[摘  要]  隨著城市人口的快速增長，中國的城市發展面臨著巨大挑戰。筆者具體分析了我國城市發展所
面臨的諸多問題即占用大量土地資源、建筑空間擁擠、交通堵塞、環境污染嚴重、城市綜合防災能力薄弱等等；通過借鑒發達國家在解決城市問題方面的成功經驗和歷史教訓，提出大力發展和利用地下空間是解決城市問題的最有效途徑；并在實踐的基礎上提出地下空間規劃的思路和原則。上述分析和設想愿與同行共酌探討。
    [關鍵詞]  城市問題  地下空間利用  開發原則

1  引  言
    城市人口、地域規模和城市生存環境問題是21世紀中國城市發展所面臨的巨大挑戰。隨著世界經濟的發展，世界城市化水平已從1950年的28．7％提高到2000年的75％。改革開放以后，中國經濟的高速發展促進了城市化水平的快速提高，由1989年的不到20％提高到2000年的35．7％。城市化水平提高的結果表現為城市數量增加，城市規模擴大，耕地面積急劇減少。據氣象衛星遙感資料判斷和測算，1986—1996年的10年間，全國31個特大城市的城區，實際占地規模擴大了50．2％。據國家土地管理局的監測數據分析，城區規模擴展都在60％以上，其中有的城市占地面積成倍增長，實際上占用了大量耕地。1986～1996年全國非農建設占用耕地，使耕地凈減少197．5億平方米，這比韓國耕地總量還多。中國是資源小國，耕地資源更是如此，中國目前人均耕地1 000平方米，僅占世界平均數的1／3，到2020年，人均耕地將下降到800平方米以下，根據經濟發展與城市化水平的相關分析，到21世紀中葉，我國城市化水平將提高65％左右，這意味著我國城市人口將比1980年凈增8億多人，按每個城市人口用地100平方米計算，將占用耕地666億多平方米，再考慮工業交通用地，使我國的耕地資源將不堪重負。此外，城市化水平的快速提高，還使城市人口超飽和、建筑空間擁擠、城市綠化地減少，形成一系列的“城市綜合癥”，造成城市生存環境的惡化。正視耕地面積很有限并將繼續減少的嚴峻現實，正視城市生存環境惡化的現狀，尋求合理的解決途徑，已成為我國城市安全發展的重大而迫切的問題。筆者具體研究了城市發展中存在的諸多問題，通過借鑒發達國家在解決城市問題方面的經驗和教訓，提出大力發展地下空間是解決城市問題的根本途徑，并在實踐的基礎上提出地下空間的規劃原則。
2  城市發展面臨的幾個主要問題及其解決途徑
2．1  城市發展所面臨的問題
    城市化的快速發展，正在中國城市中形成“城市綜合癥”，其表現為以下幾個方面：
    (1)城市人口超飽和、建筑空間擁擠、城市綠化地面積減少。按照國際標準，城市人口密度大于每平方公里2萬人屬于擁擠。我國上海城區人口平均密度為每平方公里4．7萬人，局部地區達每平方公里16萬人，北京城區4個區平均為2．8萬人，均屬于超飽和狀態。隨著城市經濟的發展和房地產開發，城市建筑和通路的大規模建設，使可用于園林綠化的綠地和開敞空間日益減少。據1990年統計，我國城市人均綠地面積只有3．9平方米，與國家制定的人均10平方米衛生標準還有相當大的差距。
    (2)交通阻塞，行車速度緩慢已成為許多城市普遍的問題。如北京市干道平均車速比十年前降低40％以上，每平方公里道路汽車擁有量為發達國家大城市相應擁有量的兩倍乃至數倍。盡管北京近幾年進行了大規模的城市道路建設，可是道路的擴展遠遠趕不上車輛的增長。據統計，近十年北京道路年增長率為3％，而車輛年增長率為15％，車流量則為18％，交通擁擠已成大患，同時停車問題也日益突出。
    (3)基礎設施落后于城市的擴展和城市人口的增加，造成城市環境相應惡化。80％以上的城市污水未經處理排入江河，水質超過了3類標準的城市河段已占78％，50％以上的城市地下水受到污染；垃圾圍城現象普遍，我國生活垃圾經處理的僅占2．3％左右，其余只能堆存，堆存量高達60多億噸，占地60多億平方米；城市噪聲污染普遍超標，全國有1／3城市居民生活在噪聲超標的環境中，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。
    (4)城市基礎設施的抗災能力差，城市防災系統達不到現代城市的標準。由于現代城市高密度化和生活水平高標準的需要，各種供給設施的建設將會急劇增加，需要改造和增設的管線就會越來越多。由于歷史的原因，我國城市公用事業地下管線比較混亂，每年管線被破壞事故有上萬起，直接經濟損失達7億多元。如1995年濟南市發生特大煤氣爆炸事故，事故的原因是煤氣管道泄漏使電纜溝內充滿煤氣而引起爆炸，爆炸長度達2．2公里。另外，在城市規劃設計中缺少對防災空間的規劃，各項城市防災系統達不到現代城市的標準。如每萬人中消防隊員和消防車輛數，北京與上海僅分別為東京和紐約的1／6，城市總體抗災防損能力還相當脆弱。
    如何在保持現有自然條件不繼續惡化和盡可能減少災害損失的前提下尋求發展途徑，已成為我國城市安全發展的當務之急。
2．2  解決城市問題的有效途徑
2．2．1  借鑒發達國家的經驗和教訓
    在解決我國城市化發展諸多問題及尋求新對策的過程中，應該借鑒發達國家的成功經驗并吸取其歷史的教訓。發達國家的大城市中心區都曾經出現過向上部畸形發展而后呈現“逆城市化”的教訓。由于城市中心區經濟效益高，而以房地產業集中于城市中心區投資，造成了城市中心區高層建筑大量興建。為了解決人流、車流過分集中問題，又興建高架道路，高層建筑、高架道路的過度發展，使城市環境迅速惡化，城市中心區逐漸失去吸引力，于是出現居民遷出，商業衰退的“逆城市化”現象。城市的發展歷史表明，單純以高層建筑和高架道路為標志的城市向上部發展模式，不是擴展城市空間的最合理模式，向地下要土地、要空間已成為城市發展的必然。當今發達國家已把對地下空間的開發和利用作為解決城市人口、環境、資源三大難題的重要措施和醫治“城市綜合癥”、實施城市可持續發展的重要途徑。為了解決交通難問題，發達國家紛紛修建地下鐵道，如紐約現在地鐵運營長度為410公里。東京為263公里，巴黎為209公里，倫敦為414公里，這種快速大運量的地下有軌交通不僅解決了交通阻塞問題，同時其能耗小，噪音低，從而使其沿線地價升值，進一步帶動了城市中心區的復蘇。20世紀六、七十年代以來，不少大城市，如日本的東京、名古屋，美國的費城，加拿大的蒙特利爾、多倫多，法國的巴黎，德國的漢堡、法蘭克福、慕尼黑、斯圖加特，以及北歐的斯德哥爾摩、奧斯陸、赫爾辛基等地以地鐵修建為龍頭，對城市中心區進行了立體化再開發，即締造地面空間、上部空間和地下空間協調發展的城市空間。其中，充分利用地下空間是城市立體化開發的主要組成部分。以日本為例，城市地下空間的利用范圍相當廣泛，包括人員活動、物品儲存、交通運輸、供給處理等。其主要開發和利用形式有：地下室、地下步行道、地下街、地下鐵道、地下停車場、多功能的鐵道站前地下廣場及復合型的地下市政設施等。通過廣泛合理的利用地下空間，既節約了城市用地，擴大了公共綠地，又使交通順暢，提高了城市環境質量。
2．2．2  大力開展地下空間
    實踐證明，開發利用地下空間是提高土地利用效率與節省耕地、改善城市環境的最有效途徑。城市地下空間是一個十分巨大而豐富的空間資源，如得到合理開發，其節省土地資源的效果是十分明顯的。一個城市的可開發利用的地下空間資源量一般是城市的總面積乘以開發深度的40％。以北京為例：舊城區62．5平方公里范圍內，淺層地下空間資源可供合理開發的有41．2平方公里；當開發深度為10m，地下空間資源量為L65億立方米；以地下建筑為二層計，可提供建筑面積0．55億平方米，比舊城區0．42億平方米還多。因此，世界發達國家把地下空間作為新型國土資源。1983年聯合國經社理事會通過了利用地下空間的決議，決定把地下空間的利用包括在該組織下屬的自然資源委員會的工作計劃之中。1991年在東京召開的城市地下空間利用國際學術會議上通過了《東京宣言》，提出．21世紀是人類地下空間開發利用的世紀。1997年在加拿大蒙特利爾召開了第七屆地下空間國際學術會議，其主題是“明天一室內的城市”。1998年在莫斯科召開了以“地下城市”為主題的地下空間國際會議。廣泛合理地利用地下空間成為21世紀城市發展的主題之一。
    我國城市地下空間利用是在19世紀末特殊的國內外形勢下起步的，是以人防工程建設為主體的，這種狀況一直持續到20世紀80年代中期，其中一部分工程實現了平戰結合，在平時發揮了一定的城市功能。80年代中期以來，尤其是進入90年代，隨著國民經濟的發展和城市化進程的加快，城市空間容量不足的矛盾日益加劇，于是一些有經濟實力的大城市開始了以城市交通改造為主的城市再開發，地下空間開發和利用進入一個適度發展的階段。北京、上海、廣州、深圳、南京正在大規模建設地下交通體系：上海先后完成了地鐵1、2號線和明珠線的建設，并規劃了11條地鐵線和10條輕軌線，總長560公里；北京完成了地鐵復八線、13號線的建設，近期又開始建設地鐵5號線，不久又將開始建設4號線、八通線、春頤支線和望京支線，北京遠期的地鐵營運里程將達到408公里。除了地鐵的大規模建設外，許多大城市還開發了大型的地下綜合體。如大連總建筑面積12萬平方米的“不夜城”，地下商業部分3層，停車部分5層；又如北京的東方廣場，因地面高度受限，地下開發了4層，共30余萬平方米，占總建筑面積的20％。值得注意的是，有些城市在重點再開發地區，開始實行地下空間大規模的整體開發，即地面紅線以內相對應的地下空間全部加以開發，在地下建立動、靜態交通體系，并將各種城市公用設施歸人多功能公用隧道，即“城市共同溝”，使地面上保持安靜、優良的環境。例如北京市的中關村西區和東部的中心商務區(CBD)都采取了這種再開發的方式。
    地下空間的合理利用，不僅可以解決城市中心區交通阻塞、環境惡化的問題，同時還可實現資源的可持續利用。一些先進國家的城市，如美國的芝加哥、挪威的奧斯陸、瑞典的斯德哥爾摩以及日本的一些城市，在地下空間建立了下水道和污水收集與處理的統一系統以及垃圾分類、收集和處理的統一設施。日本的深層地下空間開發方案中設計有管道系統可以把垃圾分別輸送集中到地下垃圾處理廠。由于地下空間的封閉性，就可以把污水、垃圾的污染減到最低限度。日本學者尾島峻雄等人在20世紀80年代提出了在城市地下空間中建立封閉性再循環系統的構想，尾島設計了一個覆蓋東京23個區的地下大深度公用設施復合干線網，其相交處節點為大型多層地下建筑。所有物流系統如污水、垃圾、供熱和供冷的空氣等的運送、處理以及回收都在這個大循環系統中進行。我國到2030年，在中等干旱年份，缺水300多億m3，但同時我國有400—500多億m3的城市生活污水，其中80％未經處理排放形成污染，如能達到英國(100％)和美國(89％)的處理水平，則不但解決了污染問題，回收后也解決了缺水問題。因而，在我國城市中利用地下空間建立封閉性再循環的中水系統非常必要。
3  地下空間規劃原則
    地下空間的開發與國民經濟發展密切相關，發達國家的地下空間發展史表明：當全國人均產值達到或超過500美元時，才進入可以大規模開發地下空間的階段。目前我國人均國民生產總值已達到這個數值，在上海、北京、廣州、深圳等大城市已經大大超過這個值，可以進入大規模地下空間開發階段。但是，在地下空間開發的過程中，一定要避免盲目及無序的過度開發所造成的地下空間浪費問題。發達國家如日本在大規模開發利用地下空間時已暴露出一些問題，主要表現在部分城市中心街區地下設施擁擠，即原地下工程對新規劃的地下工程設施布局形成制約，新規劃設施埋置深度加大，建設、管理費用增加。為了更好地利用地下空間，國際隧協于1990年在中國成都召開的第十六屆年會上提出以下有關法規方面的政策宣言草案，并于1991年在英國倫敦第十七屆年會上正式通過，宣言如下：
    (1)地下空間與土地及礦產資源一樣，也是人類的一種寶貴的自然資源，它的開發利用也應認真規劃，以確保這種資源不被破壞和浪費；
    (2)地下空間的利用是不可逆的，一旦形成，土地將不可能回到原來的狀態，它的存在也勢必影響將來鄰近地區的使用，這些特點就要求對地下空間的規劃格外重視；
    (3)為了決定地下空間的優先使用權，為了更好地處理可能發生的使用上的矛盾，為了給將來更重要的利用提供預留空間，國家、地區應該制定有關的準則、標準及分類。
    因此，根據我國地下空間利用的具體情況，提出如下規劃原則：著眼當前，考慮長遠；地上地下，統一規劃。
3．1  著眼當前，考慮長遠
    從我國實際出發，近期規劃應著眼現有的地下空間利用。具體規劃如下：
    (1)把過去已建的地下人防工事、地下室或其他地下空間鑒定分類，可用或可經過改造利用且又符合總體規劃的應盡快使用，不能利用的予以報廢。
    (2)結合民用建筑修建平戰兩用的防空地下室，一方面彌補地面防災空間的不足，另一方面對地面上難以抗御的外部災害如戰爭空襲、地震、暴風等提供較強的防御能力，同時還可在地面上受到嚴重破壞后保存部分城市功能。
    (3)結合城市建設尤其是地鐵建設開發地下空間，上海人民廣場的改造即體現了這樣的原則，以地鐵修建為契機，形成了一個包括2座地鐵車站、2座地下商場、一座地下停車場和一座地下變電站的大型地下綜合體，地面上建設了大面積公共綠地并恢復了人民公園。
    (4)明確地下空間利用的重點是以地下交通建設為中心，其次是人員地下活動空間的開發以及地下供給處理設施的擴充和改造。在近期規劃同時，還應考慮長遠，對將來可能轉入地下的大型重要工程設施進行規劃預測，為其預留位置，避免任意占用造成的地下空間重復改造。
3．2  地上地下，統一規劃
    城市規劃必須統籌地面和地下規劃，地下空間規劃必須服從城市規劃，規劃中必須充分注意取長補短，去弊存利，建在地下有利就規劃在地下，建在地上有利就規劃在地上。同時，由于地下設施較多，也應從使用上、地質條件、技術條件上以及對能源的消耗等方面深入研究各種地下建筑的合理埋置深度，如共同溝的標高不能把地下鐵道的標高往深處降，因車站造價與深度成正比，越深造價越高，也不利于運營成本的降低及乘客上下的便利。在這方面，一定要作好地下空間的立法，以達到可持續利用地下空間的目的。
4  結束語
    在城市化水平日益提高，空間資源日益緊缺的今天，大規模開發利用地下空間已勢在必行。筆者認為在尋求和開發地下空間資源時，應注意科學、合理、高效、有序地利用這寶貴的資源，要系統、長遠的規劃，以提高城市用地效率，減少城市災害損失，實現城市的安全可持續發展。
    參考文獻
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    (作者系北方交通大學隧道與巖土工程研究所  摘自：《中國安全科學學報》2003.5)