第十章 城市土地利用
第一节 自然环境与城市土地利用
自然环境影响着城市土地利用。城市发展的本身通过城市人的行为改变了自然环境，而环境又反过来作用于城市人的行为，前者我们称为行为过程，后者称为反馈过程。
城市土地利用与自然环境的关系是一个复杂的研究课题，是城市地理学的重要组成部分。在西方城市地理学日益社会科学化的今天，往往缺乏这方面的研究。然而，从我国实际出发，必须重视自然条件与城市土地利用的研究。本节就自然环境对城市形态和空间结构的影响，以及环境对城市发展的反馈作一简单论述。
一、城市地理位置的选择
地理位置包括相对位置（或大位置）和城址（或小位置）。所谓相对位置是指某城市对该城市周围的一切物质的空间关系，是一种随着社会经济发展而变化的地理因素，它决定了城市的个性和城市的发展前途，但对城市形态和空间结构并不一定有直接影响。城址是城市所在的地点。城址主要受自然地理要素影响。作为城市建设的自然条件，不仅影响城市发展，而且影响城市形态和内部结构。虽然，随着科技技术的进步，人们克服自然的技术力量日益强大，但是，自然界仍是影响城市发展的必要条件之一。要规划建设好一个城市，必须“了解自然，克服自然，改造自然，保护自然，”从自然中取得自由。在建设新城或发展新区以前，应选择合适的地址建设城市，以取得最大的经济效果。
值得强调的是，城址应尽量避免选在易发生地震的地带上，如果不注意这一点，所得的反馈就是地震对城市的破坏。1976年唐山大地震的教训我们必须记取。如果相对地理位置决定了非要在这类地区建设城市不可，那么，我们的办法只有三条：①避免在活动性大断裂带的两端和拐弯的部位、两条活动断裂带交汇处以及容易引起次生灾害的地区建设城市或布置主要项目；②选择抗震能力较强的基底来建设城市；③加固建筑物，提高抗震能力。
位于河流两岸的城市，往往呈带状或者被河流分割成组团状发展。如果城市位于河流凸岸，最初可能靠河岸发展，但随着工业发展和陆上交通的开辟，城市可能离开河岸，在阶地上发展。如果河流还在淤积，人们可能围堤填滩，迫水归槽，建筑码头和仓库。在多数情况下，码头设在河流凹岸处，因为凹岸处条件好，泥沙淤积少，非常适于建港。但是，在这种情况下，必须注意河流对河岸的冲刷。如果为了防止城市被冲刷，在城市上游筑坝改变水流，那么就有可能改变主流线，港口被废弃，影响城市用地的发展。
位于破碎的河谷或起伏不平的低丘地带的城市，空间布局常常成分散组团式。
二、城市地下空间
在一些石灰岩地区，常常有许多天然洞穴，为了扩大空间，人们也会开挖形成各种人工洞穴。在一些发达国家，人们利用天然洞穴和人工洞穴来发展轻工业、精密仪器工业，兴建地下仓库、地下交通线、地下停车场、地下商店、地下城。利用城市地下空间，不仅扩大了城市用地，而且还有不少其它优点。如人们充分利用中心商业区的地下空间，建商店、仓库及工厂，从地面至地下乘升降机即可上下，大大缩短了市场与仓库、工厂的距离。洞穴内部均恒温在20℃左右，可节省空气调节器及取暖器，节约能源。瑞典的经验证明，利用洞穴建设地下仓库还经济。
在城市发展中，抽取地下水以及地下油、气，会引起地面沉降。地面沉降是地层在垂直方向发生压缩变化的一种现象。地面沉降容易发生在软弱冲积层地区、含有丰富的深层地下水的洪积层地区以及因工农业发展而大量抽取地下水的地区。地面沉降会造成建筑物不均匀下沉并发生裂缝，破坏地下管道。
在沿海岸地区，地下咸淡水直接接触，并形成咸淡水交接面。如果城市抽取地下淡水，潜水面就会降低，咸淡水交接面就会向内陆方向移动，有的淡水水井就可能由于咸水侵入而报废。滨海城市由于大量抽取地下水，同时又修筑了排水网系统，使地表径流直接排入海中，从而减少了地下淡水补给量，产生咸水侵入的现象。在沿海岸地区，因地面沉降，会发生海水倒灌内陆，影响城市生产和生活。
采取的办法是在海边筑堤阻挡海水倒灌；人工填土加高地面；分散建井，逐步扩大开采； 控制水源井的开采深度，防止开采强度不均，导致水质恶化；回灌地下水使下沉停止；加强水源地的保护；引洪淡化，改造水质等。
从国外地面沉降的情况来看，已经收缩的地层不大可能重新复原。也就是说，地面沉降过程基本上是不可逆的。因为引起地面沉降的地区主要是软弱的冲积层，粘土和砂土都具有容易压实而难于膨胀的特性。土层一经收缩压实，即使含水层的水位恢复，地面也不能完全复原。由此可见，及早采取措施，防止和控制地面沉降就显得十分重要。
冻土层融化后，也有可能引起地面下沉。有植被覆盖的冻土层较难融化，冻土层厚度常保持不变，其上适宜建造房屋等。没有植被覆盖的冻土层，冻土界限有可能不断下降，其上形成了饱含水份的沼泽地，不适宜建筑。冻土层的融化，一方面是来自太阳的直接照射，另一方面是不可忽视的人为因素的影响。如住房的取暖设备、输油管道都有可能使冻土层受热而融化。为此，必须在取暖设备、输油管道与冻土层之间铺设隔离层，才能在冻土层上建造各种建筑物和构筑物。
废物垃圾埋在地下，经雨水冲刷，各种有害的化学元素被溶解出来而渗入地下土层，容易污染浅层地下水，影响人们饮用。
在喀斯特地区，由于地面下隐伏溶洞、溶沟或溶槽，在天然条件下的地表水和地下水的作用下，及在人工开采和排除地下水的影响下，也会产生地面塌陷，影响严重。
三、地基承载力
地面岩土是城市各种建筑物和构筑物的地基基础。地基允许承载力是指在保证地基稳定的条件下，房屋和构筑物的沉降量不超过允许值的地基承载能力。城市各类建筑物和构筑物对地基承载力有不同的要求，而不同的岩土有不同的承载力，因此，在用地选择和功能组织时尽量做到地尽其用，使各种建筑物和构筑物各得其所。
确定地基承载力时应考虑：①地基土堆积年代。堆积年代与成岩作用密切相关，在天然条件下，堆积年代愈久，成岩作用的程度愈高，承载力愈大。②地基土成因。成因不同，承载力不一样。一般而言，同一类土，冲积和洪积比坡积承载力大。③地基土性质。包括受压层和下卧层的性质。性质不同，无疑承载力差异很大。④地下水情况。不仅影响土的性质，而且对土可起浮托作用，水中含有酸碱杂质还会对人工基础有侵蚀作用。⑤建筑物基础。包括基础尺度大小，埋藏深度等。⑥建筑物性质。
在一些特殊土壤上建造建筑物和构筑物，必须采取专门的人工基础。
湿陷性黄土是天然黄土在上覆土的自重压力与附加压力的共同作用下，受水侵蚀后形成的。湿陷性黄土土壤结构容易受到破坏，而导致房屋基础突然下沉。
红粘土虽然孔隙比和含水量均较大，但地基承载力较大。不过，有的可能浸水体积膨胀，失水体积收缩，并且由于红粘土厚度变化大，造成地基不稳定。
软土是一种天然含水量大、压缩性高、承载力低的软塑或流塑状的粘性土，由于其具有触变性、高压缩性、低透水性和不均匀性，当受到振动破坏时，会降低土的强度或很快变成稀释状态，建筑物沉降量大，延续时间长，并可能产生差异沉降，破坏建筑物和构筑物。
人工填土的时间愈长，组成物质愈均匀，颗粒愈粗，有机物质愈少，地基承载力愈大。冲填土的结构要经过一段时间重新组合才能作为地基，并需要更为严格的措施。压实填土的地基承载力大小，则取决于组成物质、含水量、压实方法、铺土厚度、压实系数及填土的均匀性等。
季节性冻土，在冻土状态时，地基强度较高，压缩性较小或不具有压缩性，融化后承载力大大下降，压缩性急剧增高，使地基融沉。在冻结过程中，产生冻胀，对地基极为不利。
膨胀土受水浸湿，体积膨胀；干燥失水，体积收缩。虽然膨胀和收缩是可逆的，但绝对值不一定相同，从而破坏基础，使建筑物和地坪开裂。
盐渍土，在干燥时，盐是结晶，地基强度大；但浸水溶解，土质变化，强度降低，压缩性增大。硫酸盐结晶时，体积膨胀，溶解后体积缩小。少数碳酸盐使土质松散，破坏地基稳定性。此外，盐渍土对金属管道有一定侵蚀性。
现代技术均可克服上述不良土壤造成的承载力低、地基不稳定等弊端。但在有选择的条件下，我们应尽量避免在不良土壤上建造要求地基承载力很高的建筑物和构筑物，而将不良土壤改作它用。