如今,世界人口突破80億。這是人類發展史上的一個裏程碑。人口的不斷增長給有限的空間帶來巨大壓力,地上空間將很難滿足需求,人類必須尋找其他的出路。相對較難實現的宇宙和海洋,開發利用地下空間將是人類城市可持續發展的首要選擇。
“21世紀將是地下空間開發利用的世紀。”中國工程院院士錢七虎曾撰文寫道。
新加坡正是城市向地下發展的一個典型。新加坡國土面積722.5平方公裏,僅爲北京市1/22,其人口卻達到了540多萬,人口密度接近每平方公裏1萬人,土地向來是新加坡發展的最大制約。在成功以填海和發展高樓等方式擴大空間後,如今新加坡政府開始探討讓城市發展走入地下,建立龐大的“地下城”。
從城市基建下水道、到地下巨大石油倉庫再到生活日常場所,新加坡正在努力探索地下空間利用的可能性。澳大利亞、加拿大、法國等國也在嘗試開發地下,“地下城”建設已進入2.0時代,真正的地下城或許將不再是科幻片裏的場景。
(中國一家由廢棄礦坑改造的酒店)
打造一條排水地下“高速公路”,騰出約210個足球場大的地面空間
法國作家雨果有句名言:下水道是“城市的良心”,一場連下三小時的傾盆大雨最能考驗城市的真實面目。作爲全球最繁華的城市之一,新加坡爲此煞費苦心,但這不僅僅關乎基建,更是爲了保護稀缺的土地和水資源。
新加坡從20世紀90年代開始設想建造一條地下“高速公路”——深層隧道排水系統(DTSS)。DTSS是新加坡公用事業局(PUB)構思並實施的一種經濟高效和可持續的汙水系統解決方案,以滿足未來新加坡對廢水收集、處理、再生和處置需求。
傳統排水系統受空間條件、拆遷困難、交通影響等諸多因素的制約,但隧道工程則不占用寶貴的土地資源,而且避免了城市地面或淺層地下空間各種因素的影響。
DTSS第一期工程于2008年竣工,估計耗資34億新元,包括一條48公裏長的深層汙水隧道、一座汙水集中處理廠,以及兩條5公裏長的深海排汙管和60公裏長的汙水接駁管。總工程師Woo Lai Lynn表示,第二期工程于2017年11月破土動工,預計將于2026年完工。
根據PUB的說法,DTSS項目將能在地面上騰出約150公頃的空間,大約相當于210個足球場(7140平方米的標准足球場),而且他們根據第一期施工經驗采用了新技術,現在無需派遣很多工人前往地下,節省了不少人力。
一旦完工,全島汙水只需通過一條大約200公裏的大直徑隧道就可以被輸送到地下處理廠,被進一步淨化成超清潔的新生水(NEWater),或者通過排汙口被排放到大海。
Woo稱,DTSS每天能處理多達200萬立方米的廢水,能有效確保供水的可持續性和彈性。根據設計,DTSS將幫助總體水循環率從占總水需求的30%提高到55%。此外,它還能爲新加坡和其他國家提供有關地下開發的重要信息和經驗。
打造巨大地下石油倉庫,騰出約600個遊泳池大的地面空間
除了將汙水用地深藏地下,新加坡還在40樓層深的地下建造了一個巨大的儲油庫:裕廊岩洞(Jurong Rock Caverns)。
抵達那裏需要乘工業電梯進入地下325英尺(約合99米)深的地方,來到施工隧道,那是一個如教堂般高聳的曲面空間。隧道十分長,裏面溫度高、濕氣大,凝結著水滴的岩石牆面像冰淇淋一樣柔軟。
儲油庫本身則還要再深入海平面之下100英尺(約合30米),裏面存儲液態碳氫化合物,例如商業用途的原油,凝析油,石腦油和瓦斯油。據新加坡負責開發和管理工業區及相關配套設施的機構裕廊集團(Jurong Town Corporation)稱,裕廊岩洞擁有相當于600個遊泳池(奧運會規模)的面積。
“領土面積大的國家不用考慮這個問題(建地下儲油庫),”裕廊集團副總裁戴維·譚(David Tan)表示,“我們一直都深切地意識到自己面積狹小。”
土地是新加坡最寶貴的資源,設計地下儲油庫的目的是騰出地面上的空間。自1965年成爲一個獨立的國家以來,新加坡依靠堅持不懈的填海造地,已將面積擴大了近四分之一,超過了270平方英裏。政府期待,到2030年新加坡的面積能接近300平方英裏(約776平方千米)。
(濱海灣金沙所在地變化)
但填海造地有其局限,尤其是在全球變暖的時代。參與規劃新加坡地下空間開發的工程師彼得·斯通斯 (Peter Stones)表示,“地面空間在新加坡是一種稀缺資源,因此我們需要以可持續的方式管理和消耗這種資源,而不是以世界上大多數城市開發地下空間的‘臨時’方式。”
30層地下科學城和三區共650公頃地下城:爲未來690萬人口做規劃
根據新加坡政府發布的《人口白皮書》預測,2030年新加坡的人口將可能達到650萬-690萬。面對越來越多的人口和因氣候危機越來越少的土地,新加坡還爲地下空間做了很多規劃。
比如新加坡打算在西部科學園區地下打造相當于30層樓的地下科學城,供生物醫藥産業和生命科學使用。科學城的大致面積爲50英畝,可以容納4200名科學家和研究人員。
根據新加坡《2030年土地使用計劃》,其濱海灣、裕廊創新區和榜鵝數碼園區屆時也將共有650公頃的地下空間,這些地下將配備交通樞紐、步行街、自行車道、公共設施、倉儲等基礎設施以及研究設備、工業應用、購物區等其他公共空間。
斯通斯表示:“地下空間開發就像一個有趣的分層蛋糕,最淺的地下層優先考慮充當以人爲中心的用途,而更深地層則來爲不怎麽需要人類接觸的功能服務。”
其他國家也紛紛在地下空間探索,“地下城”建設已進入2.0時代
新加坡並不是第一個在地下空間進行探索的國家,許多國家早已開始開發利用地下空間,但距離建設真正的“地下城”,人類才剛起步。
芬蘭首都赫爾辛基爲了可能發生的核襲擊,曾在1980年代建造了一個地下避難所,裏面有教堂、商店和遊泳池等,並且時至今日它們改造後仍在被使用。
加拿大蒙特利爾擁有一個巨大的地下人行通道網絡,全長超過30公裏,連接著數千家商店、餐館、酒店、博物館、劇院,辦公樓、以及學校等。而它的建設最早可以追溯至1962年。
法國北部瑙爾(Naours)有一座地下城位于地下二三十米處,而它的曆史至少可以追溯到1000多年前。裏面不僅建造了住處,甚至還配套了水井、馬廄、面包店和小教堂。到17世紀,裏面的居住人數一度達到了3000人。
澳大利亞南澳大利亞州的庫伯佩迪鎮更是以“地下城”聞名,爲了避開內陸的高溫,居民基本都在地下工作和生活,教堂、旅館、高爾夫球場在地下一應俱全。
不過真正的“地下城”不僅僅是地下交通線、地下商業街、地下停車場、地下倉庫,而是地面的各種功能大規模地轉入地下,地下有著與地表無異的陽光、空氣、溫度、動植物等生態循環體系。
中國工程院院士、深圳大學深地科學與綠色能源研究院院長謝和平在接受《光明日報》采訪時曾表示,地下開發的1.0時代是建造防空洞、儲備庫、地鐵、地下商場、地下停車場等。2.0時代會有完整的、宜居的生態城市,要有陽光、自循環水泵及空氣智能重生系統。3.0時代要有生態、環境的地下空間利用,構建地下生態圈的環境。4.0時代要開展深地不同深度原位科學實驗,構建深部物理學、生物學、醫學、岩石力學理論體系,爲人類向地球深部進軍奠定理論基礎。5.0時代需要發明盾構式采、選、充、氣化、發電一體化技術與裝備,將固態資源直接轉變爲液態、氣態和電能。
在他看來,關于“地下城”建設,“現在剛剛進入2.0時代,到5.0時代可能還得幾十年甚至上百年,但我們可以想象未來的趨勢和美好的前景。”
九派新聞記者 梁霞
【來源:九派新聞】
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