地下空间规划与设计课程论文
中国矿业大学 钟斌
力学与建筑工程学院 土木工程系 13-07班 学号：02130597
指导教师：陆路
中文摘要：通过地下空间规划与设计这门课程的理论学习，让我了解到地下空间对人类社会的可持续发展以及地下空间合理开发、规划对人类未来发展的重要性。随着社会不断发展、人类数量的快速增长，人均用地面积的不断缩小，人们开始重视人类生存环境的问题，再加之社会的不断进步，人文素养的提高，人们越来越注重环保。综合各方面的因素，地下空间是人类的一个发展方向，它既可以帮助人类解决人口过于拥挤，无处容身的问题，也能更好的加强环境改善。文章主要围绕地下空间规划与设计的相关原理论述城市空间系统的空间位置、集聚程度、空间形态对人类社会可持续发展的关系。
英文摘要：Along with the continuous development of society, human population growth, per capita land area is shrinking, people began to pay attention to problems of the human environment, coupled with the constant progress of society, improvement of human quality, there is a growing emphasis on environmental protection. Synthesis of various factors, underground space is mankind's development, it can help solve the population too crowded, nowhere problems can better strengthen the environmental improvement. Centered on underground space plan and the principle system of urban space design of spatial location, degree of agglomeration, spatial relationships of the sustainable development of human society.
关键词：城市地下空间、可持续发展、城市立体化
城市是人类聚居的场所、活动的中心,是人类有计划、有目的地利用自然环境而创造出来的高度人工化的生存环境,它是受自然—经济—社会因素共同作用的地域综合体。实现城市的可持续发展,其本质是实现城市系统内人、自然与社会三者的协调发展,从而既满足当代人日益提高的物质文明和精神文明需要,又为后代人创造具有良好发展条件的城市。可持续发展的主要途径有：①合理的城市地下空间开发利用能够缓解城市空间发展的突出矛盾与问题。②通过城市地下空间开发利用增强城市的总体防灾减灾能力。③利用城市地下空间节约城市能耗。④利用城市地下空间提高城市环境质量。
整体上看，目前我国城市地下空间开发利用水平不高。主要问题是缺乏整体的城市地下空间开发利用的发展战略和全面规划。特别是地下空间开发与城市建设脱节，布局不合理，利用水平低，影响了城市建设与地下空间的综合利用与发展，造成了地下资源的极大浪费。在当前开发利用中，存在很多问题，如囿于固有观念和认识，或停止于投资方的私利追求，各行其是，分散开发，前后失调，形不成规模，形不成城市的整体效益和效率。其根本原因是缺乏科学的整体的发展战略和全面规划。人防建设和城市建设相结合规划一般是作为城市人防专项规划制定，只是解决城市战时防空袭的需要，仅部分工程局部地结合了城市交通和社会服务的需要。规划中没有形成独立的分系统，既缺乏各分系统之间、各个设施之间的有机结合，也缺乏地下和地面之间的协调，更没有未来深层地下空间开发的安排。地下空间规划，实质上是地面城市规划的延伸。地下空间总体规划对地下空间开发起“龙头”作用和“协调导向”作用。我国多功能、综合性的城市地下空间规划尚处在起步阶段，缺乏经验。特别是如何协调处理地上、地下两个空间的关系，还需要在实践中摸索。地下工程建设具有不可逆性和难以更改的特点。城市可持续发展的空间内涵可以理解为:从宏观上,城市发展要与其所在的整个区域的资源与环境状况相协调; 城市与其周边城市构成的城镇体系在空间结构
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上要合理; 避免城区扩展的无序化,城区应向在空间上最优的方向的扩展。从微观上讲,城市可持续发展系统内部各要素在空间上布局合理,配置得当,相互协调。
随着城市可持续发展的深入，城市地下空间以其特殊的优点，被众多城市城市者所认同，同时也是城市立体化开发的保障。文章论述了地下空间规划所需考虑充分利用地下空间资源，与地面规划的协调、与开发策略的协调和与前瞻性的协调的问题。在人口迅速增长和滥用自然资源的今日，人类的生存空间面临巨大危机。实施可持续发展战略,建设节约型城市, 开发利用城市地下空间, 提高城市土地资源利用率是重要举措之一。 在城市规划和建设领域，合理开发与综合利用地下空间资源，不但可以缓解当前存在的城市矛盾，满足发展需要，也能使城市空间实现三维式的拓展。
城市空间分布。空间分布反映了同类空间事物的群体定位信息,是从总体的、全局的角度来描述空间变量和空间物体的特性。常用的空间分布模型有空间聚类、趋势面分析等。利用空间分布分析可以描述城市系统内各构成要素的分布特点,例如人口密度及其分布情况,污染物的排放密度及其分布,及其各种统计数据空间分布等。空间形态分析。空间形态是指空间物体的几何特征,空间物体通常被抽象为点、线、面、体(曲线)等四大类,空间物体的形态计算主要是对物体的几何特征进行描述。
在城市可持续发展系统中,空间形分析可以描述城市系统内部道路、河流、各种管线等的长度,城区的绿化面积,城区土地利用的分类状况,城区的面积、形状、发展趋势的预测等。空间关系分析。空间关系是由空间物体的几何特性(空间物体的地理位置与形状)或非几何特征(包括度量属性如高程值、坡度值、气温值等,名称属性如地名、物体名称等)引起的空间关系,常用的空析模型包括最短路径模型、缓冲区分析、泰森多边形分析、叠置分析等。在城市可持续发展研究中,空间关系分析可以用于分析城镇体系结构及其布局,城市与其周边城市的吸引力,城市系统内部各要素的相互关系等。可视化分析。利用可视化分析,可以以二维或三维的方式、以不同的角度、在不同
尺度上再现城市及其构成要素的形态。在对系统各要素进行预测的基础上,可以对整个系统以及系统的某一要素在不同的时间尺度上进行动态仿真,通过调整模型参数获得不同的发展方案,以得到最优的方案。
城市可持续发展系统的空间性分析。可持续发展的公平性内涵决定了城市可持续发展具有空间特征。可持续发展的公平性内涵具有两方面的含义:一方面是指代际公平性,另一方面是指同代人之间的横向公平性。前者定义了在时间上公平性,后者则明显的包含了空间性,即在同代人内,本区域人的发展不能损害其他区域的人的发展,一个国家的发展不能以损害其他国家的发展。因此,可持续发展概念的公平性决定了在进行区域可持续发展研究的时候,不仅要注重对系统其它维特征的分析,还应从空间维的角度去研究,因为可持续发展系统内部的各要素都是数量维、质量维、时序维和空间维的统一,缺少了对空间维的研究,对系统的认识往往是不完整的、片面的。城市系统本身就是一个具有空间特征的特殊区域。城市本身就是一个特殊的区域,在该区域上承载了城市系统的各个要素,这些要素都有一定的空间形态和空间分布,并且要素之间存在一定的空间关系。同时,城市本身也处在一个更大的宏观区域空间之中,在这个大空间中城市与其他相邻的区域进行着物质流、能量流、信息流的交换,并通过这种交换使它们有机的连成一个整体。因此,不进行空间分析,就不能正确地把握城市在整个宏观区域中的地位和作用,也就不能正确地指导城市的发展。
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城市可持续发展系统数据具有鲜明的空间特性。城市可持续发展数据主要包括各种社会统计数据和空间数据。其中空间数据包含了各种地图, 例如城市地形图、规划图、交通图、基础设施分布图、人口分布图、环境质量分区图、遥感图像等。毫无疑问,这些数据本身就
属于空间数据的范畴,具有鲜明的空间特征。对于社会统计数据,其本身都具有一定的空间性,例如人口数总是与某一区域相联系的,是指某一区域内的人口数。因此,在进行数据处理时,可以将这些统计数据配置到其相应的空间,分析其空间结构的合理性和与其他要素的协调性,通过不同时段数据的比较,从空间上了解其变化规律并对今后的发展趋势进行预测。城市发展充分向地下发展延伸，是城市现代化建设的鲜明特征之一。而开发利用城市地
下空间的最终目的是为人类创造更美好的生存环境，通过改善城市整体的空间环境质量来提高我们的生活质量。
当前城市发展面临着严峻的挑战，地面空间拥挤、交通阻塞、环境恶化、资源匮乏等问题已越来越突出。在这种情况下，城市地下空间的开发利用成为世界性的发展趋势。相比宇宙空间与海洋空间，地下空间的开发相对来说实际操作性更强。城市地下空间的发展前景是非常广阔的，而且具有很多优点，比如：节约土地资源，保护城市绿地，改善城市环境，缓解城市人口聚集和交通堵塞压力；保障城市抵御自然灾害及战争的能力；在历史街区和风景地带保护地面景观；并在恒温性、遮光性、气密性、隐蔽性、恒湿性、安全性等诸多方面远远优于地上空间。开发利用地下空间非常符合我国提出的建设资源节约型、环境友好型的和谐社会的要求。地下建筑空间是城市的战略性空间资源，同时也是种新型的国士资源。
地下空间的利用对改善地面环境起着重要作用。在发展地下交通、降低城市大气污染的同时，还应提倡建设城市地下市政管线公用隧道，将自来水、排污管、供热管、电缆和通信线路纳入其中，可缩短路线，还易于检查和修理，不影响地面土地的使用。有条件的城市还可发展地下垃圾处理系统，消除垃圾“围城”现象。在环境方面，可避免过多的人流，过多的垃圾堆积，大大改善。再者，地下空间具有恒温、恒湿、抗震、防爆、绝热、封闭和可开拓性好的特点，所以开发地下空间比建造地面工程有着独特的优势，目前开发和利用地下空间已成为我国大中城市解决人口、资源、环境危机和医治“城市综合症”的重要措施，也是实施城市可持续发展的重要途径。在交通方面，地下停车场，隧道，地铁等方面的开发与建设大大缓解了当代社会的交通压力，近年来，随着中国经济持续快速发展与城市化水平的提高，中国城市地下空间开发利用得到了大发展，其主要成就表现在：城市地铁建设的快速发展带动了城市地下空间资源的大规模开发利用。地铁建设推进了城市定向、有序的发展，并带动地铁沿线房地产业的发展和地下商业交通的开发利用；城市高层建筑的“上天入地”推进了城市空间的立体开发；充分开发利用地下空间资源的防护潜能，提高了城市综合防灾抗毁能力；在未实行空中轨道和人体传送的近几百年甚至几千年里，地下交通将会是主导交通手段。在商业方面，地下商场的开发和利用大大增加了商场的数量和商场的占地面积，也给我们这些在商场购物时有一种特殊的感觉，而且一些高质量的地下商场可以作为战时人民的防空同，避难所。再者就是地下的温度适宜，冬暖夏凉，可以减少资源浪费。在抵御自然灾害方面，我们可以采取加大高大建筑物底部面积的方式来防地震带来的楼房垮塌。因为城市的建筑都较高较密，如果发生地震等自忍耐灾害，导致楼房垮塌，那后果将不堪设想，所以地下空间的开发能在这方面给予很大的帮助。总之地下空间的开发利用给我们的城市建设带来的非常大的帮助，而且这种帮助只会越来越大。
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