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什么是实景三维城市(地下城市构想)

什么是实景三维城市(地下城市构想)地下交通立体网络构建技术。在地下城市建立悬挂式的多层次交通网,既要节省地下空间又要保证快捷方便的地下交通,还要建立足够的地下城市安全逃生应急通道; 地下空间无线通信与智能物联网技术。以无线无损传输技术为手段,以物联网技术为载体,发展地下城市功能的自动化、智能化和网络化,实现地下城市生活、教学、医疗、商业等智能物联全覆盖; 在地下城市工程中,我认为现阶段可以考虑到的关键技术如下: “太阳”使用技术。采取远程天窗将地面阳光导入地下,或者发展利用 可控核聚变制造“人工太阳”,或者构建可用模拟阳光等方法实现地下环境对“太阳”的利用; 生态空气动态循环技术。构建地下空气成分智能调控循环系统,动态调整、智能平衡地下空气成分;

时至今日,真正意义上的地下城市还只存在于科幻电影和小说中,但我认为地下城市工程在未来有着不可替代的现实意义。

工程背景可以从两方面来看,首先背景之一便是全球生态现实问题。世界人口增长、浅层资源枯竭、人类活动空间扩大导致现代城市发展面临土地紧缺、城市生态环境恶化、城市系统运行失衡等问题;全球气候变暖、自然灾害频发、臭氧空洞扩大导致地表生态环境恶化,而这些在各方政治利益博弈下难以解决的生态问题导致地表越来越不适宜人类居住;人类对自然资源的过度开发利用也导致了各种环境问题,土地荒漠化、环境污染等问题日益严重。此外,背景之二便是未来地球世界的发展展望。可能发生的未来战争和难以遏制的生态恶化会对地面环境造成极大的破坏,甚至会影响到人类种族的繁衍和人类文明的延续;空间观测表明大部分行星地表环境极端恶劣,若人类文明意图向宇宙空间发展则必须学会在外星球建立类似地下城市的建筑屏障和生态系统;转移至地下同时伪装荒凉的地表也可以躲避有可能的来自外星智慧生命的观测和攻击。

地下城市工程的潜在价值可以从以下方面来看。第一,地下城市可以解决环境温度问题。相比于地球地表环境变暖、外星球地表极端冷热气候,地下城市可以提供较为恒定的温度条件,适宜人类居住;第二,地下城市更具有保护性。未来的地下城市可以建设在地质稳定区域的深层地下,而地面作为天然的保护层可以帮助人类躲避外部环境的各种有害侵袭;第三,地下城市在资源利用方面更具效率。未来的地下城一方面可以缓解土地资源日益紧张的问题,保护地表生态多样性;另一方面地下城市需要的制热制冷比地面少,可以节约能源。

什么是实景三维城市(地下城市构想)(1)

地下城市工程的最终目标是在地下建立集居住、交通、存储、各类产业于一体的立体化生活空间,而考虑现阶段的实际情况,可将现阶段目标定位为建立与地表生活区相联系的地下辅助生活区和相应的生活设施,加深扩大现有的地下空间开发梯度。需要注意的是,在地下城市工程的开发过程中,必须充分考虑到地震、岩浆侵袭等地质灾害的安全防护问题,地下城市生态环境的严格控制管理问题, 地下城市能源、资源供给与利用问题以及地下城市生活所带来的人文和社会问题等。

在地下城市工程中,我认为现阶段可以考虑到的关键技术如下:

“太阳”使用技术。采取远程天窗将地面阳光导入地下,或者发展利用 可控核聚变制造“人工太阳”,或者构建可用模拟阳光等方法实现地下环境对“太阳”的利用;

生态空气动态循环技术。构建地下空气成分智能调控循环系统,动态调整、智能平衡地下空气成分;

地下空间无线通信与智能物联网技术。以无线无损传输技术为手段,以物联网技术为载体,发展地下城市功能的自动化、智能化和网络化,实现地下城市生活、教学、医疗、商业等智能物联全覆盖;

地下交通立体网络构建技术。在地下城市建立悬挂式的多层次交通网,既要节省地下空间又要保证快捷方便的地下交通,还要建立足够的地下城市安全逃生应急通道;

地下生态景观构建技术与管理保护。发展模拟阳光、空气智能重生技术、洁净水自循环系统、地下生态植被等技术,构建地下生态圈并采取严格的保护管理制度;

各类地下产业比如地下农业的发展管理问题。地下农场光合作用需要的阳光可采用人工智能控制方式,根据不同植物所需的阳光波长,择优选择光谱,确保地下农场的高质量发展。

什么是实景三维城市(地下城市构想)(2)

在现阶段,地下城市工程项目的探索规划可以包括以下三个方面:第一,建设深地空间开发利用试验区,探索开发前面提到的深地地下空间利用的科学理论与技术体系;第二,构建深地医学探索实验室,系统研究深地环境对生命体的影响及其机制,为地下城市的科学建设提供生物学基础;第三,加大目前的浅层地下空间开发力度,建设实验性的地下生活区与相应的生活设施。我们必须充分考虑到地下城市工程的潜在风险,比如大规模地质活动如板块碰撞会对地下城市空间造成冲击,存在一定的自然安全隐患;封闭的地下生活会对人类族群的心理和社会结构产生冲击,存在社会管理和运作的安全隐患;将地表生活搬迁至地下的过程中城市生态系统和交通、供给、通讯、工农业等基础产业和设施较为脆弱,某一环节出问题可能引发连锁反应等等。凡事预则立不预则废,充分考虑风险是未来成功建设地下城市的前提保障。

我认为,未来的地球生活将是以地下生活为主,地下与地表相结合的生活方式。地表建设以生态环境恢复和保护为主,减少人类生活设施,地表人类建筑设施主要以隐蔽的科研设施和通讯防御设施为主,达到掩盖人类文明存在痕迹的目的;地下城市建设技术可以应用于人类向外星移民的进程中,实现人类向宇宙空间进军的梦想,同时部分地下城市建设技术与管理方法可用于未来的太空城建设。

什么是实景三维城市(地下城市构想)(3)

后记

工程对人类文明的意义和价值难以估量。在面对全球性难题时,创造性的工程能够帮助人类整体渡过难关,关系到人类文明的存亡延续和向前发展,当代工程师们应有足够的勇气与担当去面对任何一个有意义的工程项目。

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