城市地下空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估方法研究

張冀友

（華通設(shè)計顧問工程有限公司，北京 100034）

0 引言

隨著當(dāng)前社會不斷發(fā)展和人口不斷增長，土地資源問題越來越嚴(yán)重。城市地面空間已經(jīng)滿足不了人類的發(fā)展，人們開始對城市地下空間進行探索。只有不斷開發(fā)地下空間資源，才能讓人們有更大的生存空間。城市地下空間是指城市地表以下空間，開發(fā)利用地下空間，將城市發(fā)展空間地表延伸到城市地下，為城市發(fā)展提供更廣闊的空間。城市地下空間規(guī)劃布局，包括房屋工程、地下交通工程、城市基礎(chǔ)設(shè)施工程、商業(yè)地產(chǎn)工程、文化體育工程和醫(yī)療衛(wèi)生工程等。城市空間布局相對復(fù)雜，工程施工難度較大，采用傳統(tǒng)的質(zhì)量評估方法評估，質(zhì)量評估結(jié)果會產(chǎn)生一定的誤差。對城市地下空間規(guī)劃布局質(zhì)量進行評估，有利于保證城市地下空間規(guī)劃布局的質(zhì)量，確保地下工程穩(wěn)定開展，有效提高城市地下空間的利用率。

1 城市地下空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估方法

1.1 提取城市地下空間數(shù)據(jù)特征

在對城市地下空間進行規(guī)劃布局時，首先要提取城市地下空間的數(shù)據(jù)特征，分析城市地下空間的整體結(jié)構(gòu)。整體掌握為了利用城市地下空間的用地性質(zhì)，分析用地性質(zhì)需要滿足的現(xiàn)實條件，結(jié)合地下空間結(jié)構(gòu)進行整體布局。建設(shè)城市地下空間時，首先對城市地上建筑進行評估，分析地表建筑對地下開發(fā)的影響、地下空間對地表建筑的承受力，并且用三維數(shù)據(jù)進行表示。在此基礎(chǔ)上分析城市地下空間的地形地貌、土體條件、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)條件、生態(tài)敏感性、區(qū)位和空間管制等地質(zhì)空間特征，以上特征用二維數(shù)據(jù)進行表示。根據(jù)地下空間布局建設(shè)流程，提取地下空間指標(biāo)數(shù)據(jù)，對地下空間指標(biāo)數(shù)據(jù)進行分析。城市地下空間評估體系可從自然條件、社會經(jīng)濟、地下空間現(xiàn)狀3個方面進行分析，自然條件包含地形地貌和水文條件，社會經(jīng)濟主要是區(qū)位、空間管理，地下空間現(xiàn)狀則主要分析適用范圍。

我們在進行城市地下空間規(guī)劃布局時，需要從多個方面考量，各個指標(biāo)數(shù)據(jù)可以有效反映地下空間特征。提取城市地下空間數(shù)據(jù)特征是進行城市地下空間布局的基礎(chǔ)，只有掌握了地下空間的整體結(jié)構(gòu)，根據(jù)用地性質(zhì)需求條件，及時調(diào)整空間規(guī)劃和布局，才能有效開展地下空間建設(shè)工程。

1.2 構(gòu)建空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估模型

通過建立穩(wěn)定的空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估模型，有效提高評估效率以及評估準(zhǔn)確性。由于地下空間規(guī)劃布局有許多影響因素，評估時采用多樣化評估指數(shù)進行質(zhì)量評估，當(dāng)城市地下空間利用均衡度越高時，多樣性指數(shù)也就越高，利用面積和地下城市劃分功能也就越大。計算城市地下空間多樣化指數(shù)如式（1）所示。

式中，M為多樣化指數(shù)，yi為空間利用面積。通過式（1）可以得出多樣化指數(shù)，并且可以分析地下空間利用均衡度。通過分析地下空間多樣化指標(biāo)，建立的空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估模型穩(wěn)定性會更好，評估效率也更高。

1.3 基于評估因子量化法實現(xiàn)質(zhì)量評估

基于評估因子量化法可以有效實現(xiàn)質(zhì)量評估，通過城市地下空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估方法對地下工程質(zhì)量進行評估，可以有效保證城市地下空間規(guī)劃和布局的合理性。在進行質(zhì)量評估時，把規(guī)劃一致性指數(shù)和土地利用類別一致性指數(shù)作為評價基礎(chǔ)，采用因子量化方法將城市地下空間規(guī)劃和布局質(zhì)量評估因子進行量化。某一特定區(qū)域內(nèi)的城市地下空間與地表空間采用連接性和功能一致性原則，計算出城市地下空間布局規(guī)劃一致性指數(shù)，如式（2）所示。

式中，P代表規(guī)劃一致性指數(shù)，Hi代表城市地下空間的功能分區(qū)重合面積，Hv表示地下空間功能分區(qū)中存在的圖斑面積。在計算出規(guī)則一致性指標(biāo)數(shù)后，還需要計算土地利用類別指數(shù)，如式（3）所示。

式中，T代表土地利用類別一致性指數(shù)，Ha代表地下空間布局土地利用功能分區(qū)的總面積。通過計算規(guī)劃一致性指標(biāo)和土地利用類別指數(shù)，可以有效計算出規(guī)劃功能重復(fù)率，調(diào)整功能分區(qū)，節(jié)約地下空間面積，使城市地下空間規(guī)劃布局更加合理。

2 試驗與分析

2.1 試驗準(zhǔn)備

選取某個城市區(qū)域，掌握城市區(qū)域地面建筑以及涉及的功能分區(qū)，根據(jù)地下空間功能分區(qū)與地上功能分區(qū)具有一致性原則，預(yù)規(guī)劃城市地下空間的功能分區(qū)。不同地層開發(fā)深度建設(shè)不同功能分區(qū)，如表1所示。

表1 地下空間功能預(yù)規(guī)劃信息

根據(jù)上層功能分區(qū)預(yù)規(guī)劃出地下功能分區(qū)，通過探測地下結(jié)構(gòu)特點，進一步進行合理規(guī)劃，在進行試驗前準(zhǔn)備相應(yīng)的探測工具和評估設(shè)備，如表2所示。

表2 試驗設(shè)備信息

通過對城市區(qū)域總體布局進行分析，根據(jù)分析結(jié)果預(yù)規(guī)劃表1中的功能設(shè)施，根據(jù)對地下環(huán)境進行測量，調(diào)整城市地下空間的規(guī)劃布局。對城市地下規(guī)劃布局質(zhì)量進行評估，將本文方法與多目標(biāo)評估方法相比較，得出試驗結(jié)果。

2.2 試驗結(jié)果

根據(jù)上述試驗前的準(zhǔn)備，已經(jīng)完成某城市區(qū)域地下空間的整個布局，對城市地下空間規(guī)劃布局質(zhì)量進行評估，計算出2種方法完成評估的時間，將時間結(jié)果進行比較。將地下交通設(shè)施、地下公共設(shè)施、地下倉儲、地下人防和地下城市管道等區(qū)域分別用H1、H2、H3、H4和H5表示，如圖1所示。

圖1 質(zhì)量評估時間

由圖1可知，將本文方法與多目標(biāo)評估方法的評估時間進行對比，發(fā)現(xiàn)在評估同一區(qū)域時，本文方法評估用時較少。根據(jù)計算得出，在規(guī)劃區(qū)域H1、H2、H3、H4和H5中，本文方法評估用時分別比多目標(biāo)評估方法縮短 3.9，2.8，3.8，4.1，2.3s。本文方法評估時間比多目標(biāo)評估法平均縮短3.38s。可見，本文中的城市地下空間質(zhì)量評估方法用時更短，節(jié)省了評估的時間成本。

3 結(jié)語

在城市地下空間進行施工前，須需要對城市地下空間規(guī)劃布局的質(zhì)量進行評估，以確保地下工程規(guī)劃布局的施工質(zhì)量。研究城市地下空間規(guī)劃布局質(zhì)量評估方法，有利于促進城市地下空間的發(fā)展，確保城市地下空間規(guī)劃布局的合理性。本文只涉及對城市地下空間規(guī)劃布局的質(zhì)量評估，評估角度相對單一，希望在以后的研究中，把握城市地下空間的整體布局，多個角度進行評估，給出相應(yīng)的解決措施，有效促進城市地下空間的發(fā)展。