山地城市地下空间资源评价方法研究

刘兴鑫 彭海游 董平 廖云平 张俊凡 李奕

摘  要：文章以重庆市中央公园至悦来片区为例，分析了山地城市地下空间资源的特征。基于栅格网为基础的平面分层法开展了研究区的地下空间资源的评价，分别对浅层（0～20m）、中层（20～50m）的地下空间资源评价，得出研究区地下空间资源量，并基于地质环质要素对可开发的地下空间资源进行了质量评价。

关键词：地下空间;资源评价;山地城市

中图分类号：TU94+1        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）33-0097-04

Abstract： Taking the area from Chongqing Central Park to Yuelai District as an example， this paper analyzes the characteristics of underground space resources in mountainous cities. The evaluation of underground space resources in the study area is carried out based on the plane stratification method based on grid network. The underground space resources in the shallow layer （0～20m） and the middle layer （20～50m） are evaluated respectively， and the amount of underground space resources in the study area is obtained. The quality of exploitable underground space resources is evaluated based on the geological environmental elements.Keywords： underground space; resource evaluation; mountain city

1 概述

城市地下空间资源是作为一类“新型的国土资源”，具有稀缺性和不可逆性，一经开发利用便很难再恢复，特别是在地质复杂地区。因此，在开展地下空间开发利用前，必须对地下空间资源进行调查与评价，在此基础上结合相关功能定位进行科学合理的详细规划。目前，国内外对下空间资源的调查评价工作还处于探索阶段，相关研究还较少，应用程度较低。本文以重庆市主城主区地下空间资源为研究对象，基于栅格网方式的平面分层评价法探索山地城市地下空间资源的评价方法。本文以重庆市中央公园至悦来片区为研究区域，开展了浅层（0～20m）、中层（20～50m）地下空间资源进行了评价运用。

2 山地城市地下空间资源评价方法

2.1 地下空间资源评价要素

地下空间资源评价要素可分为社会经济要素和地质环境条件要素两大类。城市的社会经济条件，如地理交通条件、经济社会发展程度等构成地下空间资源需求与潜在价值的驱动要素。而地质环境要素，如地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等构成了地下空间开发的宜适性条件。这些要素对地下空间资源的开发类型、开发利用难度和潜在开发价值等有不同程度的决定性和相关性，可作为地下空间资源调查和评估可开发程度及潜在价值的要素。本文主要从地质环境要素来分析和研究地下空间资源的评价。

2.2 基于栅格网的平面分层评价法

在地下空间资源评估中恰当表达资源的空间信息特征是评估的基础。在记录和描述地下空间资源空间与属性特征时常见如下三种数据模型进行信息的记录和调查评估，分别是平面模型、“平面+竖向分层”模型、真三维数据模型。

本文将分别从平面分层法模型开展地下空间资源评价。平面分层法能够紧密地与城市规划的实际相结合。在城市地下空间总体规划中，关键工作是确定地下空间设施在平面上的空间布局，其次是确定竖向层次。地下空间资源随深度的变化而在功能、使用频率、开发成本等方面呈现一定的差异性，这种差异性导致地下空间资源的分层规划和分层开发，故此对资源在竖向深度上分层，以表达地下空间资源随深度变化的不同使用特性。栅格数据单元是实现平面分层法的一种平面单元划分方法。在评估中，以栅格网的形式，以网格为单位表达某指标的属性信息和空间分布，以不同的栅格图层分别表达各不同深度相应的指标信息，并以栅格单元作为评估计算单位。

3 地下空间资源评价

3.1 地下空间资源分层

《重庆市地下空间利用规划导则》中对重庆主城区地下空间竖向分层功能的引导中指出，主城区地下空间的利用原则上以浅层地下空间（建筑楼面室外场地最低标高以下20m内）开发利用为主，并稳步向中、深层拓展，相关设施在地下空间竖向上的分布宜遵循以下原则。重庆市主城区地下空间资源开发利用根据开发深度基本可以分为三层：浅层（地下0～20m）、中层（地下20～50m）、深层（50m以下）。本文以重庆市中央公园至悦来片区为例，基于平面分层评价法，采用栅格网平面评价的手段，开展地下空间资源评估。中央公园至悦来片区位于重庆市主城区北部，区域主要位于重庆市渝北区，是近年来重庆城市发展新区，研究区范围为面积约为85.3km2。

3.2 浅层地下空间资源评估

浅层地下空间资源主要受地形地貌、既有地表建构筑物的影响为主，受地层岩性和地质构造的影响为辅助。

基于坡度的淺层地下空间分析。如图1所示，研究区坡高总体在0-30°之间，局部河流岸坡、山坡陡坎处坡于近30°，其他地形相对较为平坦。将研究区坡度分为平坦地形、较平坦地形和坡地地形，其地下空间开发利用形式如图2所示。

（1）平坦地形：为地表局部起伏高差一般小于5m，整体地形坡度一般小于10°的地表形态，适用于开挖暗埋式地下空间。

（2）坡地地形：大于15°的地形，适用于开挖陡坡山洞式地下空间。

（3）较平坦地形：介于10-15°之间的地形，适用于开挖缓坡掩体式地下空间。

浅层地下空间资源评价。按浅层为0-20m范围内计算，得到研究浅层地下空间资源分布图（图3）及资源量表（表1）。

3.3 中层地下空间资源评估

中层地下空间资源的地质环境控制要素不再受地形地貌控制，而主要受既有地表建构筑物、地质构造、地层岩性等因素影响。

（1）基于建构筑物影响的中层地下空间资源

研究区内中层地下空间不可开发资源主要为：

a.嘉陵江以及其支流的220m以下为洪水淹没或影响区。

b.地表水体为重要保护区域。

c.已建轨道交通保护线50m范围内轨道交通保护线。

除此之外，为可开发地下空间资源，分为受建筑物影响的可适度开发地下空间资源和不受建筑物影响的可充分开发地下空间资源。可得出研究区中层地下空间资源量表（表2）及中层地下空间资源分布图（图4），可知研究区中层地下空间可开发资源量较丰富，潜力较大。

（2）基于构造的中层地下空间资源评价

地质构造复杂程度对地下空间开发的影响，背斜和向斜的核部是构造最为集中的区域，岩层倾角变化大，裂隙较多，不利于地下空间的开发，地质构造复杂程度取高值，而在背斜和向斜中间的转则部位，岩层的倾角变化较小，构造复杂程度取低值。两者之间的其他区域通过线性插值的方法取值，如表3所示。图5为研究区地下空间构造地质因素指标量化分析图，量化指数越大，构造对地下空间资源开发的影响越大，地下空间资源质量越差;量化指数越小，构造对地下空间资源开发的影响越小，地下空间资源质量越好。

（3）基于地层的地下空间资源分析

以地层为依据工程地质条件设定评估标准值为[0，1]区间，对实测值进行标准化和归一化处理，主要根据岩石强度指标确定，参照《岩土工程勘察规范》（GB 5000722002）、《工程岩体分级标准》（GB 50218-94）等，确定以下表以标准值（表4）。根据研究区勘察资料，取得研究区不同岩性地层的岩石强度，再依据表4的得出研究区中层地下空间资源量基于地层岩性的工程地质条件评量评价图（图6）。

4 结论

本文以重庆市中央公园至悦来片区为例，分析了山地城市地下空间资源的特征。基于栅格网为基础的平面分层法开展了研究区的地下空间资源的评价，分别对浅层（0～20m）、中层（20～50m）的地下空间资源评价，得出研究区地下空间资源量，并基于地质环质要素对可开发的地下空间资源进行了质量评价。

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