1.4 城市地下空间规划学科的产生与发展
1.4.1 城市地下空间规划的现状
1.4.1.1 国外城市地下空间规划的现状
国外许多大城市在过去几十年中，对地下空间的开发和利用取得了很大成效，积累了不少有益的经验，通常的做法是，当城市某一个区域需要进行再开发时，经过较长时间的准备和论证，在此基础上制订详尽的再开发规划。这些规划的特点是同时考虑了地面、地上、地下空间的协调发展，即实行立体化的再开发，综合解决交通、市政、商业、服务及居住等问题，而从整体上实现现代化的改造。
1．荷兰
荷兰研究者提出了一种新的用于城市和耕地规划的分析模型，这个模型包括了3个不同层次的规划。
（1）居住层面，如住宅和办公楼。
（2）城市交通层面，如道路和轨道交通。
（3）地下空间层面，如地下车库。
通过在理论上综合分析这3个方面在现在及未来可能的相互影响，可以从一个更加综合的角度来实现合理的规划。这种方法也极大地发挥了地下空间在荷兰城市规划中的作用。例如，在阿纳姆，为了保持城市发展及壮大的步伐，同时也为了弥补城市空间的不足，市议会特别支持和鼓励地下空间的开发利用，所有的党派在他们未来的执政方针里面都需要特别指出他们对地下空间的规划。在兹沃勒市，人们提出了“着眼于兹沃勒市的地下空间”的提议，这个提议包含了对于该市地下空间的详尽研究分析，它首先提出了2020年的总体规划，然后利用前面提到的模型对该城区内所有可能开发的地下空间进行了深入分析。2007年10月，这份提议被市议会通过，虽然它不是一个有法律效力的文件，但这是首次在荷兰的一个城市的战略规划中提及地下空间的规划。
2．芬兰
在芬兰，赫尔辛基是一个主张对地下空间的利用进行规划的城市。该城市制定了关于地下空间利用的“地下总体方案”，这个总体方案的目的不仅在于规划当前的地下空间利用，更是为将来的发展预留空间。这个方案包括五大类内容。
（1）城市管网系统。
（2）交通系统及停车库。
（3）维护设施及地下储库。
（4）服务设施和管理机构。
（5）未知的矿产资源。
这种方案体现出了在地下空间规划问题上应当综合考虑当前的需要、已有的规划及未来的发展。需要注意的是，这个方案是有法律效力的。
3．加拿大
加拿大的主要城市蒙特利尔、多伦多是大规模开发利用地下空间成功的2个城市。蒙特利尔市从1954年起，就由国际著名建筑师贝聿铭主持，开始对市中心地区的维莱—玛丽广场地区进行立体化再开发规划，到1962年完成再开发，对公众开放，共开发地下空间50万m2。1984年，制定了该地下城市总体规划；1992年，制订了整个蒙特利尔市的总体规划，包括了地下城市的发展规划。
4．瑞典
瑞典在城市规划方面提出了“双层城市”的地下空间规划理论。具体做法就是在开发地下空间时注重地下空间规划，采用一次性投资并把人防建设与开发地下空间、发展第三产业和扩大再就业渠道结合起来，积极设法利用已建的人防工程为平时的经济建设服务。目前瑞典的大型地下排水系统、大型地下污水处理厂、地下垃圾回收系统等在数量和利用率方面均处于国际领先地位；同时瑞典利用深层地下空间建设储热库，大量储存能源，已建成的地下储热库，可以存储垃圾燃烧产生的热能、太阳能集热器产生的热能，供电和供热系统在低峰负荷时的多余能量；瑞典还在城市和城郊的山体岩石中，修建一些跨度较大的地下音乐厅、体育馆、游泳池、冰球馆等，对开展群众性文娱、体育活动十分方便，同时还准备了在战时可改作公共的人员掩蔽所。据统计，瑞典人防掩蔽所系统在战时可容纳全国人口的88%。
5．日本
日本现在的地下空间是立体发展的，其地下商业街十分发达，在26个城市中建造地下街就有146处，日进出的人数达到1200万人次，占日全国人口总数的1/9；此外，日本的地下共同沟兴建总长度逾500km，位居世界前列。日本充分利用地下空间，解决一系列的城市问题，得益于日本政府高度重视地下空间，实施从专项规划入手，逐步形成系统的规划。日本的建设省为了抑制地下空间开发中的无秩序性，推行有计划、有次序地开发，指导制定了《地下空间指南》。该指南对县政府所在地及人口在30万以上的城市，又外加地下基础设施规划和地下空间规划，使得日本这面积狭小的国家获得了很大的发展空间，日本目前针对地下空间资源开发管理的法规很多，涉及地下空间权益的有《大深度法》，涉及地下空间建设的有《都市计通法》、《建筑基准法》、《驻车场法》、《道路法》、《消防法》、《下水道法》等。其《大深度法》中规定：私有土地地面下40m以下和公共土地的地下空间使用权归国家所有，政府在利用上述空间时无需向土地所有者进行补偿。日本地下空间开发的模式主要有：政府主导型，如地铁和大型地下共同沟、公共交通换乘站都由政府修建；股份合作型，如在公共地带下面修建地下项目，政府可用土地权入股，企业出资，合作开发；企业独资型，一般是修建地下商业街、停车场采用这种形式较多。例如，东京八重洲地下街的开发，首先东京都政府采用招标形式出让地下空间特许私营权，共有7家公司拟投标来投资建设该项目，由于竞标者多，东京都政府建议7家公司共同组建为一个公司投资承建该项目，经协商拟投标的7家公司共同出资组建了企业法人八重洲地下街株式会社，共同投资地下街的建设，利益共享、风险同担。地下街公司每年向政府交纳经营权使用费，而政府对地下街的公共通道部分的日常费用如照明电费、空调设备费给予补偿。
总结国外城市对地下空间的规划与利用，发现这些城市在地下空间规划方面已经从雏形到发展再到相对成熟的阶段。主要体现在以下几个方面：
（1）在空间形态方面，经历从点到线再到面，利用建筑物地下基础部分自然延伸发展到复杂的相互连接贯通的地下综合体，地下街再到地下城，形成以地下快速轨道交通系统为基础，进而形成网络化发展。国际上从20世纪50年代后期起，人们逐渐认识到城市地下空间在扩大城市空间容量和提高城市环境质量上的优势和潜力，形成了地面空间、上部空间、地下空间协调发展的城市空间构成的新理念，即城市空间的三维式拓展。亚洲国家像日本的一些大城市在第二次世界大战后经济高速发展时期，都进行了立体式的再开发，如东京的银座地区、车站附近，3个副中心（新宿、池袋、涩谷地区），名古屋车站附近，大阪的梅田和难波两车站地区，横滨站东西两侧地区，神户和京都的车站附近等。同样在北美洲和欧洲的一些城市，从20世纪六七十年代起就开展了立体化再开发。例如，美国的费城，加拿大的蒙特利尔、多伦多，法国的巴黎，德国的汉堡、法兰克福、慕尼黑、斯图加特，以及北欧的斯德哥尔摩、奥斯陆、赫尔辛基等，虽然再开发的主要目的并不完全相同，但是充分利用地下空间，在扩大空间容量的同时改善城市环境这一点都是一致的。
（2）在城市功能方面，地下空间的作用也在不断丰富，从原来单纯而分散的地下市政设施发展到现今的地下综合管线廊道、地下大型能源供应系统、地下大型雨水收集和污水处理系统以及地下垃圾真空回收处理系统。城市市政设施表现出地下化、系统化、集约化的趋势，如巴黎、伦敦、柏林等城市的地下电缆建设早已接近100%。
（3）在人文历史建筑物保护方面，国外在对城市历史街区及老城区的改造中，积极运用地下空间去解决城市因历史及建设等因素而引起的矛盾，协调城市禁止建设及限制建设的关系，保护城市文脉的传承及风格的延续。例如，法国巴黎卢浮宫扩建工程中综合应用地铁系统、地下交通及停车系统，地下商业及地下文化展览系统，为保护地上历史文脉环境和建筑风貌发挥着极其重要的作用。
（4）在开发策略方面，国外比较突出的特点还表现在地下空间规划体系的建立并完善，逐步协调与城市其他规划的关系，许多国家都致力于解决地下空间规划的各种问题。
1.4.1.2 我国城市地下空间规划的发展演变
《易·系辞》载“上古穴居而野处”、《礼记·礼运》谓“昔者先王未有宫室，冬则居营窟，夏则居曾巢”，从上古时代，我国就已经自然开始了对地下空间的利用。但我国的城市地下空间规划主要是于20世纪60年代末特殊的国内外形势下起步的，主要是以人民防空工程建设为主体，这种状况一直持续到80年代中期，其中一部分工程规划实现了平战结合，在平时发挥了一定的城市功能，这一时期应当看作是城市地下空间规划的初创阶段；随后经过近30年的城市快速发展，先后出台的多项有关城市地下空间规划的法规，使得我国目前地下空间规划进入了有序发展阶段。总结我国地下空间规划的发展演变过程可归纳为以下4个阶段。
1．“深挖洞”时期（1977年前）
我国现代城市地下空间开发利用源于人民防空工程。即20世纪50、60年代，因“台海局势”、“中美关系”及60年代的“中苏关系”等国际环境因素，从而在国内掀起“深挖洞、广积粮、备战备荒为人民”的群众防御运动。当时建设了大量的“防空洞”。但是，由于缺乏统一规划和技术标准，已建成的工程质量差、可使用率很低。
2．“平战结合”时期（1978—1986年）
面临新的国际环境和改革开放国策，1978年召开了第三次全国人防工作会议，提出了“平战结合”的人防工程建设方针。对既有人防工程进行改造，在和平时期可以有效利用；新建工程必须按“平战结合”的要求进行规划、设计与建设。同时作为一项专业规划，正式列入城市规划的编制序列，并进行单列编制。这一时期人防工程的“平战结合”就成为我国城市地下空间资源开发利用的工作主体。
3．“与城市建设相结合”时期（1987—1997年）
1986年10月国家人防办和建设部在厦门联合召开了“全国人防建设与城市建设相结合座谈会”，进一步明确人防工程“平战结合”的主要方向是与城市建设相结合，要求从提高城市发展的综合效益角度来研究和编制“人防与城市建设相结合规划”。这一时期，地下空间的研究和规划工作获得了较大的发展。如1980年代中期，上海市在地下空间规划方面做了大量的工作，编制了地下空间开发利用规划、人防建设与城市建设相结合规划、各新建小区和旧区改建人防工程详细规划。
4．有序发展时期（1998年至今）
城市地下空间的大规模主动性开发起始于20世纪90年代，大城市、特大城市轨道交通的建设，带动了地下空间的市场开发。为了适应市场的需求，规范地下空间资源的利用，建设部于1997年颁布了《城市地下空间开发利用管理规定》，并于2001年修订，近期又颁布了《城乡规划法》、《城市规划编制办法》等法规，明确规定了“城市地下空间规划”是城市规划的重要组成部分，各级人民政府在组织编制城市总体规划时，应根据城市发展的需要，编制城市地下空间开发利用规划，并对规划的主要内容、规划原则、管理和审批程序进行了规定。上述三部法规从国家层面对我国开展城市地下空间规划做出了明确规定。
（1）城乡规划法。
《城乡规划法》中“第三十三条城市地下空间的开发和利用，应当与经济和技术发展水平相适应，遵循统筹安排、综合开发、合理利用的原则，充分考虑防灾、人民防空和通信等需要。进行地下空间开发建设活动，必须符合城乡规划，履行规划审批手续。”从该部法规中，可以得出：
1）新法第一次明确提出地下空间规划活动的原则、注意事项、与城乡规划的关系以及规划审批等。
2）明确地下空间规划的适用范围，与城市、乡村规划的关系。
3）用区域发展的观点，统筹城镇的地下空间开发利用。
4）注重总体规划的强制性内容与近期建设的重点内容的编制。
5）严格制定相应的规划行政审批制度，要求地下空间规划的审批与修改参考城市规划。
（2）城市规划编制办法。
2006年4月实施的《城市规划编制办法》中“第三十一条中心城区规划应当包括下列内容：（十七）提出地下空间开发利用的原则和建设方针。”和“第三十二条城市总体规划的强制性内容包括：（三）城市建设用地。包括：规划期限内城市建设用地的发展规模，土地使用强度管制区划和相应的控制指标（建设用地面积、容积率、人口容量等）；城市各类绿地的具体布局；城市地下空间开发布局。”以及“第三十四条城市总体规划应当明确综合交通、环境保护、商业网点、医疗卫生、绿地系统、河湖水系、历史文化名城保护、地下空间、基础设施、综合防灾等专项规划的原则。编制各类专项规划，应当依据城市总体规划。”，该部法规主要体现了以下几个方面规定：
1）城市中心城区总体规划的内容应该包含地下空间开发利用的内容，并提出规划的原则与建设方针；
2）地下空间开发用地隶属于城市建设用地；
3）地下空间规划为城市总体规划的一个专项规划。编制地下空间规划，应当以城市总体规划为依据；
4）地下空间规划的成果，尤其规划的原则问题，应在城市总体规划中有所反映。
（3）城市地下空间开发利用管理规定。
2011年新修订的《城市地下空间开发利用规定》对我国城市地下空间的规划提出了具体规定，主要有：
1）地下空间开发管理的权力划分：国务院建设行政主管部门负责全国的城市地下空间的开发利用管理工作；县级以上地方人民政府建设行政主管部门负责本行政区域内城市地下空间开发利用的管理工作。
2）地下空间规划的地位与层次：城市地下空间规划是城市规划的重要组成部分。各级人民政府在组织编制城市总体规划时，应根据城市发展的需要，编制城市地下空间开发利用规划。实施城市地下空间规划，有关建设单位应根据城市规划行政主管部门提供的规划设计条件，编制具体的城市地下空间建设规划。
3）地下空间规划的编制与审批：城市地下空间发展规划作为城市总体规划的组成部分，依据《城乡规划法》中关于城市总体规划审批的规定进行审批和调整。
4）地下空间开发使用权利的界定：地下工程应本着“谁投资、谁所有、谁受益、谁维护”的原则，允许建设单位对其投资开发建设的地下工程自营或者依法进行转让、租赁。
《城乡规划法》、《城市规划编制办法》、《城市地下空间开发利用管理规定》三部规律法规分别从地下空间规划编制体系、地下空间规划与城市规划的关系、地下空间规划编制与规划专题研究的关系分别进行了明确规定，三部法规相辅相成，各级地方政府应在上述三部法律法规的基础上开展城市地下空间的规划与建设。
2005年7月，北京市政府审批通过了《北京市中心城中心地区地下空间开发利用规划（2004—2020年）》，这也是我国第一次正式编制完成特大城市总体规划层面的地下空间专项规划。本次规划的规划范围为中心城中心地区（约336km2），同时兼顾北京中心城（约1085km2），以及整个市域（约16410km2）相关的规划原则、政策法规和布局结构兼顾北京中心城以及整个市域统一考虑，该规划进行了城市地下空间资源开发利用的“总体规划、详细规划、近期建设规划”等3个层次的规划编制工作，同时进行了17个子课题的研究。
2014年4月上海市首部地下空间规划建设法规《上海市地下空间规划建设条例》（以下简称条例）正式施行。《条例》对上海市范围内的地下空间的规划、开发、利用等都作出了明确要求和规定。《条例》着重提出以下三点要求：
一是先行建设的地下建设项目必须按照规划要求预留连通位置，后续建设的地下建设项目必须与先建的项目实施连通。
二是整体设计地下空间。地下空间开发具有不可逆性的特点，地下工程一旦完工后，不仅难以通过重建来弥补既有缺陷，而且局部工程的设计失误可能致使整个区域相关地下空间的互连互通难以实现。在总结以往经验和教训的基础上，《条例》倡导集中开发区域的管理机构可以对地下空间实施整体设计、统一建设。
三是跟踪测量地下管线。上海城市道路下埋设有给水、排水、燃气、电力、信息通信、热力、航油管道等7大类23种管线，但是管网信息不全、数据失准的问题较为严重。为此，《条例》要求建设单位必须在地下管线工程覆土前，通知测绘单位实施跟踪测量。
全国其他城市也先后制定了本地城市地下空间规划与建设的法律法规，如2012年2月广州市政府制定并通过了该市第一部城市地下空间开发法律法规《广州市地下空间开发利用管理办法》,2013年10月济南市人民政府通过了《济南市城市地下空间开发利用管理办法》。其他城市如重庆、南京、杭州、无锡、常州、天津、青岛、杭州等城市，先后也制定了地下空间规划。随着城市建设的发展，我国许多城市地下空间规划经历了由初创到逐步完善的过程。在形式上，由专项规划演变为综合性规划，即城市地下规划由最初以人防、市政、交通等单项专业规划为主进行编制，到后来逐步融入城市规划体系之中，并注重强调从城市总体角度研究地下空间的功能、规模和布局，达到“地下”与“地上”的统筹规划，整体发展。
1.4.2 城市地下空间规划学科的形成
1991年，东京城市地下空间国际学术会议发表的《东京宣言》就明确指出：“21世纪是人类开发地下空间的世纪”。后来的国际学术会上多次以城市地下空间为主题进行了研讨，如1997年在加拿大的蒙特利尔召开了第七届地下空间国际学术会议，其主题是“明天——室内的城市”,1998年在莫斯科召开了以“地下城市”为主题的地下空间国际会议。国内外在城市地下空间规划方面开展了多方面的研究，主要体现在以下几个方面：
（1）在科学研究方面。地下空间规划等方面的研究论著和学术期刊正式出版或发表。例如，国际地下空间联合研究中心（ACUUS）于1996年正式成立，已组织召开了主题为“地下空间与城市规划”等一系列国际地下空间学术会议；日本十分重视地下空间的学术研究尤其是前瞻性探索，成立了日本都市地下空间活动研究会、地下空间开发研究中心、大深度地下空间利用研究会等多个学术团体，出版了许多地下空间研究专著和《地下空间利用学刊》等学术刊物；美国也设有地下空间协会和本部设在明尼苏达大学的美国地下空间研究中心等学术机构，出版《Underground Space》学术期刊；我国早在1981年重庆大学就创办了《地下空间与工程学报》，并先后设立多所研究机构，如同济大学地下空间研究中心、清华大学地下空间开发利用研究所、解放军理工大学地下空间研究中心等，并取得了丰硕的研究成果，开展了“城市地下空间国际学术报告会”、“国际地下空间管理研讨会”、“国际地下空间学术大会”等一系列大型学术交流活动；中国工程院专题开展了“21世纪城市地下空间开发利用发展战略及对策”等咨询项目。上述研究领域涉及地下空间开发战略、地下空间资源属性、城市地下空间规划、地下空间建筑、地下空间发展历史、城市地下空间法律政策、城市地下空间综合管理、地下空间开发工程技术等，为城市地下空间规划研究奠定了基础。
（2）在人才培养方面。同济大学、清华大学、中南大学、解放军理工大学等多所高校一方面设置了相关的专业或开设了相关专业课程，同时人才培养方案和课程体系也已逐步形成；另一方面还设有“地下工程规划与管理”、“地下建筑设计理论与地下空间开发利用”、“地下空间规划与地下建筑设计理论”等硕士或博士点，培养了一批城市地下空间规划建设方面的人才。
（3）在理论研究方面。同济大学陈立道、朱雪岩两位教授编写的《城市地下空间规划理论与实践》、解放军理工大学陈志龙教授编写的《城市地下空间总体规划》等的出版为城市地下空间规划理论奠定了基础，以及后来清华大学课题组在2004年提出的地下空间资源评估理论，并针对全国主要城市的地下空间开展了资源调查和评估工作。上述研究成果为我国城市地下空间规划学科的形成提供了很好的理论基础。
因此在上述研究基础上，以研究城市地下空间资源的开发利用，制定地下空间资源发展目标与规划布局的理论与方法，为我国城市地下空间规划、布局提供理论依据的城市地下空间规划学科也逐渐形成，该学科涉及城市地下空间总体布局与形态、城市地下交通规划、地下公共服务空间规划、地下市政设施规划、城市地下物流系统规划、城市居住区地下空间规划、历史文化保护区的地下空间开发、城市地下空间综合防灾等诸多层次和方面，还需要与城市地面空间进行综合规划与协调，因此城市地下空间规划是由地质工程、城市规划、交通工程、岩土工程、力学、心理学、环境学等众多学科相互交叉组合形成的一门学科，可见做好城市地下空间规划是一项复杂的系统工程。
1.4.3 城市地下空间规划的发展方向
我国城市地下空间开发利用逐步呈现综合化的趋势，其表现首先是地下综合体的出现；其次是地下步行道系统和地下快速轨道系统、地下高速道路系统的结合，以及地下综合体和地下交通换乘枢纽的结合；再次是地上、地下空间功能既有区分，更有协调发展的相互结合模式。与此同时，随着深层开挖技术和装备的逐步完善，深层地下空间资源的开发已成为未来城市现代化建设的主要课题。在地下空间深层化的同时，各空间层面分化趋势越来越强，分层面的地下空间将人、车分流，市政管线、污水和垃圾的处理分置于不同的层次，各种地下交通分层设置。另外，随着城市交通的重要性日益突出，城市间的“高密度、高城市化地区”交通的地下化，将成为未来地下空间开发利用的重点。因此，对城市地下空间规划的要求将更加严格，未来城市地下空间规划的发展趋势主要表现在以下几点：
1．城市地下空间规划的可持续性
作为城市地下空间规划应注重与可持续性发展的协调。在规划上，城市地下空间可持续发展将是动态的概念，由地下空间资源、社会活动、经济活动、生态环境等多因素不断进行内部的和外部的相互作用，并达到一定的和谐统一。因此，城市地下空间规划上的可持续性发展在经济性方面，体现出地下空间开发对城市的经济价值效益；在环境性方面，反映出地下空间规划对城市地面负面环境影响的控制和改善；在社会性方面，突出地下空间规划过程中的城市管理能力和决策能力以及地下空间规划的公众参与性。可见，在综合资源利用、社会经济发展、生态环境保护等各方面，构建地下空间规划可持续发展，协调并指导城市的建设，将有利于实现地下空间资源的适时、适度、有序的开发。
2．城市地下空间规划的安全性
随着地下空间开发利用规模的迅速增长，在地下空间吸引着大量如交通、商业等公共活动的同时，其安全及环境问题越来越被各方面所关注。地下空间具有相对封闭的特点，使得安全保障及应急处理问题变得更为困难和复杂。当大型城市地下综合体、步行街等公共活动聚集的内部出现某种灾害时，对人员和财产的危害远远大于地面设施。因此，构建地下空间规划中安全评价体系将是十分重要的。
3．城市地下空间规划的信息化
现代信息化、数字化的技术，为地下空间的规划提供了更加有效、科学的途径。通过基于信息化城市地下空间规划，规划者将更好地把握地下系统的运动状态和规律，对地下各种设施关系进行调控，实现系统最优化，使城市地下空间成为有利于人类活动及可持续发展的新空间。城市地下空间规划将更广泛应用GIS等信息技术。随着计算机图形输入技术和信息技术的不断改进和智能化，地下空间规划过程中所需的地质、现状、条件等诸多数据将数字化，使其获取变得更加容易、更加方便。例如，可以采用遥感图像直接作为背景进行地下空间规划，而各种地下管线的资料由于数据库的建立而更加便于查询。另外，建立基于地下空间规划的相应信息系统，也将很方便地呈现地下空间规划中，可以有效帮助地下空间规划者准确把握使用者、空间、时间三者的相互关系，从而促进地下空间规划决策的科学化，增加可实施性。
当城市从平面向竖向演变时，城市地下空间的规划不仅连接城市的历史，更是通向城市的未来。我国的城市地下空间规划在未来的几十年内必将有一个更大规模的广泛发展，在未来城市建设进程中，地下空间规划也将为建设资源节约型、环境友好型城市、实现城市可持续发展等方面贡献更为突出的力量。