兰和德国的ASR工程在总供水中占20％、15％和10％。同时，还要开展雨水利用和污水回用(建设中水道系统)的地下工程建设。如我国在西沙群岛上修建了可采集雨水达14万吨的地下贮水工程，通过技术处理，达到了国家饮用水卫生标准，结束了吃水靠大陆船运的历史。北京市准备在西山地区利用冲击扇岩层建立地下贮水系统，不仅平时可收集雨水，解决用水紧张的问题；而且在发生山洪的时候，起到防洪的作用。将污水处理设施放置在地下，将使目前地面污水处理厂所占的土地得到开发利用，而月．使它们邻近被污染不能被利用的土地也得到开发。如芬兰赫尔辛基地下污水处理场设在未来居民区地下1百万m，的岩洞中，可处理70万居民的生活污水和城市工业废水。中水利用在很多国家被采用，如日本每年将经处理的1．3亿立方米的再生水用于工业或绿化用。 5加强软硬件建设，确保城市地下工程成为环境友好工程 促进建设环境友好工程的最重要因素是法规。应当提倡对不同方案进行社会经济、环境、技术评估，以代替纯经济技术评估。政府应积极制定严格的环境和安全方面的政策和法规，以进行环境影响的评估，从而保证不同实施方案的分析更加客观。 应当对地下工程的设计、施工方案提出地面稳定和地下水系保护的要求。这些要求可以通过负责的地球物理勘探，负责的岩土工程结构设计以及负责的工程的施工来完成。 为了建立“洞察地下”的信息系统，需要进行大量的原地的和实验室的研究。现代信息技术可以整合基岩研究、岩土工程设计和工程的实际施工，使之一体化为统一过程。现代化的材料也应是耐久的。而设备的自动化和不断增长的广泛的计算机控制已经改进了效率、精度和开挖工程的安全，使得地下工程正在变得不但经济和有效，而且在环境上也是可持续发展的。因为不断提高的效率意味着更低的能源消耗、机械施工时的更小的扰动和更少的有害物质的散发。 6结论 建设“花园城市”是一项系统工程，开发利用城市地下空间实现了土地的多重利用，使得城市结构更紧密；相对降低了城区内交通的需求，提高了城市空气质量，降低了城市水污染，是改善城市环境、实现城市可持续发展、达成人与自然和谐统一的重要方面。地下空间是一个十分巨大而丰富的资源，二十一世纪将是人类开发利用地下空间的世纪，“花园城市”的建设要利用这个发展契机，在开发利用地下空间上有所作为。 参考文献： [1]鲍世行，顾孟潮。杰出科学家钱学森论：山水城市与建筑科学[M]。北京：中国建筑工业出版社，1999。 [2]周干峙，钱七虎，等。中国城市地下空间开发利用研究[M]。北京：中国建筑工业出版社，2001。 作者简介：钱七虎(1937-)，男，江苏人，留苏副博士，教授，博导，工程院院士，从事防护工程、地下空间的研究。 查阅：已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图（更新中）查阅：2012年全国各省市城市轨道交通项目概览（更新中）查阅：城市轨道交通中标企业

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