大城市地下空间开发利用场景分析 | 龙志刚专栏
大河财立方
2021-08-16 21:47:00
地下空间开发利用模式非常丰富,深隧排水、地下物流、地下垃圾集运系统只是其中部分利用场景

作者:贺玉姣| 河南省交通规划设计研究院股份有限公司,河南交通运输战略发展研究院

编辑:贺玉姣| 校核:张菁菁 郭小壮 杨阳| 审核:龙志刚

01 背景

交通拥堵、空气污染、城市内涝和垃圾围城等“城市病”已经成为目前我国城市发展不可忽视的问题。如何利用有限的城市土地资源解决这一难题,我国各大城市在地下空间开发利用方面做出了积极探索。目前我国各大城市地下开发利用主要集中在地铁、综合管廊、地下通道、地下停车以及地下综合体等方面,在其他领域依然处于初步探索阶段,总体开发程度较低,开发模式较为单一,不能开发出地下空间的巨大潜力。但是国内外一些先进城市在深隧排水、地下物流、地下垃圾集运等多个领域已进行了探索实践,各大城市可借鉴其先进经验,丰富地下空间开发模式,提高地下空间利用率,最大限度发挥地下空间功能,增强城市韧性。

02 地下空间利用场景分析

(1)城市深隧排水系统

近年来,城市内涝事件频发,严重影响城市正常运转,威胁城市居民生命财产安全,近期郑州7·20特大暴雨灾害,造成了严重伤亡和财产损失。深隧排水系统是一种能够有效缓解城市内涝、雨洪和溢流污染的系统,主要由主隧道、竖井、排水泵组、通风设施、排泥设施5部分组成,在降雨时,将多余雨水经由竖井送入到地下的深层隧道,以此来减轻浅层排水管网的压力,减少城市路面积水, 防止发生内涝;在降雨停止时,通过泵站将隧道内存储的雨污水输送到浅层管网中,从而进入地面污水处理厂进行雨污水处理。

深隧排水系统在国外已有了多年实践应用的历史,国内也进行了一定的探索和实践。美国、英国、日本等国家部分城市因雨季内涝频繁发生,已修建深隧排水系统,缓解城市内涝、溢流污染效果显著。吉隆坡修建城市泄洪与公路两用隧道,在暴雨情况下,城市地下快速路充当吸纳雨洪和排泄的通道,已基本可以解决雨涝灾害问题。我国上海、广州、武汉等城市正在探索建设深隧排水系统,如上海在东濠涌南段沿涌西侧道路敷设一条深层排水隧道,建造了东濠涌分支隧道试点工程。

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泰晤士河深隧系统设计示意图
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吉隆坡城市泄洪与公路两用隧道示意图

作为缓解城市内涝的一种先进手段,深隧排水系统有许多优点:能够避免路面开挖;能够避免与现有地下公用或基础设施产生冲突;能够有效提高排水管网的截流倍数,控制面源污染;此外还可以复合利用,用于地下通道等方面。各大城市可结合自身特点,在评估之后,在需重点保护路段进行深隧工程试点,使城市深隧排水系统发挥最大功效。如郑州市可对城市进行系统性评估,在城市低洼地带、重点保护区域等因地制宜设置深隧系统,并探索其复合利用,以提高城市相关设施在极端暴雨天气下的安全性、可靠性,增强城市韧性,保障人民生命财产安全。

(2)城市地下物流系统

随着城市物流需求的爆发增长,交通拥堵、环境污染等问题日益严重,同时常规地面运输受拥堵、环境气候等影响会降低城市物流的时效性。地下物流系统作为一种前瞻性的地下空间开发形式,不仅可以提高物流的时效性、可靠性,还可以避免城市客货混流带来的交通管理问题。地下物流系统是指运用自动导向车(AGV)和两用卡车(DMT)等承载工具,通过大直径地下管道、隧道等运输通路,对固体货物实行运输的一种运输和供应系统。理想状态下,通过地下物流系统终端连接城市各居民楼或生活小区,人们购买任何商品都只需点一下鼠标,所购商品就像自来水一样通过地下管道很快地“流入”家中。

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地下物流系统示意图

美国、德国、荷兰等国家针对地下物流系统进行了大量的研究,瑞士规划地下物流系统,进入建设试验阶段。我国上海、北京副中心、深圳和雄安新区等城市和地区也对地下物流系统展开了规划研究,京东在2019年已做出地下物流胶囊架构规划,以期在未来城市的地下物流系统中,地下管廊与分拨中心、社区配送中心、楼宇等相互连通,实现货物全流程自动化流转。

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胶囊轨道穿梭示意图
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快递终端卸货示意图

地下物流系统不仅具有速度快、准确性高等优势,而且对解决城市交通拥堵、改善生态环境、促进电子商务发展具有推进作用。地下物流系统可以满足循环经济的发展模式需求,同时符合资源节约型社会的发展要求,是我国城市可持续发展的必然选择。我国各大城市目前管道及隧道发展还不够成熟,在现阶段可充分研究地下物流系统与其他地下设施的复合开发、融合利用,如与地下综合管廊以及地铁等系统的联合运作。此外在雄安新区等一些智慧园区进行地下物流系统的模拟实验、试点建设后,其他城市可充分借鉴其发展经验,结合实际情况建设行之有效的地下物流系统。

(3)地下垃圾集运和处理系统

城市垃圾是污染环境的重要原因之一,如果疏于管理和处理,可能造成社会公害,破坏生态环境,危及人们健康。目前我国许多城市已建或在建地下生活垃圾分类转运站,虽能有效减少垃圾运输车辆和对周边环境的影响,但尚不能实现垃圾地下集运及处理。地面垃圾运输及处理不可避免会对周边环境造成一定的影响。建立地下垃圾集运和处理系统可以创造更宜人居的地面空间、更清新的地面空气和更干净的地面环境。目前国外在地下垃圾集运和处理系统方面已有实践探索。瑞典在20世纪60年代建设并实施压缩空气吹运垃圾系统( PWT),该系统包括收集、处理系统配套,系统在地下建设真空运输管线,管道入口做成垃圾桶形状安放在市中心,管道出口直接连接垃圾场或垃圾分拣中心,通过入口投放垃圾后,垃圾将通过真空产生的负压被抽送到分拣中心,省去了人工运输环节,且安全无污染。目前我国澳门和广州对地下垃圾集运处理系统进行过初步探索。

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市区垃圾投放入口图
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地下垃圾运输示意图

03 结语

地下空间开发利用模式非常丰富,深隧排水、地下物流、地下垃圾集运系统只是其中部分利用场景,地下能源循环系统、地下文体工程、对深地实验室等方向也值得深入探索。我国各大城市在地下空间开发利用方面进行过不同程度的创新性实践和探索,但是距离实现“全功能、全资源、全深度、全安全”的地下空间开发利用模式还有很长的路要走。在以后探索中应重点关注以下几个问题。

(1)做好城市地下空间的统筹开发利用。城市地下空间的开发涉及诸多部门,并需要多行业多系统的配合,而且城市地下空间的开发利用需考虑众多因素,如人口规模、经济水平、历史文化、气候环境和地质背景等。因此,应统筹安排、合理布局地下空间功能设施建设综合部署,因地制宜的进行地下空间开发利用。

(2)注重城市地下空间的复合利用。投资大、难度高是地下空间开发利用普遍存在的问题,应当对地下空间设施进行复合利用,提高相关设施的利用率,分担建设成本。如地下深隧在平时可兼顾交通功能,地下物流系统可以结合地下管廊、地铁等其他设施融合利用,有序错时使用,降低开发成本。

(3)创新地下空间开发政企合作模式。城市地下空间开发普遍更注重其社会效益,但是在部分领域可优化其盈利模式。如地下物流系统可加强与企业合作,由政府独立或与企业合作建设地下物流通道,政府建立完善相关制度及规范标准,引入多个物流运营商,提高经济效益的同时可以规范物流秩序。

责编:陈玉尧 | 审核:李震 | 总监:万军伟


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