地下空间的开发利用 肖 明 武汉大学水利水电学院

1. 地下空间的开发利用肖 明武汉大学水利水电学院 地下空间开发和利用的可持续性战略

2. 第二章 地下空间开发和利用的可持续性战略 • §2－1 地下空间开发的四大浪潮 • 随着能源、交通、国防、市政等国民经济的迅速发展和全球性的环境保护及人类生存可持续发展的要求，地下空间的开发利用出现了前所未有的新浪潮。 • 国际上出现了“二十一世纪是人类开发利用地下空间时代”的口号;

3. §2－1 地下空间开发的四大浪潮 • 美国《未来学家》杂志预测二十一世纪将有1/3人口生活和活动在地下。 • 我国是正处于高速发展的国家，将可持续发展作为现代化建设的一项重大战略是我国的基本国策。二十一世纪地下空间开发和利用时代，为我国隧道和地下工程的飞速发展提供了广阔前景。

4. §2－1 地下空间开发的四大浪潮 一、第一次浪潮：人类发展初期 特点：利用洞穴居住、防风、防雨、防野兽的有袭击

5. 一、第一次浪潮:人类发展初期绳文时代洞窟遗迹(第一期)一、第一次浪潮:人类发展初期绳文时代洞窟遗迹(第一期) 所在地：群馬県万場町青梨 堀谷洞窟（静岡県浜北市） 用途: 居住、避难、储藏 数量: 400余处 特点: 朝南、靠近水源、前庭宽敞

6. §2－1 地下空间开发的四大浪潮 二、第二次浪潮：19世纪工业革命开始 特点：以欧美为主的矿山工程、城市市政和地铁、军事和水电工程发展迅速

7. 二、第二次浪潮： 19世纪工业革命开始 矿山工程

8. §2－1 地下空间开发的四大浪潮 三、第三次浪潮：20世纪初中开始（1930年） 特点：以地下空间利用为特征，人类活动移居地下 如：商业街、停车场、商业街、文化娱乐活动场所、体育艺术场馆

9. 四、第四次浪潮： 20世纪兴起，21世纪为高潮 原因：人类巳意识到生存环境和资源的危机 特点：联合国和世界各国提出“可持续发展战略”，以节约资源、改善环境，保护生态，建立可持续发展的城市的地下空间利用 21世纪世界两大事件：美国的高科技，中国的城市化

10. 四、第四次浪潮： 20世纪兴起，21世纪为高潮 降低高层建筑，保持文化、 艺术，给人们以宽广、舒适感。

11. 建立可持续发展的城市

12. 问 题 • 地下空间开发第四次浪潮的中心是什么？

13. §2－2、地下空间开发的动因 动因：建立可持续发展战略------第四次地下空间开发浪潮的中心内容 所谓可持续发展战略：保持人类生存可持续发展 一、“可持续发展战略”提出的原因 发展是人类社会永恒的主题，人类从诞生就不断追求生产力的发展和社会文明的提高。

14. 18世纪人类进入了一个快速发展时代，随着生产力的迅速发展，人类创造的财富成倍增加，生活日益舒适；但人口迅速增加，资源剧烈消耗、环境严重污染，不合理的资源开发利用，导致生态环境日益恶化，严重威胁人类生存。所以： “可持续发展战略”――1987年联合国世界环境和发展大会提出

15. 原因：世界经济“畸形”发展，导致环境日益恶化原因：世界经济“畸形”发展，导致环境日益恶化 状况：世界经济飞速发展，使自然资源惊人的损耗，使自然资源开发利用程度，超过了人类发展的正常需要，使得世界问题日益突出。

16. 二、世界问题 ①人口爆炸：人口成几何发展――生存环境危机 (a)世界人口急剧膨胀 　 公元1年：2.5亿人；1600年：5亿人； 1950年：25亿人； 1987年：50亿（50年的2倍）; 2000年：61.3亿 预计：2025年82.2亿； 2050年：150亿

17. 二、世界问题 (b)中国人口急剧膨胀 　 公元6年：0.16亿人；1602年：0.56亿人； 1949年：5.4亿人； 1982年：10.32亿（30年2倍）; 1995年：12.0亿 预计： 2020年15.0亿； 2050年：17亿

18. 地球不堪重负——人口大爆炸 人口问题，是全世界广泛关注而又急迫需要解决的问题。就人类所面临的挑战而言，人口问题首屈一指。它与资源紧张、环境污染等人类生态环境恶化现象密切相关。因此，世界大多数国家在洞察这一问题后，快速地作出反应，控制人口的大爆炸。

19. 1987年7月11日，世界上第50亿个人出生在前南斯拉夫的萨格勒布。这个数字不是与生惧来的，也不可能停止不前，但我们可以人为地控制它，使其缓慢地增长。1987年7月11日，世界上第50亿个人出生在前南斯拉夫的萨格勒布。这个数字不是与生惧来的，也不可能停止不前，但我们可以人为地控制它，使其缓慢地增长。 从1650年至1850年，中间经历了200年，人口翻了一番，达到了第一个10亿；而从第一个10亿到第二个10亿，用了80年时间； 从1930 年至1960年，只用了30年时间，世界人口就跃进到第三个10亿。到1975年世界人口突破40亿大关。人口翻番的时间越来越短。 人类的脚步

20. ②资源剧耗：石油、煤气、有色金属只有可数开发年限，按现有能源耗速度：石油50年；煤100~200多年；天然气60年耗竭；②资源剧耗：石油、煤气、有色金属只有可数开发年限，按现有能源耗速度：石油50年；煤100~200多年；天然气60年耗竭； 矿场已非常有限。 世界能源消耗速度 单位：亿吨标准煤

21. 水污染是普遍存在的

22. 资源剧耗 大约50年后，人类目前广泛使用的传统能源煤、石油和天然气将面临严重短缺…… 　　到那时，汽车还能不能在马路上奔跑，飞机还能不能在太空飞翔，冬天是否有暖气，夏天是否有空调，假如没有了能源，我们的生活中还能有什么？ 是可怕的预言，还是真实的未来？

23. ③土地沙化，耕地减少： 土地：是具有自然属性、经济属性和社会属性，人类赖以生成的自然资源。 土地功用：支撑人类生产和生活； 提供人类生成的植物和动物； 容纳和转化危机人类的排泄物。 土地特性：面积有限。全球陆地1.318亿km2，占地球表面的29%； 土地资源不可替代； 土地资源不可再生； 土地沙化，耕地减少严重危机人类生成。

24. 我国1986－1996年十年：耕地减少2963万亩；1997、1998、1999年分别减少203万亩，392万亩，655万亩。我国1986－1996年十年：耕地减少2963万亩；1997、1998、1999年分别减少203万亩，392万亩，655万亩。 目前我国荒漠化面积262.2万km2，占土地面积27.3%；而且沙化面积不断增加：1960~1970年每年平均增加沙化土地1560万km2； 1980年以后，每年平均增加沙化土地2460万km2； 如果保持现有土地不减，中国耕地最大的人口承载为17亿人 城市范围扩大，耕地减少――城市用地紧张 中国：960万土地　　耕地：100万（占1/10） 人均耕地933（与前苏联比，人均7337　约1/8），年平均递减耕地1.66% 中国土地问题

25. 土地沙化: 我国是世界上土地沙化面积较大，分布较广、危害严重的国家之一。 目前我国沙化土地为168.9万km2，占国土面积的17.6%。风沙活动最为活跃的沙化土地近30万km2。近年沙化土地面积的扩展速度在不断加快，50-60年代平均每年扩展1560km2，70-80年代平均每年扩展2100km2，90年代平均每年扩展2460km2，相当于一年损失一个中等县的土地面积。

26. 内蒙古二连浩特市遭遇强沙尘暴袭击，风力短时达9、10级，能见度不到300米，当地气象部门于14时许发布沙尘暴橙色预警信号

27. 耕地减少: 国土资源部公布全国城镇存量建设用地专项调查结果，截至2004年底，全国城镇规划范围内共闲置、空闲、批而未供土地近400万亩。 　 国土资源部介绍，从1996年到2004年，全国耕地减少1亿多亩；与此同时，大量土地被粗放利用，甚至浪费.

28. 人类工程活动沙漠化趋势增强 新形成的沙丘

29. 温室效应：是由于能原过度消耗，导致地球表面气温上升，全球变暖，冰川后撤，海平面上升。 臭气层空洞扩大：煤、石油过度消耗是温室和酸雨形成的元凶，加速臭气层的破坏――使地球失去了保护。酸雨面积超过国土40%，南方城市81.8%出现过酸雨。 1996年世界卫生组织警告说：四年以来，南极上空臭气层空洞面积扩大一倍，大约为2000万km2，并有消失的可能。 臭气层是人类的保护伞；酸雨危害人体健康、损害生态系统、导致土地酸化、影响建筑材料和结构寿命。 ④温室效应，臭气层空洞扩大：

30. 温室效应导致冰川融化 冰层融化会不断令海平面升高。海平面上升很可能带来毁灭性的灾害。海平面上升一米，单在孟加拉，会有过百万的人失去家园。融化的冰水会把海水冲淡－海水盐份改变会损害渔产并会扰乱全球的水流。

31. ⑤环境污染： 地理环境污染 是指由于人为原因，向地理环境释放物质和能量，影响人类和其他生物的正常生存与发展，或造成某些地理要素的使用价值下降等现象。 水资源的污染：――导致水资源短缺，急需污水处理 大气污染：燃煤和汽车尾气排放，需解决城市燃料结构 危害：影响我们后代的生存和发展

32. 水污染是普遍存在的

33. 大气污染的危害

34. 为什么青蛙妈妈找不到小蝌蚪了?

35. 三、中国问题 目前中国的生存 和发展面临着 什么问题呢?

36. 1、庞大的人口压力

37. 2、严重的资源短缺

38. 3 深刻的环境危机 以城市为中心的环境污染仍在发展，并迅速向农村蔓延；土地流失、荒漠化等生态破坏的范围仍在扩大，程度在加剧

39. 4、土地的贫乏 （1）以甲地为代表的／／／／／所示地区突出的生态环境问题是荒漠化，造成这一问题的的自然原因主要是干旱、风蚀作用强、植被稀少，人为原因主要有过度放牧、滥垦滥挖、草原退化。

40. （2）乙为低山丘陵地区，由于气候多雨，加之人类不合理的活动，如不合理耕作，过度砍伐树木，使这一地区的易发生的生态环境问题是水土流失。（2）乙为低山丘陵地区，由于气候多雨，加之人类不合理的活动，如不合理耕作，过度砍伐树木，使这一地区的易发生的生态环境问题是水土流失。

41. （3）丙所在的地形区是盆地，这个地区的大城市由于大气污染形成的环境问题主要是酸雨，形成这一环境问题的气候条件是湿润多雨，当地的能源消费结构特点是以燃煤为主。

42. （4）图中A-F各城市，由于能源结构以燃煤为主，冬季采暖季长，又以重工业最为集中，所以环境污染以大气污染最为突出。

43. （5）从以上事例，可以总结得出，环境问题的分布具有明显的地域性特征，这主要是由于各地区的社会经济不同，以及自然环境条件的差异所致。

44. 目标： 建立一个健康、合理的人类可持续发展模式----开发利用地下空间，解决人类生存危机。

45. §2－3 地下空间开发的意义 地下空间开发的意义 建立可持续发展的必由之路――开发地下空间 美国（宾西法尼亚大学）格兰尼博士说：未来的城市会搬到地下，以保持城市的完整性；把自然、艺术留给城市，把交通、活动放入地下。 地下空间的开发是保护环境、改善环境，提供人类所需资源，保证人类可持续发展的重要措施。

46. 1、地下空间提供巨大的活动空间，节省大量的能耗，人类活动转入地下1、地下空间提供巨大的活动空间，节省大量的能耗，人类活动转入地下 社会生产力的巨大发展，伴随着威胁人类生存的巨大破坏 社会每增加一个人，就必须提供一个生活空间，给人类生存带来压力和危机问题：人口问题、土地、粮食、水资源、矿物资源、生态环境、社会等问题

47. 人类的生态空间和生活空间都是以土地为依托 人类生存所需的生活品（生态空间） 人类活动所需的场所（生活空间） 人口增长，土地减少――导致生存危机 人口增加，城市不能扩容――开发生存空间 开发空间：海洋――正在开发，难度较大。 宇宙――正在研究，较为遥远 地下――能直接受益，必然趋势

48. Western Kowloon Reclamation西九龙

49. Ma On Shan reclamation completed in 1993 马鞍山

50. 地下空间给人们提供城市地下资源发展城市空间的立体化地下空间给人们提供城市地下资源发展城市空间的立体化 　（1）居住空间：――随着技术的发展，地下空间居住能达到地面标准 　（2）业务空间：――办公、会议、教学、实验、医疗、社会福利活动空间 　（3）商业空间：――批发、零售、金融、贸易等场所 　（4）文化空间：――娱乐、体育等场所 　（5）交通空间：――人类利用最早、最有效的利用