每經記者 楊棄非    每經編輯 楊歡

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“利用地下空間、建設立體城市，現(xiàn)在必須要下決斷了。”國家最高科技獎獲得者、中國工程院首屆院士、陸軍工程大學教授錢七虎發(fā)出警示。

9月25日在成都舉行的“2020/2021中國城市規(guī)劃年會暨2021中國城市規(guī)劃學術季”上，多年鉆研地下空間的錢七虎，再次從規(guī)劃的角度論及這一常被忽視的領域。

早在20年前，他就曾提出建設特大城市地下快速路和物流系統(tǒng)的論述，而眼下，以更加綜合的方式推進地下空間利用，并將其納入城市發(fā)展的“主戰(zhàn)場”，已然迫近現(xiàn)實。

國家最高科技獎獲得者、中國工程院首屆院士、陸軍工程大學教授錢七虎 圖片來源：每經記者 張建 攝

一個原因是，城市到了改變空間發(fā)展模式的重要節(jié)點。希臘和土耳其的大火、西伯利亞和美國加州的大林火，中國和德國的水災以及加拿大創(chuàng)紀錄的酷熱——世界天氣歸因聯(lián)盟研究報告指明，氣候變暖是大規(guī)模極端氣候的原因之一。全球溫室氣體2/3的排放來自城市，而如錢七虎指出，地下空間將為城市碳匯帶來巨大可能。

2年前，錢七虎曾給出一組數(shù)據(jù)，北京地下空間的利用面積已經達到9600萬平方米，而上海和深圳也分別達到9400萬平方米、5200萬平方米。

他當時還指出，地下工程技術已達到開發(fā)100米沒有問題。“如果開發(fā)50米，那么北京將有100億立方米的地下空間可以開發(fā)，考慮十層，就有30億平方米的建筑面積可以布置在地下，潛力非常大”。

美國城市規(guī)劃學家格蘭尼曾作出暢想，未來城市向地下發(fā)展，首先是交通轉入地下，實現(xiàn)人、車分離。他和日本尾島俊雄教授進而共同指出，地下城市基本理念之一，是將地上城市中的城市運輸和運輸系統(tǒng)逐步轉移到城市地下的不同地層中，是“將地面交由市民自由使用，將基礎設施放入地下”。

“將二氧化碳封存到地下”

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城市經濟發(fā)展空間與生態(tài)需求之間的博弈，似乎正在走向一個新的平衡點。

根據(jù)《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》，在“建成新時代生態(tài)文明典范城市”的目標下，雄安將藍綠空間占比定為70%，這意味著建設空間將僅占30%；而在其后公布的《長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)總體方案》中，先行區(qū)進一步將藍綠空間占比定為不低于75%，而建設規(guī)劃用地“不超過現(xiàn)有總規(guī)模”。

根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃，長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)將建設成為示范引領長三角更高質量一體化發(fā)展的標桿，而雄安新區(qū)則是“推動高質量發(fā)展的全國樣板”和“現(xiàn)代化經濟體系的新引擎”。如錢七虎推斷，其“將向世界指明未來城市的建設方向”。

一個趨勢是，在減碳目標下，更多城市空間將被用作碳匯需求。錢七虎指出，《科學》雜志發(fā)表一項研究表明，若新種植9億公頃樹木，他們成熟時將吸收相當于工業(yè)革命以來人為碳排放量的2/3。因此，森林、濕地和綠色植被是抵御氣候變化的前沿防線。

但問題在于，縮水的城市開發(fā)空間，如何滿足進一步城鎮(zhèn)化的需求？錢七虎給出的答案是，向地下要空間。

若將鏡頭伸向地下，那些過去大范圍占領城市用地的基礎設施將找到新的位置。地下空間將為城市開辟出了另一方天地，不僅使得過去存在于經濟發(fā)展和生態(tài)保護之間的“兩難”迎刃而解。錢七虎也指出，開發(fā)利用地下空間，一個重要目的正是節(jié)約地面土地資源，用以發(fā)展綠色生態(tài)。

面對“雙碳”目標，一場新的城市空間革命正在緩緩推動。

錢七虎指出，地下空間對減碳的作用還不僅如此。除了綠色空間所帶來的生態(tài)碳匯外，地下空間還能實現(xiàn)人為碳匯。一種做法是，利用地下空間的封閉性、穩(wěn)定性等優(yōu)勢，實現(xiàn)二氧化碳的永久地下封存。

“目前測得全國煤礦采空區(qū)地下空間約138.4億立方米，鹽穴地下空間約1.3億立方米，其他金屬和非金屬礦洞可利用空間約15億立方米，部分改造后可用以封存二氧化碳。”錢七虎舉例說道，包括枯竭油氣田、海底咸水層、陸上咸水層等都可能實現(xiàn)碳封存。

而通過人工碳匯，二氧化碳還可能進一步“變廢為寶”。錢七虎指出，對于富集煤炭、石油資源，水資源短缺的西部地區(qū)，東部京津唐、蘇錫常等沉降嚴重地區(qū)，以及南方深層鹵水資源開采區(qū)，咸水層二氧化碳封存還具有很大的應用潛力。

“收貨就像打開自來水龍頭”

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從另一個角度來看，通過對城市垂直方向的重新布局，還能發(fā)揮類似“收納”的效果，騰挪出新的空間和更多可能性。

“地鐵時代”下，越來越多城市已將市內公共交通以軌道的形式移入地下。在錢七虎的構想中，對于交通帶來的擁堵和碳排放問題，光發(fā)展地鐵軌道交通還不夠，還要發(fā)展地下快速路、建設地下的物流系統(tǒng)，相輔相成地發(fā)揮作用。

比如，在港口區(qū)域，地下物流能解決港城重卡集裝箱運輸誘發(fā)的交通擁堵和環(huán)境污染，在建設城市系統(tǒng)化網絡化地下物流智慧運輸系統(tǒng)后，能夠適應目前全國年運輸800多億個貨物包裹的配送需求。

而在地下空間這一全新場景下，智慧物流運輸系統(tǒng)亦更容易得到實現(xiàn)。運用自動導向車為載重工具，通過大、小直徑的地下管道、隧道等運輸?shù)缆罚瑢⒛軐崿F(xiàn)對固體貨物更有效便捷地運輸及分揀配送。

在城市區(qū)域，得益于地上、地下之間的人車分流機制，地下空間還有望構建一種更加“門對門”的貨運方式。

據(jù)錢七虎介紹，可能的物流配送方式是，物流配送中心與地下物流系統(tǒng)樞紐相結合，或者地下物流系統(tǒng)的物流配送中心和大型零售企業(yè)相結合。

在此種網絡銜接模式下，客戶在網上下訂單以后，貨物將直接通過地下物流支線（小直徑管道）系統(tǒng)將貨物包裹送達小區(qū)便利店。加上便利店與小區(qū)間通過管道相連的末端配送系統(tǒng)，最終發(fā)展成為一個連接城市各個生活小區(qū)的地下管道物流運輸網絡，并達到高度智能化。

“當這一地下物流系統(tǒng)建成后，人們購買任何商品都只需點一下鼠標，所購商品就像自來水一樣通過地下管道迅速‘流入’小區(qū)自動提貨柜。”錢七虎說，“到那時，‘購物中心末日’可能將真正到來。”

類似的革新也將發(fā)生在建筑供熱制冷領域。

錢七虎指出，根據(jù)現(xiàn)有資料估算表明，長三角地區(qū)地下3千米以內的淺層地熱資源總量達1200億噸標煤的熱量，年可利用量相當于1.7億噸標煤，可實現(xiàn)建筑物冬季供暖面積24.8億平方米，夏季制冷面積14.5億平方米。相較之下，目前長三角地區(qū)利用地熱供暖和制冷的建筑面積僅有0.57億平方米，開發(fā)利用潛力巨大。

“利用地熱為建筑供熱制冷是經濟、生態(tài)的選擇。”他說道，通過把傳統(tǒng)空調器的冷凝器或蒸發(fā)器直接埋入地下，就能利用傳熱循環(huán)介質與大地和江、湖水源進行熱交換，從而提取低溫能與水溫能。在此基礎上，有條件的地方，還可進一步開發(fā)淺中層溫泉地熱能和深層干熱巖地熱能。

錢七虎還有一種更超前的設想。當大片地面被用作綠色植被與市民漫步的開敞空間后，不僅作為文明街景的城市歷史文化建筑可能得以保留，口袋公園、胡同綠地也能從隨處停放的車輛中解救出來。由此，“千城一面”的魔咒可能被解除，“推門見綠”的生活場景也將成為城市日常。

地下空間對于災害的“兩重性”

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但開發(fā)地下空間的風險，猶在耳畔。

今年7月，鄭州突發(fā)特大暴雨，地鐵5號線發(fā)生重大人員傷亡。根據(jù)“鄭州發(fā)布”官方微博通報，強降雨造成地鐵5號線五龍口停車場及其周邊區(qū)域發(fā)生嚴重積水現(xiàn)象，積水沖垮出入場線擋水墻進入正線區(qū)間，并導致一列列車被洪水圍困。難以出逃的乘客被迫滯留在車廂內，據(jù)當天視頻顯示，車外洪水一度超過乘客胸部甚至頭頂。

錢七虎同樣提及此次災害。一方面，他發(fā)現(xiàn)，此次災情后已有聲音討論，“海綿城市”并不一定能根本解決內澇問題。一種更強有效的方案是，建設深層排蓄隧道。

他去年就曾提到東京的經驗，通過建設包括5個巨型豎井在內的深層排水工程，其能夠實現(xiàn)對超標準暴雨情況下，流域內洪水的調蓄和引流排放，調蓄量約為67萬立方米，最大排洪量可達200立方米/秒。

但同時，地下空間對于災害的“兩重性”也同樣被凸顯出來。

對于震災、風災，地下空間確實比地面建筑具有更高的抗震和抗風能力。錢七虎分析指出，美國一些地區(qū)經常會遭遇颶風造成的大面積停電，部分原因就是沒能將電纜置于地下；而在國內，地下電纜已解決了大部分城市“空中蜘蛛網”的難題，世界首條100萬伏電力隧道甚至已穿過長江，為地下空間的運用提供了新的案例。

但對于火災和城市洪澇，地下空間則更具“易災性”，人員避災難度很大；洪水甚至極易進入地下，造成更大的人員傷害和財產損失。

在此前接受采訪時，錢七虎就曾提出思考，“世界上有很多城市發(fā)大水后，淹沒了地鐵車站、地下空間的案例，所以我們要有相應的標準、規(guī)范和技術來應對。”

而如今，他從智慧化的角度給出了一種解決方案：對于火災，可以加強監(jiān)控，使火情控制于未燃之時、致災之前；對于洪災，則可利用水往低處流的特征，建設城市深層智慧排蓄隧道系統(tǒng)，排除城市內澇。

在當天年會現(xiàn)場，住建部副部長黃艷提及，上海目前建立的城市信息模型（CIM）平臺，也能為城市安全給予一些參考。

城市信息模型（CIM）平臺將傳感器和探頭放在了城市各類場所當中，能夠實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的即時分析處理。對于建筑，哪里有震感，都能第一時間作出判斷；而對于上海大量的高層建筑，甚至每臺電梯都被裝上了相關的感應設備。由此，城市有機體每時每刻都能處在監(jiān)控當中。

今年1月，國家住建部發(fā)布的《關于加強城市地下市政基礎設施建設的指導意見》中提出，推動數(shù)字化、智能化建設，提升城市地下市政基礎設施數(shù)字化、智能化水平。有條件的城市可以搭建供水、排水、燃氣、熱力等設施感知網絡，建設地面塌陷隱患監(jiān)測感知系統(tǒng)，實時掌握設施運行狀況，實現(xiàn)對地下市政基礎設施的安全監(jiān)測與預警。