“五維一體”視角下城市濱水區(qū)界定方法探索
——以沈陽(yáng)渾河濱水區(qū)為例

安天一 袁敬誠(chéng) 陳 石

城市濱水區(qū)作為水陸交際地區(qū)，歷來(lái)以實(shí)現(xiàn)環(huán)境生態(tài)過(guò)程與功能完整為目標(biāo)，注重建成空間與自然環(huán)境的共同維育。共生、共建、共享的親自然濱水區(qū)塑造有助于促進(jìn)“社會(huì)—生態(tài)”耦合型空間系統(tǒng)構(gòu)建，凝聚藍(lán)色空間親和力，提升居民的健康與福祉[1]。然而，現(xiàn)階段模糊的空間界定標(biāo)準(zhǔn)為濱水區(qū)更新與開發(fā)帶來(lái)不確定性，以至于從規(guī)劃設(shè)計(jì)到?jīng)Q策實(shí)施都難以在短時(shí)間內(nèi)取得有效共識(shí)。在人水和諧發(fā)展理念下，為構(gòu)建滿足多目標(biāo)需求的空間載體，亟需一種符合濱水區(qū)身份屬性的區(qū)域界定準(zhǔn)則，為濱水區(qū)研究和適應(yīng)性建設(shè)提供保障。

1 傳統(tǒng)界定方式分類

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別從開發(fā)程度、要素構(gòu)成、空間布局、文化特征及心理感知等不同層面探究了濱水區(qū)范圍界定方法，但不同方式切入視角各有側(cè)重，結(jié)果差異明顯。研究進(jìn)一步將已有界定方式歸納為物理障礙界定、空間格局界定以及可達(dá)性界定三類。

（1）物理障礙界定

物理障礙主要包含由山體、水體、綠地等構(gòu)成的自然障礙以及由交通干線、建筑界面等構(gòu)成的人工障礙。因識(shí)別性強(qiáng)，其界定結(jié)果易于接受，應(yīng)用范圍廣。自然障礙方面多選擇水體、綠地邊緣為界定邊界；人工障礙方面則多選擇交通干線為界定邊界。

（2）空間格局界定

格局可分為功能、生態(tài)、人文三個(gè)層面。功能格局界定同空間結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，通常以功能區(qū)劃作為判定依據(jù)；生態(tài)格局界定可從生態(tài)安全角度考量，以防洪緩沖區(qū)范圍為判定依據(jù)；人文格局界定以歷史記憶場(chǎng)所與文化活動(dòng)承載地的范圍為判定依據(jù)。

（3）可達(dá)性界定

可達(dá)性通?？紤]交通可達(dá)與視覺可達(dá)兩方面。交通可達(dá)性與地區(qū)交通體系構(gòu)成有關(guān)，一般基于車行、步行可達(dá)時(shí)間來(lái)評(píng)定；視覺可達(dá)性由界面開敞度決定，與街道走向、濱水建筑體量，布局密度等相關(guān)，可基于濱水沿岸景觀的可視性來(lái)評(píng)定。

上述傳統(tǒng)界定方式主要考慮水域和陸域之間的形態(tài)聯(lián)系、功能聯(lián)系及可達(dá)聯(lián)系，但對(duì)于二者之間的生態(tài)聯(lián)系這一關(guān)鍵特征涉及較少，界定結(jié)果對(duì)濱水區(qū)核心屬性考慮不足，且界定過(guò)程缺乏多因素的統(tǒng)籌兼顧。

2 “五維一體”界定體系構(gòu)建

相關(guān)研究認(rèn)為，復(fù)雜性與多樣性特征決定了濱水區(qū)范圍界定應(yīng)是由不同標(biāo)準(zhǔn)共同支持的結(jié)果[2]。因此，研究結(jié)合濱水區(qū)內(nèi)人與自然兩大主體的核心特征，回歸對(duì)濱水區(qū)獨(dú)有生態(tài)特性的關(guān)注，并基于對(duì)不同維度界定方式的系統(tǒng)梳理，提煉形成全面的、適宜的、一體化的“五維一體”界定體系。其涵蓋氣候分區(qū)、物理障礙、空間格局、可達(dá)性、感知意象五個(gè)方面。在氣候分區(qū)維度，水體以及受水體氣候效應(yīng)輻射的陸域地區(qū)可理解為濱水區(qū)；在物理障礙維度，重要的自然障礙或人工障礙可視為濱水區(qū)邊界；在空間格局維度，不同區(qū)域的功能、生態(tài)、人文等差異于無(wú)形中劃分了濱水區(qū)；在可達(dá)性維度，可將一定標(biāo)準(zhǔn)下交通可達(dá)范圍與視覺可達(dá)范圍作為濱水區(qū)界域；在感知意象維度，將市民認(rèn)同度最高的空間范圍視作濱水區(qū)。研究利用德爾菲法與層次分析法確定界定因子，配置體系內(nèi)各界定因子權(quán)重，為后續(xù)采用空間疊圖分析獲得合理的濱水區(qū)范圍提供支持[3]。從評(píng)判結(jié)果可知（表1），更能體現(xiàn)濱水區(qū)獨(dú)有特征的氣候分區(qū)所占權(quán)重最高，其次是常作為界定依據(jù)的物理障礙與可達(dá)性，而空間格局、感知意象同前三者權(quán)重值差距明顯。

3 沈陽(yáng)渾河濱水區(qū)范圍界定探索

本文以沈陽(yáng)渾河濱水區(qū)中心城區(qū)段為研究對(duì)象，橫向以城市三環(huán)為界，縱向以沿河兩岸距離水邊約1.5km范圍為界。內(nèi)部以跨河橋?yàn)榉指艚缇€，進(jìn)一步將區(qū)域劃分為3個(gè)類別共計(jì)6個(gè)區(qū)段，分別稱為中心區(qū)段、過(guò)渡區(qū)段與城郊區(qū)段（圖1）。

圖1 沈陽(yáng)渾河濱水區(qū)區(qū)段劃分

3.1 基于氣候特征的濱水區(qū)范圍界定

渾河濱水區(qū)生態(tài)特征集中體現(xiàn)于水體的氣候效應(yīng)。因比熱容差異，水體升降溫速率慢于陸地，水陸溫差將產(chǎn)生局地?zé)崃Νh(huán)流，太陽(yáng)輻射在此環(huán)流過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為潛熱，減緩地表溫度上升，環(huán)流也會(huì)促進(jìn)水分子與陸域空氣進(jìn)行熱交換，降低氣溫。同時(shí)，空氣環(huán)流帶來(lái)的河風(fēng)，將有效增強(qiáng)陸域通風(fēng)品質(zhì)[4]。研究表明，水體的氣候效應(yīng)有一定影響范圍[5]，因此水體以及受水體氣候效應(yīng)影響的陸域地區(qū)可視為濱水區(qū)。據(jù)此，本文結(jié)合地域特點(diǎn)，以夏、冬兩季為背景對(duì)濱水區(qū)風(fēng)熱環(huán)境特征進(jìn)行解析，挖掘氣候效應(yīng)對(duì)范圍界定的影響。

（1）熱環(huán)境影響范圍分析

依托夏、冬季典型日遙感數(shù)據(jù)，利用地表溫度反演法開展熱環(huán)境分析。夏季，建成區(qū)內(nèi)陸域地表溫度隨著同水體距離的增加而增加，并在一定距離后趨于穩(wěn)定。非建成區(qū)內(nèi)上述規(guī)律不明顯，地表溫度更多受下墊面性質(zhì)影響。冬季水域冰封后，地表溫度同陸域接近，部分河段因排水等因素，溫度甚至高于陸域，水體對(duì)局地?zé)岘h(huán)境影響微弱。因此，夏季水體對(duì)局地?zé)岘h(huán)境的影響應(yīng)作為關(guān)注焦點(diǎn)（圖2）。

圖2 夏季、冬季渾河濱水區(qū)地表溫度分析

為深入探究夏季水體對(duì)局地?zé)岘h(huán)境的影響程度，研究利用GIS工具，以100m為單位分別向沿河兩岸構(gòu)建多環(huán)緩沖區(qū)，并將多環(huán)圈層分布圖同地表溫度分布圖疊加，按照區(qū)段分別統(tǒng)計(jì)各圈層內(nèi)平均地表溫度。結(jié)果表明，各圈層地表溫度隨著離岸距離的增長(zhǎng)而增加。貼近水體的圈層地表溫度最低，同時(shí)由于綠地與不透水下墊面性質(zhì)差異較大，在0～200m圈層內(nèi)，平均地表溫度呈陡升態(tài)勢(shì)，而后進(jìn)入平穩(wěn)增長(zhǎng)階段，并至一定距離后趨于穩(wěn)定。城郊區(qū)段內(nèi)，占比較高的運(yùn)河、耕林地等藍(lán)綠空間會(huì)對(duì)渾河水體的熱環(huán)境影響產(chǎn)生制約，且周邊環(huán)境也多受到這些臨近冷源作用，因此，在區(qū)段Ⅰ、Ⅵ北岸的影響范圍多數(shù)處于500～600m。兩區(qū)段南岸因建成環(huán)境居多，受制約小，影響范圍約為800m；區(qū)段Ⅲ、Ⅳ為中心區(qū)段，該區(qū)段影響范圍取決于建成環(huán)境空間形態(tài)，該類區(qū)段影響范圍一般約在700～800m；過(guò)渡區(qū)段內(nèi)，區(qū)段Ⅱ、區(qū)段Ⅴ北岸同中心區(qū)段特征相近，但因建設(shè)強(qiáng)度略低，影響范圍約在900～1000m。南岸非建成區(qū)占比高，同樣受到內(nèi)部冷源影響，水體對(duì)局地氣候的影響范圍受限，一般約在500～600m（圖3）。

圖3 夏季各區(qū)段地表溫度圈層變化分析

（2）風(fēng)環(huán)境影響范圍分析

研究借助Phoenics環(huán)境模擬平臺(tái)，依據(jù)各區(qū)段水陸平均地表溫度值，開展靜力環(huán)流模擬分析，確定各區(qū)段水陸交界處上方風(fēng)速值與河風(fēng)風(fēng)向。由于河風(fēng)風(fēng)向通常垂直于水陸交界線，同時(shí)考慮渾河濱水區(qū)的現(xiàn)實(shí)條件，研究以區(qū)段為風(fēng)向統(tǒng)一單位開展分析。為確保風(fēng)環(huán)境影響范圍及影響程度能夠準(zhǔn)確判定，避免外來(lái)風(fēng)流干擾，研究基于靜態(tài)環(huán)境條件進(jìn)行濱水區(qū)風(fēng)環(huán)境模擬。另外，冬季因水陸地表溫度接近，環(huán)流產(chǎn)生的風(fēng)速微弱，近似無(wú)風(fēng)狀態(tài)，因此本文將重點(diǎn)關(guān)注夏季河風(fēng)對(duì)風(fēng)環(huán)境的影響。

分析結(jié)果顯示，風(fēng)速在各區(qū)段內(nèi)的衰減變化情況接近，各區(qū)段沿岸地區(qū)風(fēng)速較高，并隨著離岸距離的增加，風(fēng)速逐漸降低（圖4）。同樣以100m為單位建構(gòu)多環(huán)緩沖區(qū)，將多環(huán)圈層分布圖同風(fēng)速分布圖疊加，按照區(qū)段分別統(tǒng)計(jì)各圈層平均風(fēng)速，分析河風(fēng)影響范圍。一般認(rèn)為，當(dāng)人行高度處風(fēng)速小于1.1m/s時(shí)，人對(duì)風(fēng)的感覺不強(qiáng)，可近似為無(wú)風(fēng)狀態(tài)。因此，研究以1.1m/s為臨界標(biāo)準(zhǔn)判斷各區(qū)段河風(fēng)影響范圍。其中，城郊區(qū)段影響范圍一般約在800～1000m；中心區(qū)段影響范圍一般約在500～600m，且北岸影響范圍大于南岸；過(guò)渡區(qū)段受建設(shè)程度差異影響，北岸地區(qū)同中心區(qū)段相近，范圍一般為700m；南岸地區(qū)與城郊區(qū)段相近，范圍最大可達(dá)1000m。綜合來(lái)看，夏季河風(fēng)對(duì)兩岸局地風(fēng)環(huán)境的影響范圍一般不超過(guò)1000m，最小范圍約為500m，低密度地區(qū)的影響范圍最大可為高密度地區(qū)的2倍（圖5）。

圖4 夏季各區(qū)段1.5m處?kù)o態(tài)風(fēng)環(huán)境模擬云圖

圖5 夏季各區(qū)段河風(fēng)風(fēng)速圈層變化分析

（3）基于氣候分區(qū)影響的范圍界定

在氣候影響分析基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合空間及氣候信息繪制氣候地圖，解析濱水區(qū)氣候結(jié)構(gòu)[6]。濱水區(qū)共分為四種氣候類型區(qū)，分別是河流生態(tài)影響區(qū)、藍(lán)綠生態(tài)功能區(qū)、氣候中性區(qū)、氣候敏感區(qū)。河流生態(tài)影響區(qū)占據(jù)主體，形成了一種連續(xù)的、寬度變化的帶形空間。中心區(qū)段內(nèi)，河流生態(tài)影響區(qū)地段氣候敏感性較低，氣候品質(zhì)高于區(qū)段內(nèi)其他地段。其他區(qū)段內(nèi)，河流生態(tài)影響區(qū)地段普遍承擔(dān)生態(tài)過(guò)渡區(qū)職能，多數(shù)同氣候中性區(qū)直接銜接。

研究依托河流生態(tài)影響區(qū)范圍開展濱水區(qū)界定，并選擇識(shí)別性較高的要素為邊界，以優(yōu)化圈層分析數(shù)值在空間上的模糊性。結(jié)果顯示，濱水區(qū)邊界同河流生態(tài)影響區(qū)邊界基本契合，陸域縱深大小同建設(shè)強(qiáng)度高低成反比。同時(shí)，受道路、界面、藍(lán)綠空間等識(shí)別性要素位置影響，不同地段陸域邊界相對(duì)影響圈層邊界有所擴(kuò)張或收縮。中心區(qū)段陸域縱深為650～750m；城郊區(qū)段陸域縱深為650～1100m；過(guò)渡區(qū)段陸域縱深為800～1000m。中心區(qū)段內(nèi)，縱深較大區(qū)域的邊界多為城市干路，縱深較小區(qū)域的邊界多為建筑界面；城郊區(qū)段內(nèi)，邊界一般為制約水體氣候效應(yīng)延伸的綠地或水系的邊緣；過(guò)渡區(qū)段內(nèi)，北岸地區(qū)邊界多為臨河第一街區(qū)邊界，而南岸地區(qū)邊界為綠化用地或未利用地邊緣?？傮w而言，氣候效應(yīng)影響下的濱水區(qū)陸域縱深大致為距水邊650～1100m的空間范圍（圖6）。

圖6 基于氣候分區(qū)影響的濱水區(qū)范圍界定

3.2 基于傳統(tǒng)模式的濱水區(qū)范圍界定

（1）基于物理障礙影響的范圍界定

自然物理障礙通常為濱水綠地，以此界定的濱水空間隨綠地尺度大小變化，陸域縱深最小為150m，最大為450m。人工物理障礙界定選取界限特征最突出的道路為界定要素，以濱河路外側(cè)第一條城市主干路為界，陸域范圍縱深多在1200～1500m之間（圖7）。

圖7 基于物理障礙影響的濱水區(qū)范圍界定

（2）基于空間格局影響的范圍界定

功能格局下的界定需根據(jù)功能類型差異分別探討。多功能混合的中心區(qū)段承載活動(dòng)繁多，致使功能區(qū)整體規(guī)模較大，地區(qū)陸域范圍縱深約為2000m。以居住生活功能為主的濱水區(qū)，可依據(jù)居住生活圈范圍劃定，陸域縱深約為1500m。自然空間為主的地區(qū)依據(jù)自然空間尺度劃定，陸域縱深約為1000m；生態(tài)格局下的界定，以防洪堤為邊界，將滿足防洪需求和生物多樣性需求的緩沖地帶作為濱水區(qū)。多數(shù)地段陸域縱深在300～500m區(qū)間內(nèi)，最小為150m，城郊邊緣最大可達(dá)1000m；人文格局下的界定以獨(dú)具特色的碼頭文化區(qū)與康體運(yùn)動(dòng)區(qū)范圍為依據(jù)，界定所得范圍的陸域縱深偏小，邊界構(gòu)成要素包含馬拉松賽道、專用運(yùn)動(dòng)場(chǎng)邊界、碼頭區(qū)邊緣等（圖8）。

圖8 基于空間格局影響的濱水區(qū)范圍界定

（3）基于可達(dá)性影響的范圍界定

在交通可達(dá)性方面，利用GIS平臺(tái)構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)模型，以時(shí)間成本為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)步行可達(dá)性判斷濱水區(qū)范圍。綜合不同人群步行特點(diǎn)，在模型中將步行速度設(shè)計(jì)為1.33m/s，分別計(jì)算不同時(shí)間內(nèi)到達(dá)沿岸濱水節(jié)點(diǎn)的陸域范圍。相關(guān)研究認(rèn)為，步行時(shí)間超過(guò)10min，出行意愿開始下降，在20min時(shí)出行意愿降至極低，因此研究以20min內(nèi)步行可達(dá)范圍為界定標(biāo)準(zhǔn)。所得結(jié)果顯示，濱水區(qū)陸域縱深約在1200～1500m。

在視覺可達(dá)性方面，可根據(jù)行人所處外部空間位置對(duì)濱水景觀的可視性來(lái)衡量。研究將地形、建筑、水域等要素置入GIS平臺(tái)，通過(guò)視域分析判斷沿岸地區(qū)對(duì)濱水景觀的可視程度。在200m×200m單元網(wǎng)格下，統(tǒng)計(jì)各單元濱水景觀可視面積占比，將占比在50%及以上的單元視為濱水區(qū)。針對(duì)自然開敞型區(qū)域，多數(shù)研究認(rèn)為超過(guò)1200m后可視目標(biāo)便不再清晰，因而建設(shè)程度低、自然空間占比高的地區(qū)的最大可視距離應(yīng)為1200m。由此界定的濱水區(qū)陸域范圍在400～1200m之間（圖9）。

圖9 基于可達(dá)性影響的濱水區(qū)范圍界定

（4）基于感知意象影響的范圍界定

經(jīng)實(shí)地調(diào)查可知，多數(shù)被調(diào)查者認(rèn)為進(jìn)入濱水公園，或抵達(dá)跨河橋就預(yù)示著已經(jīng)進(jìn)入濱水區(qū)。部分人則會(huì)通過(guò)標(biāo)志性建筑或大壩路等作為進(jìn)入濱水區(qū)的標(biāo)志。從手繪認(rèn)知地圖來(lái)看，居民認(rèn)知的濱水區(qū)陸域范圍一般為水體外延300～500m的區(qū)域。其中，中心區(qū)段因要素布局豐富，感知程度較高的要素不局限于濱水公園，還包括典型標(biāo)志建筑及特色地段，進(jìn)而使得空間感知范圍增大，陸域范圍縱深可達(dá)500m。其他區(qū)段則以濱水綠地為主要識(shí)別要素，陸域范圍縱深多約為300m（圖10）。

圖10 感知意象調(diào)查分析

3.3 多元維度綜合劃定

在分類界定結(jié)果基礎(chǔ)上，依托GIS平臺(tái)將以上界定結(jié)果按照權(quán)重進(jìn)行加權(quán)疊加。各單因子界定結(jié)果中，范圍內(nèi)地區(qū)賦值為1，范圍外地區(qū)賦值為0，并以界定體系內(nèi)最大權(quán)重因子得分0.38為判定標(biāo)準(zhǔn)，綜合疊加結(jié)果高于此分值的地區(qū)即為濱水區(qū)。從結(jié)果可知，綜合界定范圍邊界主要由道路和建筑界面構(gòu)成，兩側(cè)陸域縱深約為1000～1500m左右。相比傳統(tǒng)模式，該界定結(jié)果兼顧了濱水區(qū)各項(xiàng)要素，特別是氣候特征在范圍界定中產(chǎn)生了重要影響。從區(qū)段層面來(lái)看，城郊區(qū)段因內(nèi)部要素制約水體氣候效應(yīng)影響，區(qū)段路網(wǎng)體系可達(dá)范圍有限，導(dǎo)致部分地段界定范圍縱深低于其他兩個(gè)區(qū)段。中心區(qū)段與過(guò)渡區(qū)段受氣候分區(qū)界定結(jié)果影響較大，但因擁有完善的交通體系，相比氣候分區(qū)界定結(jié)果，邊界有所拓展。綜合界定范圍從多維度視角明確了渾河濱水區(qū)的規(guī)模與尺度，為城市核心親自然空間標(biāo)定了控制線，防止無(wú)序的城市建設(shè)對(duì)其蠶食，未來(lái)可依據(jù)此界定范圍對(duì)濱水區(qū)更好地進(jìn)行形態(tài)控制與設(shè)計(jì)引導(dǎo)（圖11）。

圖11 多元維度加權(quán)疊加界定的濱水區(qū)范圍

結(jié)語(yǔ)

本文從多維度視角出發(fā)，結(jié)合多類別要素對(duì)濱水空間范圍界定的影響程度，構(gòu)建了由氣候分區(qū)、物理障礙、空間格局、可達(dá)性、感知意象組成的“五維一體”濱水區(qū)范圍界定體系。研究以氣候特征為主導(dǎo)因子，創(chuàng)建了基于加權(quán)疊加方法的綜合界定方式，改變了過(guò)去基于單一準(zhǔn)則的空間界定模式。文章進(jìn)一步開展實(shí)踐應(yīng)用探索，探究了渾河濱水區(qū)不同區(qū)段水體氣候效應(yīng)的影響范圍，依據(jù)氣候分區(qū)界定出濱水區(qū)陸域范圍在650～1100m之間，并綜合其他界定方式，綜合疊加得到濱水區(qū)范圍邊界，所得范圍陸域縱深在1000～1500m區(qū)間內(nèi)?？傮w來(lái)看，“五維一體”界定方式為濱水區(qū)更新與開發(fā)創(chuàng)造了更為有利的條件，對(duì)濱水區(qū)健康發(fā)展起到了較好的指引作用，為濱水區(qū)建設(shè)提供了有力保障。

資料來(lái)源：

文中圖表均為作者自繪。