地下空间与未来城市

地下空间与未来城市

束　昱

同济大学教授

主持人：万象更新，思想为先，欢迎束昱教授登上世纪讲坛。说到束昱教授的名字，可能很多的同学会觉得很陌生，但是如果说到他做的一件事，那我想一定是无人不知无人不晓，那就是由他主持设计装饰了中国第一条景观观光隧道，也就是从上海浦西到浦东的地下观光隧道。我想这也是开发地下空间的一个成功的例子吧？

束昱：是的，浦江观光隧道是交通功能和观光娱乐功能相结合、现代科技和景观艺术相融合、中西文化相结合的一条特殊功能隧道，它是由中外专家共同精心创造设计的。

主持人：一说到地下空间，我们马上会联想到我们平时日常生活中像地下铁、地下商场等等这样一些东西，可是我们知道束教授，您大概是在70年代就已经进入到领域了，那个时候我想有很多人对地下空间的概念可能还不是很清楚吧？

束昱：是的。

主持人：您当时是一种怎样的理解呢？

束昱：我是70年代初期到同济大学读地下建筑专业，地下建筑专业实际上在当时的概念就是搞民防工程，当时叫人防工程和国防工程，进入70年代末的时候，有一个非常偶然的机会，也就是美国有一个地下空间代表团到中国来进行交流，那个时候引入了一个地下空间的概念，这个地下空间概念实际上是从英文里面翻译过来的，叫underground space，所以从1983年初我们开始逐步地对地下空间这个专业名词熟悉起来，也进一步地了解了我们地下空间研究的领域，特别是那次在1981年的5月份在重庆开的一次会议，美国人来介绍当时的国际地下空间开发利用的一些新的动向和趋势，深深地吸引了我，使我从那个时候就开始投入地下空间这门新型学科的学习研究当中去，而且从1982年开始有机会自己编教材，在我们中国的高等院校土木类专业里面第一次开设了地下空间开发利用这门新型的课。

主持人：由于工作和学术交流的关系，我相信您一定去过世界很多的国家，咱们不提远的，咱们就提提我们的近邻日本，您觉得日本对地下空间的发展和利用，他们做得怎么样？

束昱：简单的一句话，日本在城市地下空间的开发利用领域，处于国际领先水平，无论从地下空间开发利用的类型、规模、环境品质、规划建设的水平，都是在世界上领先。我曾于1988年应日本清水建设公司的邀请，开展中日地下空间的合作研究，考察了日本的地下空间，那个时候简直大开眼界，这也为我1989年下定决心到日本去深入研究、进行学习奠定了一个基础。我到日本去是1989—1991年，当时是国家教育部和日本文部省的一个交流项目，我的科研题目就是《中日城市地下空间的比较研究》，我在日本两年时间里，基本上跑遍了日本所有大城市的地铁、地下街，拍了很多照片，搜集了很多资料，成为当时在地下空间这门学科领域，拥有“财富”最富有的一位学者。我回国的时候，带了十六箱资料，这些资料为我们上海、为我们国家在地下空间的开发利用，都发挥了非常好的作用。

主持人：像日本我们大家都知道，是一个地震频发的国家，而且也很不稳定，可是它这个地下工程这么多，会不会有一些不安全的因素在里面？

束昱：地下空间因为是在岩土体里面，所以它有一个非常重要的特性就是耐震性好，也就是地震对地下工程的破坏相对而言，比地面建筑要好得多，所以1995年阪神大地震的时候，地下受到的损伤损害比较少，反倒是地面更厉害。目前我们上海已经进入地下空间的高速发展时期，仅仅从地铁建设来看，十五期间上海每年要开发大概四十公里的地下交通线，这是一个超常规的速度，但是即便是这样，由于我们的欠账比较多，我们的发展比较晚，所以现在从量来讲，地铁建设的量来说，还相当于美国的纽约、英国的伦敦、法国的巴黎，50年代的水平地铁建设的量。

主持人：我们国内第一次开发地铁应该是在哪年？

束昱：我们实际上是在60年代的时候，在上海曾经搞过试验，60年代，那比第一条地铁整整相差了一百年，第一条地铁大概应该在英国1863年的时候，等会儿我的演讲里面会讲。

主持人：好的，由此可见，如何统筹和规划我们地下空间是一个亟待解决的问题。好，接下来就进入我们的演讲，今天束教授演讲的题目《地下空间与城市未来》。

演讲

非常荣幸，能和大家共同来探讨地下空间与未来城市这么一个社会的重要的命题。大家对城市应该说是比较熟悉的，因为我们就生活在城市当中；对地下也是比较熟悉，因为我们在乘地铁，但是对地下空间与城市，与我们的社会究竟有一个什么样的互动关系，可能大家比较生疏，因为地下空间在社会发展过程当中，特别是像我们现代城市建设过程当中，它不仅仅涉及到社会问题、经济问题，还涉及到我们的体制问题、机制问题和法制问题，所以我今天用《地下空间与未来城市》这么一个题目，从四个方面来讨论地下空间作为一种资源，在我们的人类社会发展过程当中，它对我们现代社会、现代城市，以及未来社会、未来城市的作用。

第一个方面，地下空间资源及其价值；第二个方面，人类开发利用地下空间资源的历史化进程；第三个方面，城市地下空间开发利用的类型及其作用；最后一个方面，探讨一下我们国家在地下空间开发利用这个领域里面，它未来的趋势、以及我们未来的城市发展模式。

第一点，我们先介绍一下地下空间的定义，我们对地下空间要下一个比较准确的定义，因为只有我们真正地认识它以后，才会认真地去利用它。地下空间，我们习惯上讲的就是地表以下的洞穴和空隙，这部分洞穴和空隙我们称为地下空间，地下空间按照它生成方式的不同分成两大类，一类就是长时间地受到自然条件侵蚀所生成的，比如说，天然的溶洞，这一类叫自然形成的地下空间；还有一类就是人类的活动，就是通过我们的矿产开挖，还有就是通过我们的机械开挖以后，所创造出的这种空间，这种空间它能够满足各种使用的用途，这种孔洞我们也把它叫做人工的地下空间，人工的地下空间和自然的生成的空间，我们把这两部分统称为地下空间。地下空间跟地面空间它是有本质区别的，我们知道，地面空间是一种围合方式生成的，但是地下空间它是通过挖掘的方式生成的，比如说这部分，这张图是一张漫画图，这是一个城市的地上和地下空间，我们在使用空间的时候的一个大概的形态图，这个地下的这部分，大部分是我们人工开挖的，地下空间因为它是在岩土体里面通过挖掘以后产生的，所以它受到各种岩土体的掩护，它具有很多的特性，比如说，它跟地面环境隔离的，具有隔离的特性；由于地面的各种岩土体的掩护，所以它隐蔽，它有封蔽性；还有耐震性，这个耐震性，我们知道地震的发生是在地层当中的，由于地下空间的周边是岩土体，所以在地震发生以后地震波对岩土体的影响就比较小，所以它对抗震来说比较好；还有就是防震性，就是我们地面的活动，通过介质体的传递速度比较慢，所以它具有一种防震的特性；还有一个热稳定性，这个热稳定性，比如说，我们地底下挖下去十五公尺左右，它的年平均温度基本上是不变的，因为地面有太阳辐射，比如说冬天比较冷，夏天比较热，但是随着这个热通过土层的传递，到地下十五米左右，就是这个层面上的温度随地面的气候的变化的幅度就非常小，所以我们利用这种热稳定性，可以做地下冷库、地下仓库。

人们在长时间的实践过程当中，不断地发现地下空间的这些特性，然后运用到我们的这个城市里面，运用到我们的工业生产里面，运用到我们的居住里面，运用到我们的防护工程里面。我们放的这张图，它实际上是一个人类在利用地面空间的同时也在大量地开发利用地下空间，它主要是可以为我们提供战争，以及灾害防御，交通以及环保、仓储、生产、商业、文体、居住和科考等重要的作用。

前面我简单地介绍了一下地下空间资源的价值，实际上在工业发达国家，特别是20世纪70年代世界石油危机以后，由于地下空间的各种特性，特别是在环保、在能源、在防灾上它的重要特性，人们逐步把地下空间作为一种宝贵的自然资源进行开发利用。

下面我们来看一看我们祖先在这个漫长的进化过程中是怎么样开发利用地下空间的。首先是古代社会。古代社会人们利用天然溶洞作为他们的居所，避风、挡雨、防止禽兽；随着社会的发展，人们可以用简单的工具进行一些劳动，可以自己来开挖半地下式的住宅，比如说我们考古发现的西安半坡文化里面，就有很多半地下式的住宅。就是从那个时候，我国古代社会里面利用地下空间的形式逐步在扩展，非常重要的有这么几个方面。首先是陵墓，中国的陵墓在世界历史上都有非常辉煌的一面，比如我们秦始皇的陵墓，那是在公元前两百多年以前开掘成的，其次是佛教建筑，特别是石窟，这也是利用地下空间很好的例子。还有我们在考古当中发现，古人很早在搞建筑的时候，就考虑利用陶瓷、陶罐作为下水沟来排放建筑的雨水，这些实践为我们人类利用地下空间的后续发展都提供了非常好的经验。左边这张图就是石窟，右边这张图实际上就是在突尼斯，人们在利用当地的黄土资源来构筑自己的居所。这是古代社会，近代社会有这么几个代表性的实例，第一个实例就是共同管沟。1833年之前法国的巴黎已经是非常繁华，因为工业发展以后人口的大量集聚，地面环境不断地恶化，地面由于污水泛滥而产生霍乱，为了改造当时的城市环境，就在城市的道路地下构筑下水道。我们从电影里看到的巴黎下水道，1833年就开始建了，它的断面比较高、比较宽，所以在城市的后续发展阶段，可以把城市建设中的煤气管道、电力管道、通讯管道，都放到这个下水道里面，而且随着城市的不断发展，可以不断地往里面增加一些管道、拆除一些管道，这样人们发现，这种设施很好，它可以不断地满足城市发展过程中的新需要，因此这种形式就被后面的现代城市在考虑管线综合的时候采用了，就形成了现代共同沟；第二个非常有代表性的实例，就是地下铁道，当时是1863年。英国伦敦地面已经有铁路了，但是由于地面铁路与地面的其他交通系统的交叉，影响了城市的环境，影响了城市的安全，所以当时人们就设想能否把铁路在城市的中心地区搬到地下去，所以当时就在马路的地下挖了隧道，把铁路引入到地下去，就形成了当时的地下铁路，这个方法一旦被人们发现，哎，把铁路放到地下去以后它的震动减少了，它的噪声减少了，城市的景观、环境品质提高了，而且跟城市的其他交通系统之间的冲突矛盾减少了，于是人们后来就设想能否在城市的地下来建构一套轨道交通的线路网络系统。我们现代城市的地下铁道就是从那个时候开始得到启示。第三个比较重要的内容就是防空地下工程，特别是一次世界大战、二次世界大战，地面上炸弹狂轰滥炸，我们怎么样来保证自我的安全、物质的安全，所以当时在欧洲的几个国家，比如说德国、英国、法国，他们当时就把地下铁道在遇到地面轰炸的时候用做人们临时的避难所，成为疏散和掩蔽人员的一个设施，通过这种实践人们发现利用地下空间来构筑防护工程是一个非常好的途径，当时在欧洲的好几个城市都把地下铁道改成防空防灾工程，甚至改成战争时候生产武器弹药的地下工厂。

前面我简单地介绍了一下我们的古代社会和近代社会，人类开发利用地下空间的几个代表性实例，下面我想重点介绍一下现代城市地下空间开发利用的类型和作用，我想通过十个方面比较全面地展示我们现代城市的地下空间以及它的应用领域、它的类型、它所产生的作用。

第一种类型，城市交通与地下空间的利用。城市交通里面首推地铁，因为经过一百多年地铁的建设和发展，人们发现解决现代大城市客运交通，如果没有一个大容量的轨道交通系统，光靠地面的公共汽车、小汽车，解决不了通勤交通问题、客运交通问题，所以我们很多的科学家、城市规划建设者、政府的官员，他们都认识到百万人口以上的大城市要解决客运交通问题，必须要规划建设地下铁。这是英国伦敦地铁的室内景观图，这张是东京地铁的线路网络图，通过这张图我们可以看到，在我们的脚底下，也就是在工业发达的国家，它的城市地下，已经编织了一个非常完备的地下轨道交通的网络，出门走五百公尺左右必然会有一个轨道交通的车站，所以人们的出行就非常方便。这张图大家可以看到，这个城市在不断的发展过程当中，它有第一阶段建的地铁，上面的线路，它有第二阶段建的地铁，还有未来要建的地铁。城市的道路的底下，大家可以看到，已经是成为一个注重发展、多重开发的一个空间系统。这张图是法国巴黎的地铁，这是一个地铁车站的自动扶梯图，这个地方有十五部自动扶梯，它把城市的地铁和郊区的铁路在这个地方进行换乘，所以这个地方它的换乘量很大。这张图是瑞典斯德哥尔摩的地铁，大家可以看到，瑞典斯德哥尔摩的地下是岩石，所以这个地铁建设的时候，它不像我们上海的地铁要造钢筋混凝土的结构，它没有，它只要把围岩打了以后形成孔洞，利用围岩的本身进行维护，它不需要新的衬砌结构围岩，而且在围岩的顶部通过彩绘创造一种特殊的艺术景观效果，这种围岩里面的地铁车站，建设成本比较低。

第二个交通问题就是静态交通问题。我们知道，城市化非常显著的现象就是轿车化，我们车子多了以后，停车是一个问题，特别是我们现在这几年城市发展。在小区里面，我住在同济新村，五年以前的同济新村和现在的同济新村不一样了，五年以前自行车是大量的，但是现在小汽车是大量的，在原有绿化很好的情况下，现在马路上到处都停着车子，走路也不方便，景观环境不美了。所以静态停车已经成为城市当中的一个重要的必须解决的问题，我们需要通过规划建设地下停车库来存放车子。这是一个在道路底下地下停车库的设计图，这张图的地下一层是商业街，地下二层是车库，地下三层是地铁车站，它是一个有机整合的地下综合体。这张图是东京的新宿，它有一个地下三层的停车库，为了进出方便，有一个下沉坡道式出入口。这张图是日本东京火车站站前的剖视图，大家可以看到，它地下二层是一个停车库，地下一层是地下商店，地下三层是各种设备用房，这个当中大家可以看到，有一辆红的小汽车跑在坡道上面，我说明一下，这是日本规模最大的八重洲地下街，有六万八千平方米，是20世纪60年代建造的，当时有一条城市的高速公路就穿过这条地下街，所以在当时是世界上高速公路穿过城市中心，与地下街有机结合的第一个非常成功的实例，所以欧洲的很多同志到日本去看了以后，把日本的经验带回到欧洲。这张图是日本广岛的一个地下车库的网络图，也就是把已建成使用的很多建筑物底下的车库和绿地底下的车库，通过建构一个地下的道路系统，能够把这些车库都联系起来，也就是说我们的用户，你通过这套网络系统，你可以很便捷地到地下去进行停车，还有这之间的资源可以充分地利用，它可以有一个信息的反馈系统，告诉你在什么地方还有多少车子可以停，那么你可以很便捷地下去。

第三个方面，就是道路、隧道。我们知道，我们的城市处在一个发展过程当中，原来的车子比较少、马路比较窄，现在车子多了以后马路的交通容量就不够了，交通容量不够以后，怎么办呢？有两种途径，一种途径是造高架，像我们上海，造了内环，再造了东西与南北的高架，来解决城市的交通问题，但是高架它对周边的环境的影响、景观的影响、震动的影响、噪声的影响都很大，所以现在发达国家已经把地面的高架道路搬到地底下去，同时在地底下，特别是地层的深处来建构地下的高速公路系统。这张图是法国巴黎市中心地下道路系统，法国巴黎实际上在20世纪30年代就在考虑如何不断地去开发利用地下。这是一张示意图，大家可以看到凯旋门下面的第一层就是一条高速公路的地下道路，它的下面就是一个地下的深层地铁图，它的左边的底下就是地下的河流图。大家可以看看，这张图是日本的东京，它为解决这个城市中心的道路交通问题规划了地下的道路系统，我们所看到的这条红的线就是东京环状新宿线，就是建构在地下的一条高速公路，这就是它的一张断面，它的宽度有将近三十米，它的高度将近十四米，它的埋深将近在地下四十米，也就是在我们的地底下的深处建构一条高速的道路交通线。这张图就是美国的波士顿，大家可以看到右边的这张图就是原来在20世纪60年代建的高架道路，然后它的左边的这张图，就是最近几年要把高架道路拆除，把它的道路交通全部都转入地下，下面这张图，就是转入地下以后的地面景观的一张图，这就是转入地下以后的地下道路的断面图。

城市交通的第四个方面就是步行交通。在城市的地面创造一个安全便捷和舒适的步行系统，一直是我们城市规划建设者一个重要的目标，在国外已经有很多非常好的实例，比如说，我们现在这张图里面，这是日本的东京在火车站周边已经建构了一个地下的人行公共步道系统，人过马路，要去换乘地铁，要进入地下街，都可以在地下人行步道里面行走。这张图是法国巴黎，它有个大型的下沉式广场，这是地下一层，它的一边是向阳的，人行的公共步道。这张图是加拿大蒙特利尔的地下步道，大家可以看到点点点的地方实际上是轨道交通，就是地铁，然后在地铁与地铁之间建筑物的地下，建构了一个非常舒适的地下的人行步道系统，它已经建成网络，蒙特利尔冬天时间比较长，也非常寒冷，要零下三四十度，所以在漫长的冬天人们在地面行走是很不舒服的，所以加拿大在搞地铁的同时，在建筑物的底下，通过政府的引导、政策的鼓励，在地下建构了一套完整的人行步道系统，所以冬天人就可以在地下行走。这张图就是多伦多的地下步道系统当中的一个广场，这个广场就是建筑物之间的下沉式广场，然后把建筑与建筑和设施之间通过下沉式广场能够联系起来，这是第一个问题。

第二个问题就是城市防灾与地下空间利用，这里讲的就是民防工程。在我们国内，特别是60年代至80年代末，我国人防工程的发展是非常迅速的。这张图是芬兰的一个地下民防工程，万一战争爆发以后，空气当中有毒气，然后通过一种滤毒装置，把空气进行滤毒以后，向掩蔽的人员提供一种新鲜无毒的空气。民防设施是为了防御战争所建设的，但是平时也要让它充分地发挥作用，所以在北欧的一些国家，平时作为仓库、作为车库使用，战时进行功能转换，作为物资库、作为人员的掩蔽所。我们国内在这个领域里面，特别80年代是一个重要的转折期，就是1986年国家人防办在厦门召开了一次全国的人防工作会议，这次会议以后，明确了一个重要的方针，就是人防工程的建设必须要与城市现代化建设进行有机的结合，要搞平战结合，所以我们国家人防工程从80年代末开始，直接地参与城市的建设、现代化改造。我们上海的人民广场大家都知道，有个迪美地下广场，还有香港名店街。大家知道，那两个设施就是1985年的时候，上海市人防办把人防工程与城市建设相结合的一个非常重要的代表性实例，所以这种设施现在在这个城市建设当中发挥着重要的作用。第二个应用的领域，就是城市生命线系统的集约化。我们知道，城市的各种管线在我们的道路底下排了很多，我们经常可以从广播电视里面看到哪里的水管爆裂？哪里的电缆挖掘以后挖断了？哪里的煤气挖断了？因为这个城市在不断的发展过程当中过去埋设了很多管线，有些资料我们已经不清楚了，为了提高城市的各类生命管线的安全可靠度，所以在国外，特别是刚刚举到的例子里面，如从1833年法国巴黎的下水道以后，这个概念引入到我们现代城市里面。这里有张图，这是我们传统的做法，就是把这管线都直接地埋在地底下，然后我们现在新的做法就把这些管线，想办法在地底下建一个隧道，把管线架设在隧道里面，让管线在监护的工作环境里面可靠地进行工作，这样做的话有很多优点，比方说一个很重要的优点，就是我们把道路地下的空间资源节约了，因为原来全部都占满了，但是我们现在只用了一部分，可以留给我们子孙后代用，还有安全了，这就是共同沟，共同沟这种新型设施现在在城市里面已经得到发展了，我们中国上海也引入了这个概念，1992年的时候就在我们浦东搞了一个专项课题研究，1994年的时候正式建设，就在浦东的张杨路。1994年的时候，当年规划设计建设，建成了我们中国号称是第一条现代化的共同沟，我非常有幸能够作为这条共同沟的技术总负责人，当时由上海八家单位组成联合设计研究组，有十四位同志专门到日本考察了两个星期，把日本的一些好的经验、先进的科技都充分地吸取应用到我们国内来，所以现在，比如说两年以前在上海的嘉定，嘉定就是规划建设的国际汽车城，安亭新城，它完全是一个德国风貌的，在那个新城里面我们上海市政府就下决定要搞共同沟，就在居住区里面搞共同沟，这个在我国也是第一次的尝试，现在土建已经基本完成。

第三个领域，就是在一些发达的国家，包括我们现在的城市，比如上海，短时间下大暴雨以后，城市中心的很多地区就积水，水一时排不了就进到老百姓的房子里面，水灾这种现象在国外的很多城市也有。现在我们的现代城市建设过程当中，改变了原有的城市水系，降低了城市排水的能力，很容易产生水害，所以在美国的芝加哥、日本的东京和大阪，就在城市道路的深层搞地下河流，就是地下的雨水调节池，这张图就是在日本的东京，规划建设一条十四公里长，直径有十四米，埋深有四十公尺左右的这么一个超大型地下式河流，万一东京地面发水以后，通过几个泄洪的口，就可以把水放到地下河流里面，然后在地下河流里再用水泵打到海里面，那么就把城市地面积水在短时间里面能够快速的排除。现在城市的这部分水还可以再利用，比如说把这部分水可以用于绿化，因为我们国内有很多城市都是缺水城市，那么这部分水就是一个很好的资源。最近几年我们在规划深圳的地下空间时，因为深圳也是一个缺水城市，就在深圳的地下搞雨水调节池，这个方案已经被采纳，上海现在也在研究，上海的水务局已组织专门调研，研究在上海的必要性和可行性。

关于城市广场和地下空间的利用，城市广场实际上是一个城市的重要标志，一般的都会形成物流的大量集聚，这种大量的集聚也是各种交通系统在这个地方进行集聚，也是我们停车、购物一个重要的场所，所以在这种地方，为了不破坏广场的历史风貌景观，往往在它的下面大量地开发利用地下空间，比如说这张图就是法国巴黎，这里原来是一个市场，20世纪60年代，在进行城市改造的时候，把市场搬到城市郊区去了，在这个地方进行改造，那么怎么改造，因为它的周边都是历史建筑，但是在这个地方确实需要增加很多设施，如公共汽车站、地铁车站，还有郊区铁路在这个地方进行换乘的车站等，那么旁边有很多历史建筑，比如说巴黎圣母院就离这里很近，它是一个城市的中心区，所以当时就考虑在这个地方搞了一个下沉式地下广场，把该地区很多功能性设施都放在地下。我们知道，人类规划建设理想立体化双层城市的一个非常有代表性的思路，也就是把城市的各种功能性设施全部都转移到地下，然后把地面留给人们，这张图是巴黎的台方斯新城，我们看到的就是这个，实际上是传统概念的地面道路，但是它的道路系统已经放在地下，这是地面的房子，然后地下有地铁郊区铁路、有地下商业街。这个是德国的城市中心广场也是下沉式的广场，通过下沉式以后，人们进入地下的时候就会消除心理上的一种障碍，因为我们知道从水平面进入，他就没有一个下的概念。这是美国曼哈顿的建筑与建筑之间的一个下沉式广场，通过下沉式广场，把建筑周边的地下空间能够连成一体。这是华盛顿的一个中心下沉式广场，把上部空间和下部空间进行有机地延伸结合起来。

第四个重要的方面，就是城市环保与地下空间的利用。从20世纪的60年代开始，城市的环境问题、污染问题已经成为重要的公害问题，如何把这些有碍于城市景观，对人们直接产生影响的那些设施搬走，这是我们城市规划建设工作者所考虑的一个重要课题。现在有很多国家已经在地底下规划建设地下污水场，把垃圾、废弃物通过管道进行输送，这张图里面就是城市道路当中有共同沟，共同沟里面有垃圾管道的输送设施，从而来保护我们的地面环境。还有就是城市变电站，架在马路上面单独的一栋建筑，或者造在绿化里面。景观和周边的噪声和电磁干扰，都会对人们的生活产生影响，要影响景观，所以就想办法在地下建变电站，同时城市的电力通过地下的隧道输送到城市的中心。这张图也是日本的东京，它有一个完整的系统，大家可以看到，就是城市外围的高压电线，进入城市中心区域的时候，就通过地下的电力隧道把它输送到城市中心的地下变电站内。这个问题在我们中国、在我们上海，也已经提到议事日程上来了，比如说我们上海的人民广场曾经搞了一个地下变电站，它的高压电缆就是通过地下隧道输送到人民广场。现在上海市正在考虑，因为随着城市不断地发展，为了保证用电负荷，所以现在在规划建设城市地下的电力隧道系统。

第五个应用领域就是城市的居住与地下空间利用，这张图是美国的一种掩土建筑，掩土建筑就是土覆盖建筑，三面都是由土体覆盖的，它的一面是向阳的，它的顶部背面是有绿化的，那么这种建筑实际上就是在20世纪70年代世界石油危机以后，引发了人们在考虑如何降低建筑的能耗，这种建筑里面，有地面的太阳能收集装置，把太阳能收集以后储存到地底下，然后用作里面的冬天取暖和夏天降温，80年代在美国和欧洲已成为非常流行的一种新型的建筑形式。所以80年代初的时候，美国人、日本人、欧洲人到中国来考察窑洞，来做窑洞的博士论文，因为他们从中国的窑洞建筑里面发现在保护环境、节约用电、降低能耗、减少建筑材料、降低成本上面都有非常突出的优点，所以那个时候就形成了一股中国窑洞热。这张图是日本的一种在自家的庭院里面造的全地下式、半地下式地下住宅，日本的地下住宅是这样的，比如说男同志星期一到星期五在公司里面上班很辛苦，晚上回来都比较晚，他积累了一周的辛苦疲劳，到家里面要求放松一下，还有日本的女性基本上生了小孩以后她就不工作了，那么她为了健身、健美，还有为了在家里比如搞一些收藏，搞一些乐器的练习，所以就在自己的建筑的地下、庭院的地下搞这种地下室，在里面进行健身、进行影视、卡拉OK，各种设施都放在这个里面，所以日本这一类设施，特别是在泡沫经济之前，已经成为日本的一种很流行的趋势。

第六，城市储备与地下空间的利用。我们知道城市是人集聚的地方，为了保障城市的安全和城市的效率，大量的物资需要进行储备，这些储备的空间我们不能让它占用地面空间，所以在国外很多的城市里，包括我们，就在我们的地底下来建造地下储库。比如说这张图就是国外的利用废旧矿井改造成的一个地下储库。

第七，就是城市的商业休闲娱乐，这些功能与地下空间的开发利用相结合。这张图，大家可以看到，它是一个建在日本东京的地下八层图书馆，这在世界上也是一个最深、最大的图书馆。它为什么会建在地下呢？因为它的原有图书馆是地面四层建筑，现在容量不够了，如果要增加容量的话，最起码要造十层，但是那条街不允许搞高层建筑，为了要扩大容量，又不破坏景观就往地下去，而且地下还有一个很重要的优点，就是它的温度是恒定的，它是安全的，它所有的出入口可以进行控制、进行监管。我是1990年的时候去看过，这就是地下图书馆的中庭，有个共享空间，你在地下八层，几乎没有地下的感觉，因为它的顶上是可以直接把阳光采集进来。这张是瑞典的一个地下游泳池，实际上也是一个防灾工程、民防工程，平时把垃圾焚烧以后的热水，输送到这里使用。这个大家都非常熟悉，是法国巴黎的卢浮宫，华人贝聿铭大师设计的，它是一个玻璃顶，这是一个走入地下的主要出入口，然后三个小的玻璃顶就是由地下进入到周边展馆的一个小型的广场，功能是采光的，整个的地下已经连通了。这是一张斯德哥尔摩的地下音乐厅，这个地下音乐厅是在大型的岩洞里面，它通过适当的装修以后，所产生的音响效果非常好。我们国内70年代的时候在杭州西湖边上有个宝俶山，在地下三十米的深处搞了一个可以容纳两千多人的地下影剧院，后来改造成一个地下的水池，我曾经领了日本、美国和欧洲的一些专家去看过，他们感到很惊讶，在中国杭州美丽的西湖旁边，已经发展到可以开发利用深层地下空间了。

这张图就是从巴黎雷亚诺地下综合体的地下看地面，下面就是地下街，地下街这个专业词汇是日本人发明的，简单的理解就是，在地底下的街道，日本的地下街的概念，实际上它是扩展了，它把过街的人行通道，和沿街布置的各种商店以及在这个地方的，比如说需要停车的停车库、地下铁道的换乘站，把这三个主要的设施有机地组合在一起，叫做地下街，原来是从地下商店、地下商店街，然后发展成地下街。这张图就是在日本的大阪，一条地下街的断面图，大家可以看到，顶部就是采光窗，然后它的下面两边就是商店，中间就是共同的人行步道，人在这种环境当中走，他根本就不会去担心汽车的安全问题，而且周边的景观都是很好的。这张图就是多伦多的地下街，这就是在地下街的一张平面图，大家可以看到这张图里面，实际上马路的底下已经全部挖空，然后通过这条地下街，把建筑物的底下进行联通，所以在这个区域里面，在地下又形成了一个城市空间。这张图我们就是把它掀开来看，地面是马路，地下一层是商店，地下二、三层是地下的道路和地下的停车场。

第八类就是城市的能源设施与地下空间的利用，这张图所表示的是未来城市的一个断面图，图里面把海洋边上的潮汐能源进行收集、存储，然后再用于城市。

第九个方面就是城市的建筑与地下空间的利用。我们知道为了提高土地的使用效率，特别是我国现在这个土地，它的所有权是国家的，它的使用权你可以用钱去买来，可以受让过来，而且你受让过来以后，你的土地使用有时间的期限，比如说五十年七十年。为了高效地利用这块土地，也千方百计地在这个土地里面做文章，那么这个做文章就是想办法在地上你要向上，然后地下要向下，建筑物的上天入地已经成为一种必然的趋势。现在上海有四千多栋高层建筑，这是在国际上任何一个大城市都没有的，就是因为城市发展以后，建筑向上的同时再向下了。我的这张图就是告诉大家，这种趋势是不以人们的意志为转移的，通过这种开发利用，人们可以把建筑的很多配套的功能，以及配套的设施都转入到地下。比方说泵房，车库，各种管理的用房、各种通风设备的用房，这些用房都可以放到地下去。现在我们国家有规定，地面建筑要按照2%的比例规划建设民防工程，那么在搞地面的时候，必须要考虑这栋建筑也要搞民防工程，搞民防工程的话，那么地下正好，我们可以利用地下室，这是第九个。

第十，介绍一下科学研究与地下空间利用的关系。这张图是规划建设于70年代末80年代初的时候，在美国的明尼苏达大学建造了一个地下空间研究中心，这栋大楼大家可以看到，右边这张图是一个地面的景观图，左边这张图是一个断面图，这栋建筑的主体是在地下的，而且在这个地下的下层和地面有三十几公尺，明尼苏达的各种有关地下的研究就在地下，其中一个很重要的研究，就是把地面的景色、地面的阳光，通过折射、反射系统可以传送到地下去，让地下三十米深处，在那个地方学习工作的同志，感觉到可以看到地面的景色，这个地下空间中心，对我们整个国际范围里面的地下空间的研究都起到了重要的引领作用。这个地方有两张图，大家的左边这张图是在1966年日本的东京大学，它搞一个研究的基地，研究什么呢？研究宇宙是否有末日来临，它就在地下的深层进行质子的研究。这个地下深度有一千米的废旧矿井，它的这个研究设施就构筑在地下一千米的深处，因为在这个深处没有在地面上的各种干扰，可以保证各种安全、各种数据测试的准确性。右边这张图就是做无重力实验，这个也是在地下深层，也是将近一千米利用废旧矿井，这些研究在国外除了日本，美国也在研究。比如说，我们的原子能的利用，将来会大量民营化，那么原子能产生的核废料你放在哪里？在什么样的环境里面可能对人类不会有直接的伤害，比如说地下，他们就在研究埋在地底下五百米深处以下的话，它的这种辐射对地面的人就没有直接的侵害，所以我们现在很多核废料，都放在地下的深层，等到科技发展以后或许这些东西就又是一种新的资源。

上面就是我花了大量的篇幅从十个方面来介绍现代城市与地下空的开发利用，最后我介绍一下我们国家城市地下空间未来发展的趋势以及模式。我想从这几个方面来谈，第一点谈一谈我们目前跟国外的差距。我这上面列了四条，第一条还是观念问题，因为我们的城市建筑直到现在为止，在我们的高校里面，就拿我们同济大学来讲，城市规划专业学科的同志，在搞城市的规划，他基本上考虑的空间范围还是准三维的，他没有把我们城市地下的第三维空间作为一个重要的空间资源来进行综合立体的规划，所以我曾经提过建议，我们的城市规划专业也要学地下空间资源科学，这几年好在我们快速发展以后，大量的文化引进以及我们很多的专家，特别是我们很多的领导，他到国外去参观，看到国外的地下空间开发利用的水平和趋势。第二，我们的差距是与城市的规模、功能相匹配的地下设施比较少。第三个就是工程技术，我们现在在建地铁，比如说我们现在M8线，通过杨浦区的这条地铁线，我们买了日本的一台盾构，叫双圆盾构，就是一次掘进的时候可以推两个断面的隧道，这是我们从日本引进的，这种技术在日本的十几年以前就已经发明了，日本现在不仅仅是双圆盾构，有三圆盾构，有四圆盾构，而且这些盾构可以水平地推进，也可以垂直地从上往下掘挖，然后挖到下面以后可以转弯，挖到需要扩大的地方，还可以局部地扩挖，这些技术在日本已经非常发达，所以我们现在也在消化吸收国外的先进技术，缩小这种差距，因为新的机械的投入使用可以保障安全、提高效率。第四个方面，就是我们国内在地下空间资源开发利用的、规划、建设、使用、管理的配套的政策法规，以及体制机制方面跟国外还是有一点的差距。比如说，我们现在关于地下空间的法规建设还是1997年我们建设部颁布的一个规定，这个规定还没有上升到我们国家的法律的层面，然后与此相配套的，比如说在城市，我们现在遇到的什么问题呢，这个土地被国外的开发商批租了以后，那么他就会提出很敏感的一个问题，我的地下我可以使用到多少深，但是我们现在没有法，原来批租给他的，但是我们城市发展以后，我们要再利用这块东西，要在他的底下通过，那么这个时候我们的有些拥有土地使用权的业主就会提出来说这个不行的，我们在国外是受到法律保护的，比如说在资本主义国家，土地的所有权，上到宇宙，下到地心，你通过了我的地下就要给我补偿，你要得到我的同意，所以类似于这些法制建设方面，我们差距还比较大。我们国家现在因为非常好的机遇，改革开放20年以后我们现在的发展，正是超常规发展，我们的城市化水平到20世纪末的时候，已经达到了30%左右，但是这个水平作为城市化来说，还是一个初级阶段，因为工业发达国家，它的城市化水平已经很高，我们拿十九个工业发达国家它的城市化水平来讲，它的平均水平已经达到78%，当然中国有中国的特殊情况，因为中国的人口比较多，地域比较广，东部和西部发展不平衡，所以我们中国将来的城市化水平通过预测有这么样一个趋势，就是到2020年的时候，大概会达到50%左右，也就是中国的人口的总量一半左右会到城镇生活工作，到2050年的时候可以达到65%左右，城市化一个非常重要的特点就是人口大量地向城市迁移，在中国百万人口的大城市，现在有三十几个，也就是到那个时候，可能就不是三十几个，可能要一百多个，那么有这种城市化趋势以后，人类的经验已经给我们很好的启示，城市要立体化，要开发利用地下空间，所以我们讲中国的城市化随之而来的地下空间，它有这样一些发展的趋势，我归纳成八个趋势。第一个趋势，地下空间的开发利用，它首先会在人均GDP超过三千美金，人口超过百万以上的大城市得到迅速的发展，因为我们在20世纪80年代末的时候，曾经做过一篇专题研究论文，地下空间的开发利用与经济之间的关系，通过研究我们发现，人均GDP突破三千美金以上的时候，已经进入了地下空间开发利用的快速发展期。第二个是轨道交通和地铁的规划建设，必将大规模有序化推进城市地下空间资源的开发利用，因为我们现在讲的地下空间开发利用，城市大规模开发利用是从地铁开始的，因为地铁实际上是一条城市带的建设，它不仅仅是自身是在地底下，而且每个车站、在车站的周边，带动了周边物业的开发、建筑的立体化，所以我们讲地铁就是地下空间大规模开发利用的发动机。第三个趋势就是城市综合防灾建设，与城市地下空间开发利用有机结合是最经济最科学的，尽管我们现在经济还不发达，但是为了保障我们国民的安全，民防工程还需要继续地建设，所以现在在大搞民防工程，民防工程是城市防灾的重要内容，如何与地下空间有机地结合，是我们持续深入研究的一个重要的课题。第四个方面，环境保护、绿地建设与地下空间的复合开发，将是我们国家城市地下空间开发利用的一种新趋势，比如说像我们上海，现在城市中心绿地比较少，要进行动迁搞绿地建设，那么我们知道是花了很大的代价把地面的设施移出去的，为了提高城市中心的这些区域的效率，我们如果对这块土地，你单纯地光进行绿化的话，成本就太高了，所以我们往往就在这绿地的下面考虑对这部分下部空间进行充分的开发利用。第五，轿车化的发展必将推进我们城市地下道路和停车场的大部分建设，这个趋势也是必然的。第六个，城市基础设施的更新、增设必将加速地下共同沟的建设，与地下其他设施的整合建设步伐。第七个趋势，地下空间快速大量的开发利用必将推进我们国家在法制建设，体制和机制的改革创新领域会加速，最近我们的科研课题就有这么一个题目，就是如何来研究在上海创建一个新的体制，就是对地下空间资源的开发利用，进行科学高效的管理。第八个趋势就是城市地下空间的开发利用，它必将带动相关学科的发展以及相关产业的快速发展。

我刚刚已经讲过，比如说人进入地下会对人的生理和心理都会有影响，有正面的影响、有负面的影响，关于这方面的影响就涉及到好几门学科的综合，还有很多没有解决的研究需要我们去研究，比如说在上海现在还是处于一种浅层地下空间的开发利用，开掘的深度还只有二三十米，一旦你开挖地下五十米左右的时候，可能会遇到很多的工程问题，你的设计理论、你的建设技术、你的建设过程当中对周边环境的影响，有很多的学科问题需要我们去研究。我刚刚讲到，日本的盾构发展非常快，我们现在差距很大，我们现在从日本买盾构，大家知道这个盾构很贵的，我们搞上海的一号线从法国买了五台盾构，一台盾构就是一千多万美金啊，这个钱是很贵的，我们怎么样来把好的先进的技术进行消化吸收，来进行革新创造，我们在设备的生产制造产业里面也能够有新的发展，我们中国人还是很聪明的，肯定会随着地下空间的发展，国外的新的技术的引进会推进我们产业化的发展。

下面我想就我们未来的城市和地下空间开发利用的形态模式，介绍几个比较可能的例子给大家看看，这也是从一个侧面让大家了解到我们人类在探讨未来城市发展的过程中，我们究竟应该创造一个什么样的城市，城市空间的上部和下部究竟应该怎么样的科学合理地进行开发利用。我想未来城市建设和地下空间利用的模式应该坚持三条基本的原则。第一条基本的原则就是以人为本的原则，这个以人为本的原则我想就是应该尽可能地把城市的各种功能性的设施转入到地下，然后把地面的阳光、绿地和大自然还给人们，这是第一条原则。第二条原则就是可持续发展原则，这个概念我们大家非常熟悉，我想在地下空间资源这个概念里面，我们不仅要考虑现在的开发利用，你一定还要考虑明天、后天、一百年、一千年，留给我们的子孙，所以我们现在在开发利用的同时要进行保护、要进行规划，因为地下空间设施一旦建成以后，你要让它去复原这是很困难的、投入很大的事情。第三条原则就是三维空间的优化、整合与系统发展，因为我们讲城市在利用空间的时候，我们原来的利用仅仅是“准三维”，随着城市的发展我们必须要考虑全三维，我们在城市空间里面的开发利用需要进行设施的优化、功能的优化、空间的整合优化。

下面我介绍一下未来城市的形态。这张是20世纪人类在开发利用建设城市当中已经创建一个比较理想的城市模式，就是法国巴黎台方斯双层城市的一个模式。这张图就是在我们原有的城市，它已经有一套系统，如何去创建一套新的系统，比如说我们在建设地铁1号线、2号线、3号线、4号线、5号线，你一直建下去，每一条线的建设它都占住了城市的一个空间层面，那么地下空间的开发就会逐步地向下延伸，所以这张图就给我们展示了一个未来的轨道交通建设和我们新的、原有的设施之间它的一种关系，提示我们要有序地开发深层的地下空间。这张图有点变形，这是我们的一个非常有名的学者，城市规划的学者，在20世纪的80年代提出的一个构想，然后他把这个构想一直延续研究到20世纪末提出了一个完整的想法，就是大东京地下改造，这个地下改造里面也就是在地下的一百米深处，规划建构大直径的共同沟，东京的很多物资的运输、流通都放到地下去。这个系统就是我们的邮政系统，就是我们在20世纪初的时候，英国的伦敦曾经建了一条地下的专门输送邮件的一个隧道，用机动车把邮件放在车厢内在地下的隧道里面进行城市的输送，这个想法经国外的学者认真研究以后，我们也可以通过建构地下专用的隧道，进行快速的机械化的无人化的城市的邮件输送。这是第五个形态，这个形态也是日本的一个学者提出。他主张在我们的地面要建一栋一千米高的超高层建筑，这个超高层建筑里面居住人口三万，在这个地方上班十万人口，然后在地下开挖深度六十米，这么样一个相当于一个空中城市也是一种趋势。这是第六种形态，就是我们的道路地下空间究竟怎么去开发，这个道路的很多设施，比如说轨道交通、地下人行过道、地下车库，你怎么样去进行整合，这是一个道路地下空间开发的一个很好的创意。这是第七个，也是一个设想、一种形态，就是在城市的道路与绿地结合，与建筑物结合的时候，它的几层空间如何去进行整合，比如说它的上层是铁路交通，它的上面是一个地下的货物交通和地下车库，然后它的底下是一个仓库，再底下是一个物资流动的一个系统，那么这个地方实际上是一个地下的大型的综合体，就是把地面的各种设施和地下的设施在这个综合体里面进行有机地调配，上面下来，下面上去，作为城市的一个重要的节点，提高城市运行效应。最后一张，就是我们把上面的七组各种构想进行整合，我们将来的城市究竟是一个什么样的形态，这张图展现给大家的是一个将来的城市，就是这样一个三维的立体的城市，也就是所有的功能性的设施全部都在地下，地面就是人们活动的、休闲的、交友生活、办公的一些设施，实现真正的以人为本，真正地享受大自然给予我们的各种恩惠。我今天介绍的这些未来的地下空间以及未来的城市形态，当然是一种想像，也是一种梦想，我想人类的发展都是由梦想去支撑、去引导、去追求，我相信像这种梦想，这种理想化的城市，更美好的城市，通过我们共同的去创造，一定会实现。

今天我就想借这个机会把我所研究的领域与大家共同交流探讨，谢谢各位。