3.3　城市地下空间布局

城市地下空间的开发利用是城市功能从地面向地下的延伸,是城市空间的三维式扩展。在形态上,城市地下空间是城市形态的映射;在功能上,城市地下空间是城市功能的延伸和拓展,也是城市空间结构的反映。城市地下空间布局是城市地下空间总体规划的重要内容,是地下空间开发利用的基础性工作,主要任务是将地下空间各组成部分按照不同功能要求和发展序列有机地组合在一起。

3.3.1　城市地下空间的形态

1.城市形态

城市形态是指城市整体和内部各组成部分在空间地域的分布状态。城市形态是一种复杂的经济、文化现象和社会过程,是在特定的地理环境和一定的社会历史条件下,人类各种活动与自然环境相互作用的结果。它是由结构(要素的空间布置)、形状(城市的空间轮廓)和要素之间的相互关系所构成的一个空间系统。城市形态的构成要素可概括为道路、街区、节点和发展轴。

道路是构成城市形态的基本骨架,是指人们经常通行的或有通行能力的街道、铁路、公路与河流等。道路具有连续性或方向性,并将城市平面划分为若干街区。道路网的结构和相互连接方式决定了城市的平面形式,并且城市的空间结构在很大程度上也取决于道路可提供的可达性。街区是由道路所围合起来的平面空间,具有功能均质性的潜能。城市就是由不同的功能区所构成的,并由此形成结构化的地域,街区的存在才能使城市形成明确的图像。

城市中各种功能的建筑物、人流集散点、道路交叉点、广场、交通站以及具有特征事物的聚合点,是城市中人流、交通流等聚集的特殊地段,这些特殊地段构成了城市的节点。

城市发展轴主要是由具有离心作用的交通干线(包括公路、地铁线路等)所组成,轴的数量、角度、方向、长度、伸展速度等将直接构成城市不同的外部形态,并决定着城市形态在某一时期的阶段性发展方向。

有关城市布局形态出现过许多类型的研究。综合不同的研究成果,按照城市的用地形态和道路骨架形式,可以分为集中式和分散式两大类。所谓集中式的城市布局,就是城市各项主要用地集中成片布置,这种布局可进一步划分为网格状、环形放射状等类型。分散性布局形态最主要的特征是城市空间呈现非集聚的分布方式,包括组团式、带状、星状、环状、卫星状、多中心与组群城市等多种形态。

2.城市地下空间形态

城市地下空间的形态是各种地下结构(要素在地下空间的布置)、形状(城市地下空间开发利用的整体空间轮廓)和相互关系构成的一个与城市形态协调的地下空间系统。城市地下空间的形态要素可以概括为“点”“线”“面”“体”4个方面。

(1)“点”,即点状的地下空间设施。相对于城市总体形态而言,一般占据很小的平面面积,如公共建筑的地下层、单体地下商场、地下车库、地下过街通道、地下仓库、地下污水处理场、地下变电站等。这些设施是城市地下空间构成的最基本要素,也是能完成某种特定功能的最基本单元。

(2)“线”,即线状地下空间设施。相对于城市总体形态而言,呈线性状态分布,如地铁、地下市政设施管线、长距离地下公路隧道等设施。线性地下设施一般分布于城市道路下部,构成城市地下空间形态的基本骨架。没有线性设施的连接,城市地下空间的开发利用在城市总体形态中仅仅是一些散乱分布的点,不可能形成整体的平面轮廓,并且也不会带来很高的总体效益。因此,线性地下空间设施作为连接点状地下设施的纽带,是地下空间形态构成的基本要素和关键,也是城市地面形态相协调的基础,为城市总体功能运行效率的提高提供了有力的保障。

(3)“面”,即由点状和线状地下空间设施组成的较大面积的面状地下空间设施。它主要是由若干点状地下空间设施通过地下联络通道相互连接,并直接与城市中的线性地下空间设施(以地铁为主)连通而形成的一组具有较强的内部联系的面状地下空间设施群。

(4)“体”,即在城市较大区域范围内由已开发利用的地下空间各分层平面通过各种水平和竖向的连接通道等进行联络而形成的,并与地面功能和形态高度协调的大规模网络化、立体型的城市地下空间体系。立体型的地下空间布局是城市地下空间开发利用的高级阶段,也是城市地下空间开发利用的目标。它能够大规模提高城市容量、拓展城市功能、改善城市生态环境,并为城市集约化的土地利用和城市各项经济社会活动的有序高效运行提供强有力的保障。

3.3.2　城市地下空间的功能层次

根据城市地下空间的使用情况和地面城市用地性质的不同,地下空间的功能在城市建设用地中具体表现为地下交通、商业、公共服务、市政设施、地下仓储物流、地下防灾等功能。地下空间的功能与地面不同,呈现出不同程度的混合性,可以分为以下3个层次:

(1)简单功能。功能相对单一,相互之间的连通不做强制性要求。如地下人防、交通、地下市政设施、地下工业仓储设施。

(2)混合功能。不同地块地下空间的功能会因不同用地性质、不同区位、不同发展要求呈现出多种功能相混合,表现为地下商业+地下停车+交通集散空间+其他功能。

(3)综合功能。在地下空间开发利用的重点地区和主要节点,地下空间不仅表现为混合功能,而且表现出与地铁、交通枢纽以及与其他地下空间相互连通,形成功能更综合、联系更为紧密的综合功能。表现为地下商业+地下停车+交通集散空间+其他+公共通道网络。综合功能的地下空间主要强调其连通性。

在这三个层次中综合功能利用效率以及综合效益最高。中心城区商业中心区、行政中心、新区CBD等城市中心区地下空间开发在规划设计时,应该结合交通集散枢纽、地铁站等,把综合功能作为规划设计的方向。居住区、大型园区地下空间开发的规划设计应充分体现向综合功能的发展。

城市地下空间开发一般遵循以下几个阶段,见表3.4。

城市地下空间规划应符合城市经济和社会发展水平,与城市总体规划所确定的空间结构、形态、功能布局相协调。依托城市发展阶段和地下空间开发的需求特征,通过对地下空间开发的功能类型、发展特征、布局形态、总体定位等方面进行宏观层面的规划与引导。

3.3.3　城市地下空间布局的基本原则

尽管城市地下空间规划是城市总体规划的一个专业规划,但由于城市地下空间涉及城市的方方面面,同时要考虑与城市地上空间的协调,城市地下空间的布局是一个开放的巨大系统。因此,在城市地下空间布局时,既要符合城市总体布局必须遵循的基本原则,还应该遵循以下原则:

(1)可持续发展原则。可持续发展指既能满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展,现在已经成为全世界社会发展所遵循的基本原则。在我国,建设布局合理、配套设施齐全、环境优美、居住舒适的人类社区,促进相关领域的可持续发展,是城市总体布局的基本原则之一。

城市地下空间规划作为城市总体规划的专业规划,在城市地下空间布局中,应坚持贯彻可持续发展的原则,力求以人为本的经济社会自然复合系统的持续发展,以保护城市地下空间资源、改善城市生态环境为主要任务,使城市地下空间开发利用有序进行,实现城市地下、地上空间的协调发展。

(2)系统综合原则。我国当前的城市化进入加速发展阶段,城市数量有了大幅度增加,城市用地紧张,城市问题的严重性在某些地区明显加剧,甚至呈现出区域化的态势。

城市的发展不是城市的简单扩大,而是体现新的空间组织和功能分工。需要综合考虑地上空间和地下空间的合理利用,增强城市立体化、集约化发展的观念,以促进城市的整体发展。城市地下空间规划的实践证明,城市地下空间必须与地上空间作为一个整体来分析研究,将城市交通、市政、商业、居住、防灾等统一考虑和全面安排。这是合理制订城市地下空间布局的前提,也是协调城市地下空间各种功能的必要依据。

(3)集聚原则。城市土地开发的理想循环应该是在空间容量协调的前提下,土地价格上升吸引人力、财力的集中,人力、财力的集中又再次使得土地价格上升……这种良性循环,是自觉或不自觉的强调集聚原则的结果。在城市中心区发展与地面对应的地下空间,应用于相应的功能(或适当互补)与地面上部空间产生更大的集聚效应,创造更多的综合效益,就是集聚原则的内涵。

国内一些城市的地下空间开发的实践表明,在城市中心区的地下商业设施投入运营后,与地上商业相互促进,形成了良好的共生关系。

(4)等高线原则。根据城市土地价值的高低可以绘出城市土地价值等高线。根据土地价值等高线图,找到地下空间开发的起始点以及以后的发展方向。土地价值高的点,城市问题最容易出现,地下空间一旦开发,经济、社会和防灾效益最高。地下空间沿等高线方向发展,这一方向上土地价值衰减慢,发展潜力大,沿此方向发展,可以避免地上空间发展过于集中、孤立,有利于有效发挥滚动效应。

3.3.4　城市地下空间的总体布局

城市的总体布局是通过城市主要用地组成的不同形态表现出来的。城市地下空间的总体布局是在城市性质和规模大体定位,城市总体布局形成后,在城市地下空间可利用资源、城市地下空间需求量和城市地下空间合理开发量的研究基础上,结合城市总体规划中的各项方针、策略和对地面建设的功能形态规模等要求,对城市地下空间的各组成部分进行统一安排、合理布局,将各部分有机联系后形成的。城市地下空间总体布局的核心是城市地下空间主要功能在地下空间形态演化中的有机构成。城市地下空间总体布局是城市地下空间开发利用的发展方向,用以指导城市地下空间的开发工作,并为下阶段的详细规划和规划管理提供依据。

城市地下空间总体布局的方法主要包括以下几方面:

(1)以城市形态为发展方向。与城市形态相协调是城市地下空间形态的基本要求,城市地面空间形态的布局形式分块状、带状、环状、串联状、组团状及星状,按城市地面交通或地形形态可分为单轴式、多轴式、环状、多轴放射等。

在进行城市地下空间布局时,应根据城市地面布局形态,遵循地上与地下对应等原则,其发展轴应尽量与地面城市的发展轴相一致,这样的形态利于城市空间的发展、组织和协同。但是,当城市发展趋于饱和时,地下空间的形态将变成城市发展的制约因素。在多数情况下,城市相对于中心区呈现多轴方向发展,城市也呈同心圆式扩展,地铁呈环状与多轴交叉布局,城市地下空间整体形态呈现多轴环状发展模式。当城市形态受特有条件的限制时,轨道交通不仅是交通轴,而且是城市的发展轴,城市空间形态与地下空间的形态不完全是单纯的从属关系。多轴放射发展与以自然地理分割发展的城市地下空间有利于形成良好的地面生态环境,并为城市的发展留有更大的空间。

例如合肥城市地下空间总体布局(图3.7)与合肥“1331”市域空间发展格局相契合,构建与整个城市发展战略相协调的城市地下空间发展格局,实现整个城市有机体的地上、地下协调发展,包括1个主城区、3个副中心城区、3个产业新城、1个环巢湖示范区。

(2)以城市地下空间功能为基础。城市地下空间与城市空间在功能和形态方面有着密不可分的关系,城市地下空间的形态与功能同样存在相互影响、相互制约和相互补充的关系,城市是一个有机的整体,地上与地下不能相互脱节,其对应的关系显示了城市空间不断演变的客观规律。在确定城市地下空间功能时,应在城市地上空间功能分析的基础上,按照城市功能分区及城市上下功能互补与扩充原则,确定城市地下空间功能;根据城市工程地质、水文地质及环境地质条件,分析城市地质环境与地下空间的适应性;以城市地面形态及发展轴为主线,进行地下空间的布局。

(3)以城市轨道交通网络为骨架。轨道交通在城市地下空间规划中不仅具有功能性,同时在地下空间的形态方面起到重要作用。城市轨道交通对城市交通发挥作用的同时,也成为城市规划和形态演变的重要部分。地铁车站作为地下空间的重要节点,通过向周围的辐射,扩大地下空间的影响力。

地铁在城市地下空间中规模最大并且覆盖面广,地铁线路的选择充分考虑了城市各个方面的因素,将城市中各个主要人流方向连接起来形成网络,如连接城市中心区、城市新区、居住区。因此,地铁网络实际是城市结构的综合反映,城市地下空间规划以地铁为骨架,可以充分反映城市各方面的关系。

另外,除考虑地铁的交通因素外,还应考虑到车站综合开发的可能性,通过地铁车站与周围地下空间的连通,增强周围地下空间的活力,提高开发城市地下空间的积极性。

城市地铁网络的形成需要数十年,城市地下空间的网络形态的形成就更需要时日。因此,城市地下空间规划应充分考虑近期与远期的关系,通过长期努力,使城市地下空间通过地铁形成可流动的城市地下网络空间,城市的用地压力得到平衡,地下城市初具规模,同时城市中心区的环境得到改善。

(4)以大型地下空间为节点。在城市局部地区,特别是城市中心区,地下空间形态的形成分为两种情况:一种是有地铁经过的地区;另一种是没有地铁经过的地区。

有地铁经过的地区,在城市地下空间规划布局时,都应充分考虑地铁车站在城市地下空间体系中的重要作用,尽量以地铁站为节点,以地铁车站的综合开发作为城市地下空间局部形态。

没有地铁经过的地区,在城市地下空间规划布局时,应将地下商业街、大型中心广场地下空间作为节点,通过地下商业街或中心广场将周围地下空间连成一体。

3.3.5　城市地下空间的竖向分层布局

在城市地下空间总体规划阶段,城市地下空间竖向分层的划分必须符合地下设施的性质和功能要求。分层总的原则是以人为本、人物分离、上下对应、分层开发、功能分区及协同发展。

地下空间竖向开发深度及分层与社会生产力发展水平密切相关。在地下空间的发展历程中,许多国家根据自身的地质环境特点以及城市特点等形成了各自不同的地下空间分层划分标准。结合我国地下空间发展的实际与国内外地下空间开发趋势,一般可将地下空间分为4层,见表3.5,也可将-30m以下的深度范围统称为深层。

有些城市也存在不同的划分标准,如《南京市城市地下空间开发利用总体规划(2015—2030)》中将全市地下空间总体划分为浅层(0～-15.0m)、中层(-15.0～-40.0m)、深层(-40.0m以下)3个层次。