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【 北京规划建设103 | 国外地下空间最新理念研究——多维城市空间视角 】

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北京规划建设103 | 国外地下空间最新理念研究——多维城市空间视角

赵怡婷 吴克捷等 cityif

【北京规划建设】是由cityif与《北京规划建设》杂志联合推出的栏目,这里有新认知与旧经验的碰撞,新媒体与传统媒体的聚合。《北京规划建设》创刊于1987年,迄今已有32年的办刊历史。期刊强调深邃的思想性、厚重的理论性、丰富的实践性及敏锐的新闻性。【北京规划建设】系列既有严谨洗练的学术论文,也有轻松活泼的随笔。你走,我不送你;你来,无论多大风雨,我都等你。


作者:赵怡婷 吴克捷 孟令君




摘要



随着国土空间规划体系的逐步建立,生态文明、底线思维,成为城乡规划的重要议题。地下空间作为城市重要的生态与空间资源,在城市生态可持续发展中具有重要作用。本文从生态、资源、空间、品质等视角,系统梳理以法国、日本、加拿大、芬兰、新加坡等为代表的发达地区地下空间开发利用最新理念与经验,通过综合比较研究,总结出城市地下空间开发利用的主要策略、方法与发展趋势,以期为国内地下空间规划建设提供借鉴和参考。




关键词



地下空间 生态底线 空间资源 功能统筹


地下空间作为一种宝贵的资源,在世界上许多发达国家已得到了广泛的开发应用。其中,以日本、新加坡为首的亚洲国家采取高强度的地下空间开发策略,强调地下空间互连互通,地下分层利用等;英国、法国等欧洲国家则注重地下与地下空间的整体环境品质,构建竖向立体的城市空间布局;美国、加拿大将地下空间作为抵御恶劣气候与各类灾害的重要场所;瑞士、芬兰等北欧国家,则注重对地下岩层资源的可持续利用以及前沿技术的试验与应用。综合来看,不同的城市之间因为自然条件及城市发展需求的差异,其对地下空间的开发策略也相应不同。


法国:

地下空间是大都市可持续发展的先决条件


2012年大巴黎规划院提出“10D城市”的概念,旨在促进大都市的土地利用和可持续发展。10D城市,即多维度地提升地上/地下活力,以达到可持续的且合乎愿望的城市发展,通过对地下空间经济、环境、社会、认知四个领域的综合研究,促进地下地上空间的充分融合及可持续发展,10D城市主要围绕五个关键问题展开:



一是在大都市可持续发展领域内,地下空间可以起到哪些更加积极的作用;

 

二是如何从可持续发展的角度评估地下空间利用的可行性;

 

三是如何优化地下空间的布局,使其具有吸引力、适应性、安全性和韧性;

 

四是如何通过数据汇集和可视化等技术促进地下空间的有效决策;

 

五是如何从城市治理的角度,促进地下空间建设与管理的法制化、规范化和可实施性。


图1 法国10D城市研究示意图


针对以上五个问题,10D城市开展了五个专项研究,即地下空间资源保护与可持续利用;地下空间利用的可行性评价;地下空间整体空间品质;地下空间数据共享与可视化;地下空间产权与管理。10D城市的五问五答通过经济、环境、社会、认知的综合视角,探讨了地下空间作为城市重要空间资源的综合利用前景,构建了综合全面的地下空间利用理论体系,并从地下空间资源、可行性评估、环境品质、数据系统、制度建设等方面形成了具体的方法指导。


为促进地上地下城市空间的进一步融合,巴黎结合大巴黎地下快轨系统(GRAND PARIS EXPRESS)建设的契机,促进轨道站域地区的地下空间一体化规划建设。根据规划,新建线路总长205千米,将现有轨道里程扩展近一倍;地下快轨系统75%的线路位于地下,最深挖至地下40米;地下站点69个,其中超过75%为换乘站,并开展地下空间的一体化开发利用。


图2 Grand Paris Express线路规划示意图


北欧:

地下空间是重要的城市生态与空间资源


以瑞士为代表的一些北欧国家由于国土面积限制,城市土地资源较为有限,地下空间资源成为其城市发展拓展的重要领域。瑞士“Deep City”(2009)研究将地下空间资源分为地下空间、岩土、地下水和地热能(Parriaux,2007,Bobylev,2009)四大类,并建立了针对地下空间、岩土、水源、可再生能源的地下空间资源综合评价方法,以详尽的地下空间生态系统三维调查为基础,明确地下空间资源种类及空间边界,探讨不同地下空间资源的相互关系及长期影响,协调地下空间开发利用与地下空间资源保护之间的关系,从资源统筹利用的角度促进地下空间的科学合理分布与高效可持续利用。


图3 瑞士Deep City研究示意图


芬兰赫尔辛基非常重视地下岩层资源的开发利用,并提出了“0-land use”发展理念,即对地表建筑及环境零影响的地下空间利用策略( Towards 0-impact buildings and environments),通过对全市域地下岩层资源的系统调查与评估,明确岩层资源的分布情况,编制全域地下空间发展规划,明确地下空间的建设与预留范围,明确地下空间的规划管控要求,有效引导和规范地下开发建设。


图4 芬兰赫尔辛基地质情况调研


图5 芬兰赫尔辛基地下空间规划


市中心地下空间再开发。对市中心建设密集地区地下空间的优化利用,拓展地下空间功能,促进地下功能设施的统筹布局,加强中央商务区等重点地区地下空间的互连互通,提高地下空间资源的利用效率和环境品质。


郊区地下空间拓展与预留。规划明确了100个地下空间项目建设区域,并预留了大约40个地下岩层区域用于未来公共设施建设。预计未来可利用地下岩层资源将达到14平方公里,相当于赫尔辛基现状土地面积的6.5%。


新加坡:

地下空间是国家长远发展的战略要地


新加坡土地面积小,人口密度高,经济发展和人口增长使得地下空间的开发和利用格外重要,新加坡政府经济发展战略委员会在2010年的关于经济发展报告中将地下空间的发展列入新加坡长期经济发展的策略,从而把地下空间的开发利用提高到战略地位,并由新加坡国家发展部统筹地下空间相关工作,具体包括:



一要同新一轮地下基础设施开发相结合,开发建设地下楼层;

 

二要形成地下空间开发利用总体规划;

 

三要成立国家地质调查办公室,以收集整理地下信息;

 

四要建立地下土地权属与评估机制框架,以促进地下空间开发;

 

五要对地下空间开发利用相关研究工作进行资助,尤其针对洞室开发实验等相关项目。


为促进地下空间的统筹规划建设,由新加坡国家发展部(Ministry of National Development)负责地下空间的统筹管理工作,其中新加坡城市重建局(URA)负责地下空间的土地利用和房地产开发统筹管理,新加坡建筑和施工局(Building and Construction Authority)成立地质调查办公室,负责地下空间数据信息平台。


2015年,新加坡颁布了国有土地(修正案)法案,对开发地块地下空间的权属范围进行界定,明确新加坡高程基准面30米以下优先公共使用,保障地下基础设施的统筹布局与建设。除了政府,新加坡各个大型土地使用者对地下空间开发利用同样十分重视,比如高校校区、电力(变电站)、交通枢纽、军用设施等。


图6 2013年新加坡土地利用规划

 

图7 新加坡地下空间部门管理架构


日本:

地下空间是城市高效运行的重要支撑


日本是一个国土狭窄的岛国,随着城市化规模的不断扩大和经济的高速发展,以及由之带来的用地不足、交通拥挤、环境污染等一系列问题,日本地下空间开发利用不断拓展,并开展了大深度地下空间的探索利用。


日本地下空间开发利用非常重视基础设施的前瞻性建设,早在上世纪80年代,日本著名能源学家和都市规划专家、早稻田大学理工学部尾岛俊雄教授就提出了在城市地下空间中建立封闭性再循环系统的设想,即用工程手段将多种循环系统有机地组织在一定深度的地下空间中。尾岛教授的这一理论,对于日本的地下空间资源的综合开发利用,尤其是大深度开发利用研究起到了较大地促进作用。通过将对地下轨道交通系统、地下道路系统、地下防灾安全系统、地下物流系统、地下市政设施系统的综合、分层布局,形成高效、多维的城市基础支撑系统,有效提高城市综合承载能力,释放更多地面建设空间。


2006年竣工的日本埼玉县世界上最先进的下水道排水系统,每个混凝土立坑有65米深、32米宽,在地下50米深处,由6.3公里长的隧道串接而成,除此之外,还有一座巨型调压水槽:25.4米高、177米长、78米宽,内有59支混凝土支柱,总贮水量为67万立方米,有效解决了城市储水供水问题。


日本的地下空间立法体系较为完善,《道路法》《共同沟建设特别措置法》《地下街的使用》《关于地下街的基本方针》《大深度地下公共使用特别措施法》等一系列法律法规的颁布实施促进了日本地下空间的规范合理发展。


图8 日本调节池隧道平面、断面图


加拿大:

地下空间是城市公共空间的重要组成部分


北美的加拿大(蒙特利尔和多伦多等)由于特殊的自然地理及气候因素,以地铁网络和车站为依托,连接各种大型公共建筑设施地下空间形成了四通八达的地下公共步行系统,促进了城市步行空间的织补,提升了城市综合环境品质。


加拿大多伦多PATH,位于多伦多市中心区,通过串联商务中心区主要商业办公用地及地铁站点,形成四通八达的地下步行网络,并提供必要的商业、文化等公共服务设施。与此同时,PATH系统非常注重连通口的预留,通过不断地延伸和扩展提升地下步行系统的便捷性和完整性,并通过增设下沉广场、引入阳光与绿色植被、加强标识设计,提高地下空间的环境品质。


为推动地下步行系统的建设,加拿大政府制定了多项私人投资鼓励政策,包括土地长期批租政策、免费的道路、广场、绿地下地下空间使用权政策、一加元年租政策等,极大地促进了私人对于地下空间投资的积极性;另外,政府十分重视地铁车站与站域公共建筑的连通,并在规划中明确拟建建筑地下室与车站的连通要求,保障地下步行系统的整体效益与合理布局。


图9 加拿大多伦多地下结构示意图


结论与建议


地下空间的开发利用,既是城市空间发展的需求,也是技术进步的必然趋势。国外大都市的发展经验表明,地下空间不仅仅是地下空间的补充,更关乎城市生态资源、综合承载力、公共环境品质、防灾安全,以及未来战略发展等诸多方面,是城市可持续发展的重要决定要素。


底线思维:地下空间是城市空间、能源、水源、岩土资源等生态资源的重要载体,应以生态承载力评估为前提,以地下水文地质环境及地质灾害环境为主要考虑因素,明确地下空间发展的三维生态底线,减小地下空间建设对生态环境的影响,协调地下环境保护与资源利用的关系,促进城市可持续发展。


功能统筹:地下空间是许多城市基础设施和公共服务设施的空间载体,是城市综合承载力的重要决定因素,应坚持高效、集约、长远的发展眼光,适度提高工程建设标准,促进各类地下功能设施的统筹、立体布局,为城市高效发展提供支撑。


注重品质:浅层地下空间是城市公共空间的重要组成部分,通过地下轨道站点、商业服务设施、公共服务设施、公共空间等的互连互通,优化地下空间采光、通风等环境条件,加强地上地下空间的边界联系,将有助于创造舒适宜人的立体城市空间。


战略预留:从工程技术上看,随着地下工程建设技术的发展,深层地下空间为大型战略储备设施、数据中心、指挥中心、雨洪调蓄设施等新型战略防灾设施的建设提供条件,是新时代城市战略安全的重要前沿阵地。


综上所述,随着国内各大城市纷纷进入存量发展时代,城市建设空间压力与城市建设需求之间的矛盾不断凸显,科学、合理、可持续地利用地下空间,将是缓解城市发展矛盾、优化城市功能、提升城市环境品质的重要途径。



参考文献

 

1 City of Helsinki,Real Estate Department,Geotechnical Division. Urban Underground Space Sustainable Property Development in Helsinki,2014

2 Huanqing Li. An Integrated Strategy for Sustainable UndergroundUrbanization [J].éCOLE POLYTECHNIQUE FéDéRALE DE LAUSANNE,2013

3 LI Huan-Qing,PARRIAUX,Aurèle & LI,Xiao-Zhao. The Way To Plan a Viable “Deep City”: From Economic and Institutional Aspects [J]

4 Monique Labbé. Architecture of underground spaces: From isolated innovations to connected urbanism [J].Tunneling and Underground Space Technology 55 (2016) 153-175

5 Raymond L Sterling,杨可,黄瑞达.国际地下空间开发利用研究现状[J].城乡建设,2017(04)

6 Yingxin Zhou. Advances and Challenges in Underground Space Use in Singapore. Nanyang Technological University,Singapore,2017

7 IlkkaV.h.aho. The use of underground space in Finlandwith some remarks around the world. Real Estate Department,City of Helsinki



作者单位:北京市城市规划设计研究院城市设计所


原文发表于《北京规划建设》杂志2019年第5期。

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    本文来自微信公众号:cityif
    发布时间:2019-11-15 11:10:58

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