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摘要：现代城市中的防灾减灾问题日益突出，而地下空间在一些灾害中表现出的优势引起了人们研究的兴趣。本文通过对一些常见地下设施的逐一分析，尝试总结地下空间的防灾减灾优势，旨在为从防灾减灾的角度建设可持续发展的城市做出理论探索。
关键字：地下空间防灾减灾可持续发展
Abstract: Disaster prevention and mitigation issues have become increasingly prominent in the modern city, and demonstrate the advantages of underground space in some disasters caused by people's interest in research. In this paper, some common underground facilities to analyze, try to summarize the advantages of underground space disaster prevention and mitigation, designed to make a theoretical exploration for the sustainable development of the city from the perspective of construction of disaster prevention and mitigation.Keywords: underground space disaster prevention and mitigation, sustainable development
中图分类号：TU984.11+6 文献标识码：A文章编号：
正文：
1、引言
2008年发生了震惊世界的四川汶川特大地震灾害，这次地震造成的巨大人员财产损失充分暴露出了我国城市对于巨灾的抗御能力十分薄弱。事实上，在城市的规划建设过程中，经济问题一直是居于中心地位，而城市的一个很重要的功能——防灾，却始终不受重视。这就导致了在我国许多城市中，防灾设施不但在数量上不足，分布上也不合理。更为严重的是，留给防灾设施的地面空间已无法满足需求。在这种情形下，人们将目光投向了地下空间，而我国目前刚进入到地下空间大规模开发阶段，所以必须抓住这个历史机遇。这时首先就要回答一个问题：地下空间有那些防灾减灾特性，或者说优势。
2、地下设施的防灾减灾分析
人们对于地下空间的利用都是通过赋予地下空间一定的功能进行，因此，本文对于地下空间的分析将通过对常见地下设施逐一分析展开，进而总结出地下空间的防灾减灾优势。
2.1、人防掩蔽所
人防掩蔽所在每个城市都很常见，并且其规模通常也很大，主要考虑的是防御敌人的空中袭击，在平时不发挥作用。
随着我国城市用地的不断扩张，目前已十分接近耕地红线，空间资源短缺已经显现。这就要求对空间进行复合化开发，再开发，人防也不例外。由此人防的内涵得到极大的丰富，由单一的人防发展到防御包括空袭在内的多种自然与人为灾害，即所谓的民防。本文在此分析其中的两个——地震灾害、高温灾害。
近二、三十年，地下空间在发达国家、尤其是日本的广泛出现，使得人们认识到地下空间是地震作用较弱的部分。一方面，地下较地表的地震烈度要低。据对唐山煤矿的震害调查，在450m深度处，地震烈度从地表11度降低到7度[1]。另一方面，周围的岩土对结构提供了弹性抗力，阻止了结构位移发展，同时还对结构自震起到了阻尼作用，也减小了结构的振幅[2]。可以看出，这是与提高建筑物自身强度不同的抗震方法，利用地下空间的优势，减弱了地震的破坏。
高温天气会使人的身体不适应，工作效率降低，病人增加，死亡率升高；其次，高温天气易引发交通事故，还会使用水用电急增，造成供水供电紧张。与地上空间形成鲜明对比的是，在地下空间中却清凉爽快。如上海7月份平均气温是27.8℃，地下0.8米处是24.0℃、1.6米处20.6℃、3.2米处则下降到16.9℃[3]。利用这一特点，可以在高温天气出现时开放人防设施，用来避暑纳凉，即减少部分人群因高温而患病的可能性，也减少了日间的降温用电，缓解了供电紧张状况。此外，可以在开放时宣传防灾减灾知识，提高人们的防灾减灾意识，通过使用人们也可以更加熟悉城市防灾设施。
2.2、地下停车库
对于停车这一功能的实现而言，地面与地下并没有差别。从防灾减灾的角度看，有一点值得注意：地下停车避免了地上的风吹雨淋，对于缺水的城市，因为水资源而限制社会经济发展的城市，这一点是有价值的。
考察将地面停车功能转移到地下空间中，或通过开发地下空间设置停车功能来扩展城市空间给城市带来的变化，可以注意到以下几点：1、停车功能从地面转出，因此地面可以设置其它新的功能，减少对耕地的侵占。我国为了能够保证粮食基本自给自足，就须守住耕地红线，这是国家独立自主的一个基础。由此便不难理解，减少对耕地的侵占具有重大的防灾减灾意义。2、考虑到我国大多数城市的人均绿地偏少，因此以绿地置换公共停车的价值是很大的。国内外生态学界一致认为，城市环境中，森林、绿地面积只有占30%以上时，才能有效地改善城市环境质量；绿地面积达到50%以上时才是最佳居住环境；平均每人占有大于40m2绿地才能自动调节空气中二氧化碳和氧气的平衡[4]。从这个角度看，我国城市对地下空间的需求应是十分巨大的。而绿地广场本身还可作为城市避难场所。再者，停车场必然是硬质界面，加剧城市的热岛效应；绿地则相反，可以减弱高温的侵袭，也可以降低暴雨在城市出现的频率、强度。3、地下空间对于多种灾害具有较强的防灾减灾能力，这一特点意味着，防灾减灾能力的建设可以更多的依赖于其它功能的建设，可以调动更多的社会资源来加速提高防灾减灾水平。
2.3、地铁
从防灾减灾的角度将地面道路公交与地铁本身做比较，可以发现地铁有以下优点：1、地铁选择使用洁净的二次能源—电，这就有利于缓解城市空气污染问题。尽管我国发电所使用的很可能是煤这样的化石燃料，但集中使用较分散利用效率更高，相对减少了温室气体的排放，也可以利用专业化的手段治理污染问题。2、地铁的运输效率高，因此就提高了能源的利用效率，同样减少温室气体排放。
地铁将大量交通转移到地下空间中，给城市带来了巨大的改变，对于防灾减灾而言有以下几点：1、减少对耕地的侵占。2、减弱热岛效应。3、加速防灾减灾的建设。这三点前文已分析过。4、缓解了地面交通的拥堵，带动道路交通降低化石燃料消耗，减少尾气排放，从而减少温室气体排放和缓解城市空气污染。5、通过大幅减少地面交通量、人车混杂现象，可以降低交通事故发生可能性。据联合国统计资料估计，地铁可使全世界每年减少因交通事故伤亡人数达 1000 多万人[5]。6、通过地鐵的建设带动周边土地开发强度的提高，这在效果上同1是一致的。7、地铁减少了地面的交通量，从而减少了交通噪声的污染。
2.4、地下商场商业街
从防灾减灾的角度看，地下商业与地面商业有一点值得关注：由于地下空间中的温度较地面空间要稳定，可以节省大量用于室温调节的能量。
地下商业街一般分布在城市商业中心地区，通常交通比较拥堵，地下商业街的出改变了这些状况。从防灾减灾的角度审视，其中值得注意的有：1、减少对耕地的侵占。2、加速防灾减灾的建设。这两点已做过分析。3、商业中心区一般是城市中最繁忙的地区，如果仅依靠地面无法解决交通拥堵的问题，会导致行人、车辆相互影响干扰的恶性循环，甚至是交通事故。而地下商业街可以起到过街通道的作用，如果能够与两侧商场地下层联通，则可以进一步形成一个局部的地下空间系统，将行人吸引到地下来。这样就可以解决交通拥堵，运输效率低的问题，从而减少无谓的能源消耗，温室气体的排放。此外还可以大大减少交通事故发生的可能性，起到减灾的效果。
2.5、共同沟、地下变电站
对于城市基础设施而言，设置在地上空间与地下空间中的差别主要是包围介质的不同所造成，从防灾减灾的角度看，其中有以下几个方面值得注意：1、由于设置被岩土体包围，因而地下空间较地上空间要更具环境稳定性，有利于城市基础设施的稳定运行，从而提高城市的稳定性。2、冬季地下空间中的温度会比地面高出不少，可以减少供暖管线的热损失，这对许多北方城市具有重要的节能意义。对于我国这样一个对煤依赖较多的国家来说很具减排价值。3、共同沟由于方便检修，可以减少开挖，进而减少开挖的能源消耗。同时，由于后续检修方便，也就提高了市政管线自身恢复正常运行的能力，提高了城市的稳定性。4、共同沟收纳了多种市政管线，大大减少了因为施工造成其它管线被破坏的可能性。既避免了管线破坏给城市造成的损失，也减少了这种不必要维修所造成的消耗。
在地下空间中设置城市基础设施对城市发展的积极影响表现在多个方面，对于防灾减灾而言，体现为以下几点：1、可以减少占地，减少对城市绿地的侵占，这两方面前文已有阐述。2、我国城市正处于大建设时期，市政管线的检修、更新导致的开挖现象比较普遍；而各部门的各自为政，使得道路的反复开挖更为严重。这会对交通产生较大影响，一方面会降低通行效率，导致不必要能源消耗和尾气排放，另一方面还会产生交通安全隐患，增加交通事故的可能性。而设置共同沟则可以将开挖的次数降低到至多一次，大幅减少上述不利影响。3、变电站会产生噪声污染，污水处理厂会产生有害气体等环境污染，当受到一些条件限制，必须如此规划时，这些设施若设置在地下空间中，将污染源隔离开，可以很好的解决污染问题。
2.5、地下河道、地下雨水调蓄设施
这两种防灾设施在我国还比较少见，不过在日本这两类设施并不新鲜。
地下河道按其功能可分为两大类：1、行洪。为防止上游雨洪涌入市区，在城市上游侧修建分洪水路，将水直接导至下游，在城市河道狭窄处修筑旁通水道[6]；2、排涝。在东京、大阪等特大城市建设地下河，直径10余米，长度数十公里，将低洼地区雨水导入地下河，排入海中[7]。地下雨水调蓄设施按其规模亦可分为两类[6]：1、地下水库。地下水库的规模一般较大，建于大型运动场下面，库顶即运动场，用桩柱支撑。2、地下室蓄水。在建筑物地下设大型蓄水池，利用其作为水库调蓄雨洪，雨水稍加处理亦可用于冲洗、绿化。
结合上述介绍，可进行如下分析：1、行洪地下河道减小了原有自然河道的压力，使洪水在城市地区形成灾变的可能性降低。2、排涝地下河道是通过提高城市排除雨水的能力，使积水在城市地区形成灾变的可能性降低。3、地下水库通过在降雨高峰时段蓄水的方式，在一定时段内提高了城市的排水能力，同样使积水在城市地区形成灾变的可能性降低。
3、总结
地下空间作为一种有别于地面空间的资源，在人类的实践中表现出了自身的特点，体现出了在防灾减灾方面的诸多优势，通过前文的分析，可以总结出这些优势有：
（1）抗御战争、地震、强风、城市大火等灾害的能力强。
（2）提高城市防洪、涝能力。
（3）获取雨水资源、减少洗车等水资源消耗。
（4）加速城市防灾减灾能力的建设。
（5）减少城市发展对土地（主要是耕地）的侵食。
（6）减少能源需求、浪费，节约能源；使用电力能源。
（7）减少城市“热岛效应”、减少城市暴雨发生的概率和强度。
（8）可以增加城市绿地的面积，并使其分布更合理。
（9）减少城市大气污染。
（10）减少交通事故发生的概率。
（11）减少噪音污染。
（12）提高城市基础设施的稳定性，进而提高城市的稳定性。
地下空间虽然较地面空间有诸多优点，但也必须认识到地下空间不可能完全取代地面空间，地下与地面空间之间应当是一种优势互补，联动发挥作用的关系[8]，共同为建设可持续发展的城市服务。
参考文献：
[1] [2]童林旭.地下空间概论（三）. 地下空间,2009,24(3):414~420.
[3]http://baike.baidu.com/view/1559040.htm
[4]潘进. 努力创建“生态化园林城市”. 国土绿化,2006,6:19.
[5]王薇. 城市防灾空间规划研究及实践.[博士学位论文],中南大学,2007.
[6]刘树坤.国外防洪减灾发展趋势分析. 水利水電科技进展,2002,20(1):2~9
[7]袁端端. 国外如何防御城市水灾害. 南方周末,2010-05-13.
[8]童林旭.地下空间与城市现代化发展.中国建筑工业出版社,2005.
关键字：地下空间防灾减灾可持续发展
Abstract: Disaster prevention and mitigation issues have become increasingly prominent in the modern city, and demonstrate the advantages of underground space in some disasters caused by people's interest in research. In this paper, some common underground facilities to analyze, try to summarize the advantages of underground space disaster prevention and mitigation, designed to make a theoretical exploration for the sustainable development of the city from the perspective of construction of disaster prevention and mitigation.Keywords: underground space disaster prevention and mitigation, sustainable development
中图分类号：TU984.11+6 文献标识码：A文章编号：
正文：
1、引言
2008年发生了震惊世界的四川汶川特大地震灾害，这次地震造成的巨大人员财产损失充分暴露出了我国城市对于巨灾的抗御能力十分薄弱。事实上，在城市的规划建设过程中，经济问题一直是居于中心地位，而城市的一个很重要的功能——防灾，却始终不受重视。这就导致了在我国许多城市中，防灾设施不但在数量上不足，分布上也不合理。更为严重的是，留给防灾设施的地面空间已无法满足需求。在这种情形下，人们将目光投向了地下空间，而我国目前刚进入到地下空间大规模开发阶段，所以必须抓住这个历史机遇。这时首先就要回答一个问题：地下空间有那些防灾减灾特性，或者说优势。
2、地下设施的防灾减灾分析
人们对于地下空间的利用都是通过赋予地下空间一定的功能进行，因此，本文对于地下空间的分析将通过对常见地下设施逐一分析展开，进而总结出地下空间的防灾减灾优势。
2.1、人防掩蔽所
人防掩蔽所在每个城市都很常见，并且其规模通常也很大，主要考虑的是防御敌人的空中袭击，在平时不发挥作用。
随着我国城市用地的不断扩张，目前已十分接近耕地红线，空间资源短缺已经显现。这就要求对空间进行复合化开发，再开发，人防也不例外。由此人防的内涵得到极大的丰富，由单一的人防发展到防御包括空袭在内的多种自然与人为灾害，即所谓的民防。本文在此分析其中的两个——地震灾害、高温灾害。
近二、三十年，地下空间在发达国家、尤其是日本的广泛出现，使得人们认识到地下空间是地震作用较弱的部分。一方面，地下较地表的地震烈度要低。据对唐山煤矿的震害调查，在450m深度处，地震烈度从地表11度降低到7度[1]。另一方面，周围的岩土对结构提供了弹性抗力，阻止了结构位移发展，同时还对结构自震起到了阻尼作用，也减小了结构的振幅[2]。可以看出，这是与提高建筑物自身强度不同的抗震方法，利用地下空间的优势，减弱了地震的破坏。
高温天气会使人的身体不适应，工作效率降低，病人增加，死亡率升高；其次，高温天气易引发交通事故，还会使用水用电急增，造成供水供电紧张。与地上空间形成鲜明对比的是，在地下空间中却清凉爽快。如上海7月份平均气温是27.8℃，地下0.8米处是24.0℃、1.6米处20.6℃、3.2米处则下降到16.9℃[3]。利用这一特点，可以在高温天气出现时开放人防设施，用来避暑纳凉，即减少部分人群因高温而患病的可能性，也减少了日间的降温用电，缓解了供电紧张状况。此外，可以在开放时宣传防灾减灾知识，提高人们的防灾减灾意识，通过使用人们也可以更加熟悉城市防灾设施。
2.2、地下停车库
对于停车这一功能的实现而言，地面与地下并没有差别。从防灾减灾的角度看，有一点值得注意：地下停车避免了地上的风吹雨淋，对于缺水的城市，因为水资源而限制社会经济发展的城市，这一点是有价值的。
考察将地面停车功能转移到地下空间中，或通过开发地下空间设置停车功能来扩展城市空间给城市带来的变化，可以注意到以下几点：1、停车功能从地面转出，因此地面可以设置其它新的功能，减少对耕地的侵占。我国为了能够保证粮食基本自给自足，就须守住耕地红线，这是国家独立自主的一个基础。由此便不难理解，减少对耕地的侵占具有重大的防灾减灾意义。2、考虑到我国大多数城市的人均绿地偏少，因此以绿地置换公共停车的价值是很大的。国内外生态学界一致认为，城市环境中，森林、绿地面积只有占30%以上时，才能有效地改善城市环境质量；绿地面积达到50%以上时才是最佳居住环境；平均每人占有大于40m2绿地才能自动调节空气中二氧化碳和氧气的平衡[4]。从这个角度看，我国城市对地下空间的需求应是十分巨大的。而绿地广场本身还可作为城市避难场所。再者，停车场必然是硬质界面，加剧城市的热岛效应；绿地则相反，可以减弱高温的侵袭，也可以降低暴雨在城市出现的频率、强度。3、地下空间对于多种灾害具有较强的防灾减灾能力，这一特点意味着，防灾减灾能力的建设可以更多的依赖于其它功能的建设，可以调动更多的社会资源来加速提高防灾减灾水平。
2.3、地铁
从防灾减灾的角度将地面道路公交与地铁本身做比较，可以发现地铁有以下优点：1、地铁选择使用洁净的二次能源—电，这就有利于缓解城市空气污染问题。尽管我国发电所使用的很可能是煤这样的化石燃料，但集中使用较分散利用效率更高，相对减少了温室气体的排放，也可以利用专业化的手段治理污染问题。2、地铁的运输效率高，因此就提高了能源的利用效率，同样减少温室气体排放。
地铁将大量交通转移到地下空间中，给城市带来了巨大的改变，对于防灾减灾而言有以下几点：1、减少对耕地的侵占。2、减弱热岛效应。3、加速防灾减灾的建设。这三点前文已分析过。4、缓解了地面交通的拥堵，带动道路交通降低化石燃料消耗，减少尾气排放，从而减少温室气体排放和缓解城市空气污染。5、通过大幅减少地面交通量、人车混杂现象，可以降低交通事故发生可能性。据联合国统计资料估计，地铁可使全世界每年减少因交通事故伤亡人数达 1000 多万人[5]。6、通过地鐵的建设带动周边土地开发强度的提高，这在效果上同1是一致的。7、地铁减少了地面的交通量，从而减少了交通噪声的污染。
2.4、地下商场商业街
从防灾减灾的角度看，地下商业与地面商业有一点值得关注：由于地下空间中的温度较地面空间要稳定，可以节省大量用于室温调节的能量。
地下商业街一般分布在城市商业中心地区，通常交通比较拥堵，地下商业街的出改变了这些状况。从防灾减灾的角度审视，其中值得注意的有：1、减少对耕地的侵占。2、加速防灾减灾的建设。这两点已做过分析。3、商业中心区一般是城市中最繁忙的地区，如果仅依靠地面无法解决交通拥堵的问题，会导致行人、车辆相互影响干扰的恶性循环，甚至是交通事故。而地下商业街可以起到过街通道的作用，如果能够与两侧商场地下层联通，则可以进一步形成一个局部的地下空间系统，将行人吸引到地下来。这样就可以解决交通拥堵，运输效率低的问题，从而减少无谓的能源消耗，温室气体的排放。此外还可以大大减少交通事故发生的可能性，起到减灾的效果。
2.5、共同沟、地下变电站
对于城市基础设施而言，设置在地上空间与地下空间中的差别主要是包围介质的不同所造成，从防灾减灾的角度看，其中有以下几个方面值得注意：1、由于设置被岩土体包围，因而地下空间较地上空间要更具环境稳定性，有利于城市基础设施的稳定运行，从而提高城市的稳定性。2、冬季地下空间中的温度会比地面高出不少，可以减少供暖管线的热损失，这对许多北方城市具有重要的节能意义。对于我国这样一个对煤依赖较多的国家来说很具减排价值。3、共同沟由于方便检修，可以减少开挖，进而减少开挖的能源消耗。同时，由于后续检修方便，也就提高了市政管线自身恢复正常运行的能力，提高了城市的稳定性。4、共同沟收纳了多种市政管线，大大减少了因为施工造成其它管线被破坏的可能性。既避免了管线破坏给城市造成的损失，也减少了这种不必要维修所造成的消耗。
在地下空间中设置城市基础设施对城市发展的积极影响表现在多个方面，对于防灾减灾而言，体现为以下几点：1、可以减少占地，减少对城市绿地的侵占，这两方面前文已有阐述。2、我国城市正处于大建设时期，市政管线的检修、更新导致的开挖现象比较普遍；而各部门的各自为政，使得道路的反复开挖更为严重。这会对交通产生较大影响，一方面会降低通行效率，导致不必要能源消耗和尾气排放，另一方面还会产生交通安全隐患，增加交通事故的可能性。而设置共同沟则可以将开挖的次数降低到至多一次，大幅减少上述不利影响。3、变电站会产生噪声污染，污水处理厂会产生有害气体等环境污染，当受到一些条件限制，必须如此规划时，这些设施若设置在地下空间中，将污染源隔离开，可以很好的解决污染问题。
2.5、地下河道、地下雨水调蓄设施
这两种防灾设施在我国还比较少见，不过在日本这两类设施并不新鲜。
地下河道按其功能可分为两大类：1、行洪。为防止上游雨洪涌入市区，在城市上游侧修建分洪水路，将水直接导至下游，在城市河道狭窄处修筑旁通水道[6]；2、排涝。在东京、大阪等特大城市建设地下河，直径10余米，长度数十公里，将低洼地区雨水导入地下河，排入海中[7]。地下雨水调蓄设施按其规模亦可分为两类[6]：1、地下水库。地下水库的规模一般较大，建于大型运动场下面，库顶即运动场，用桩柱支撑。2、地下室蓄水。在建筑物地下设大型蓄水池，利用其作为水库调蓄雨洪，雨水稍加处理亦可用于冲洗、绿化。
结合上述介绍，可进行如下分析：1、行洪地下河道减小了原有自然河道的压力，使洪水在城市地区形成灾变的可能性降低。2、排涝地下河道是通过提高城市排除雨水的能力，使积水在城市地区形成灾变的可能性降低。3、地下水库通过在降雨高峰时段蓄水的方式，在一定时段内提高了城市的排水能力，同样使积水在城市地区形成灾变的可能性降低。
3、总结
地下空间作为一种有别于地面空间的资源，在人类的实践中表现出了自身的特点，体现出了在防灾减灾方面的诸多优势，通过前文的分析，可以总结出这些优势有：
（1）抗御战争、地震、强风、城市大火等灾害的能力强。
（2）提高城市防洪、涝能力。
（3）获取雨水资源、减少洗车等水资源消耗。
（4）加速城市防灾减灾能力的建设。
（5）减少城市发展对土地（主要是耕地）的侵食。
（6）减少能源需求、浪费，节约能源；使用电力能源。
（7）减少城市“热岛效应”、减少城市暴雨发生的概率和强度。
（8）可以增加城市绿地的面积，并使其分布更合理。
（9）减少城市大气污染。
（10）减少交通事故发生的概率。
（11）减少噪音污染。
（12）提高城市基础设施的稳定性，进而提高城市的稳定性。
地下空间虽然较地面空间有诸多优点，但也必须认识到地下空间不可能完全取代地面空间，地下与地面空间之间应当是一种优势互补，联动发挥作用的关系[8]，共同为建设可持续发展的城市服务。
参考文献：
[1] [2]童林旭.地下空间概论（三）. 地下空间,2009,24(3):414~420.
[3]http://baike.baidu.com/view/1559040.htm
[4]潘进. 努力创建“生态化园林城市”. 国土绿化,2006,6:19.
[5]王薇. 城市防灾空间规划研究及实践.[博士学位论文],中南大学,2007.
[6]刘树坤.国外防洪减灾发展趋势分析. 水利水電科技进展,2002,20(1):2~9
[7]袁端端. 国外如何防御城市水灾害. 南方周末,2010-05-13.
[8]童林旭.地下空间与城市现代化发展.中国建筑工业出版社,2005.