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充分开发利用地下空间 建设节约型城市

2006-04-06 来源:光明日报 作者:中国工程院院士 钱七虎 我有话说

钱七虎防护工程及地下工程专家。1937年10出生,江苏省昆山市人。1960年毕业于哈尔滨军事工程学院,1965年于原苏联获副博士学位。现为中国人民解放军工程兵工程学院教授。1994年当选为中国工程院院士。

如何建设具有中国特色的资源节约型城市,成为我国城市建设面临的重大问题。我认为解决该课题的关键在于运用先进适用的城市规划理论和科学技术来进行城市规划、建设和运营,其中的一个重要方面是充分开发利用城市地下空间,从而节约城市的用地、能耗和用水。

通过开发利用地下空间节约城市用地

开发利用地下空间,把城市交通(地铁和轨道交通、地下快速路、越江和越海湾隧道)尽可能转入地下,把其他一切可能的设施(如停车库、污水处理厂、商场、餐饮、休闲娱乐等)尽可能建于地下,就有可能实现土地的多重利用,提高土地利用效率,实现节地的要求。

积极合理开发地下空间,节地的效果相当明显。以北京旧城区为例,有专家估算,其可合理开发的地下面积为41.2平方公里。以地下两层建筑计,可提供0.55亿平方米的建筑面积,比旧城区原有建筑面积还多。土地的多重利用有助于城市“减肥”,相对减少城市化面积,遏止城市超限扩展,有助于建成“紧凑型”的城市结构。

通过开发利用地下空间节约城市能耗

“紧凑型”城市减少了居民的出行距离和机动交通源,相对降低了人们对机动交通特别是私人轿车的依赖度,相对增加了居民步行和骑自行车出行的比例,这一切将导致能耗大户――交通能耗的降低,实现城市节能的要求。

充分开发利用地下空间,建设节约型城市还包括充分利用地下土壤、地下水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源,然后再由热泵机组向建筑物供热或供冷。地源热泵技术就是这样一种利用地下可再生能源、既可供暖又可供冷的新型中央空调系统,它包括地下埋管式地源热泵和抽取地下水然后回灌的水源热泵。埋管式地源热泵技术目前正在国外大面积推广,在欧美国家已得到普遍应用,是一种成熟可行的可持续发展的节能新技术。美、德等国还正在研究开发地下永久非枯竭的清洁能源――深层干热岩发电,美国LosAlamos实验室在卡尔德拉的芬登山上建成了一个10MW的HDR(深层干热岩)发电站。该电站主要由两个深度为3000多米的钻孔及其连通孔组成,冷水由一个钻孔灌入,另一个孔产生200摄氏度的蒸汽,蒸汽进入汽轮机发电。

通过开发利用地下空间节约城市用水

建设节约型城市要“开源与节流并生”,关键是要建立城市水系统的良性循环机制。在这方面,外国的先进经验是:充分利用雨水、开发污水再生利用和建立地下“水银行”,以调节和缓解城市供水,这些经验的实施都需要开发利用地下空间。日本、瑞士和牙买加等国利用屋顶收集雨水,并通过管道送到地下储水库。污水经初级处理后得到的中水在很多国家被推广利用,例如日本每年供工业用和绿化用的中水达1.3亿立方米。有专家估计,北京市污水处理后的再生水经过中水系统进入家庭,全年可节水10亿立方米,即达到南水北调中线一期工程送达北京的输水量。

中国北方地区缺水的重要原因之一是雨量全年分布极不均匀:夏季多暴雨和雨洪,冬春多干旱。若采取建坝、修水库等手段,可能淹没耕地和森林,引起库区泥沙淤积和下游河道冲刷,从而影响生态和环境。发达国家在电力供应充裕的情况下,目前转而采用地下“水银行”来调节供水,即建设地表入渗和井灌补给工程系统储水于地下地质构造。美、英、法、荷以及中东诸国的经验表明,这是一种可行的、费用低廉的解决和缓解供水的方法,可一举多得:储水于地下,在水短缺时提供用水;控制由于过度抽用地下水而引起的海水入侵和地面沉降;维持河流基流;通过土壤中的细菌作用、吸附作用和其他物理、化学作用改善水质,特别是让初级处理后的污水再生水渗入地下提高其水质,实现循环再利用;最后,也是最重要的,它保护了生态环境,这一点特别值得超采地下水严重而导致地面大面积沉降的华北地区借鉴学习。

建设节约型城市必须从规划抓起,城市节地、节能和节水主要在于宏观控制、微观落实,要在深入研究开发利用地下空间的基础上,在编制城市总体规划时同步编制城市地下空间规划,以落实贯彻中央提出的科学发展观,适应城市可持续发展以及建设资源节约型和环境友好型城市的需要。

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