“五维一体”视角下城市滨水区界定方法探索——以沈阳浑河滨水区为例

安天一 袁敬诚 陈 石

城市滨水区作为水陆交际地区，历来以实现环境生态过程与功能完整为目标，注重建成空间与自然环境的共同维育。共生、共建、共享的亲自然滨水区塑造有助于促进“社会—生态”耦合型空间系统构建，凝聚蓝色空间亲和力，提升居民的健康与福祉[1]。然而，现阶段模糊的空间界定标准为滨水区更新与开发带来不确定性，以至于从规划设计到决策实施都难以在短时间内取得有效共识。在人水和谐发展理念下，为构建满足多目标需求的空间载体，亟需一种符合滨水区身份属性的区域界定准则，为滨水区研究和适应性建设提供保障。

1 传统界定方式分类

目前，国内外学者分别从开发程度、要素构成、空间布局、文化特征及心理感知等不同层面探究了滨水区范围界定方法，但不同方式切入视角各有侧重，结果差异明显。研究进一步将已有界定方式归纳为物理障碍界定、空间格局界定以及可达性界定三类。

（1）物理障碍界定

物理障碍主要包含由山体、水体、绿地等构成的自然障碍以及由交通干线、建筑界面等构成的人工障碍。因识别性强，其界定结果易于接受，应用范围广。自然障碍方面多选择水体、绿地边缘为界定边界；人工障碍方面则多选择交通干线为界定边界。

（2）空间格局界定

格局可分为功能、生态、人文三个层面。功能格局界定同空间结构息息相关，通常以功能区划作为判定依据；生态格局界定可从生态安全角度考量，以防洪缓冲区范围为判定依据；人文格局界定以历史记忆场所与文化活动承载地的范围为判定依据。

（3）可达性界定

可达性通常考虑交通可达与视觉可达两方面。交通可达性与地区交通体系构成有关，一般基于车行、步行可达时间来评定；视觉可达性由界面开敞度决定，与街道走向、滨水建筑体量，布局密度等相关，可基于滨水沿岸景观的可视性来评定。

上述传统界定方式主要考虑水域和陆域之间的形态联系、功能联系及可达联系，但对于二者之间的生态联系这一关键特征涉及较少，界定结果对滨水区核心属性考虑不足，且界定过程缺乏多因素的统筹兼顾。

2 “五维一体”界定体系构建

相关研究认为，复杂性与多样性特征决定了滨水区范围界定应是由不同标准共同支持的结果[2]。因此，研究结合滨水区内人与自然两大主体的核心特征，回归对滨水区独有生态特性的关注，并基于对不同维度界定方式的系统梳理，提炼形成全面的、适宜的、一体化的“五维一体”界定体系。其涵盖气候分区、物理障碍、空间格局、可达性、感知意象五个方面。在气候分区维度，水体以及受水体气候效应辐射的陆域地区可理解为滨水区；在物理障碍维度，重要的自然障碍或人工障碍可视为滨水区边界；在空间格局维度，不同区域的功能、生态、人文等差异于无形中划分了滨水区；在可达性维度，可将一定标准下交通可达范围与视觉可达范围作为滨水区界域；在感知意象维度，将市民认同度最高的空间范围视作滨水区。研究利用德尔菲法与层次分析法确定界定因子，配置体系内各界定因子权重，为后续采用空间叠图分析获得合理的滨水区范围提供支持[3]。从评判结果可知（表1），更能体现滨水区独有特征的气候分区所占权重最高，其次是常作为界定依据的物理障碍与可达性，而空间格局、感知意象同前三者权重值差距明显。

3 沈阳浑河滨水区范围界定探索

本文以沈阳浑河滨水区中心城区段为研究对象，横向以城市三环为界，纵向以沿河两岸距离水边约1.5km范围为界。内部以跨河桥为分隔界线，进一步将区域划分为3个类别共计6个区段，分别称为中心区段、过渡区段与城郊区段（图1）。

图1 沈阳浑河滨水区区段划分

3.1 基于气候特征的滨水区范围界定

浑河滨水区生态特征集中体现于水体的气候效应。因比热容差异，水体升降温速率慢于陆地，水陆温差将产生局地热力环流，太阳辐射在此环流过程中会转化为潜热，减缓地表温度上升，环流也会促进水分子与陆域空气进行热交换，降低气温。同时，空气环流带来的河风，将有效增强陆域通风品质[4]。研究表明，水体的气候效应有一定影响范围[5]，因此水体以及受水体气候效应影响的陆域地区可视为滨水区。据此，本文结合地域特点，以夏、冬两季为背景对滨水区风热环境特征进行解析，挖掘气候效应对范围界定的影响。

（1）热环境影响范围分析

依托夏、冬季典型日遥感数据，利用地表温度反演法开展热环境分析。夏季，建成区内陆域地表温度随着同水体距离的增加而增加，并在一定距离后趋于稳定。非建成区内上述规律不明显，地表温度更多受下垫面性质影响。冬季水域冰封后，地表温度同陆域接近，部分河段因排水等因素，温度甚至高于陆域，水体对局地热环境影响微弱。因此，夏季水体对局地热环境的影响应作为关注焦点（图2）。

图2 夏季、冬季浑河滨水区地表温度分析

为深入探究夏季水体对局地热环境的影响程度，研究利用GIS工具，以100m为单位分别向沿河两岸构建多环缓冲区，并将多环圈层分布图同地表温度分布图叠加，按照区段分别统计各圈层内平均地表温度。结果表明，各圈层地表温度随着离岸距离的增长而增加。贴近水体的圈层地表温度最低，同时由于绿地与不透水下垫面性质差异较大，在0～200m圈层内，平均地表温度呈陡升态势，而后进入平稳增长阶段，并至一定距离后趋于稳定。城郊区段内，占比较高的运河、耕林地等蓝绿空间会对浑河水体的热环境影响产生制约，且周边环境也多受到这些临近冷源作用，因此，在区段Ⅰ、Ⅵ北岸的影响范围多数处于500～600m。两区段南岸因建成环境居多，受制约小，影响范围约为800m；区段Ⅲ、Ⅳ为中心区段，该区段影响范围取决于建成环境空间形态，该类区段影响范围一般约在700～800m；过渡区段内，区段Ⅱ、区段Ⅴ北岸同中心区段特征相近，但因建设强度略低，影响范围约在900～1000m。南岸非建成区占比高，同样受到内部冷源影响，水体对局地气候的影响范围受限，一般约在500～600m（图3）。

图3 夏季各区段地表温度圈层变化分析

（2）风环境影响范围分析

研究借助Phoenics环境模拟平台，依据各区段水陆平均地表温度值，开展静力环流模拟分析，确定各区段水陆交界处上方风速值与河风风向。由于河风风向通常垂直于水陆交界线，同时考虑浑河滨水区的现实条件，研究以区段为风向统一单位开展分析。为确保风环境影响范围及影响程度能够准确判定，避免外来风流干扰，研究基于静态环境条件进行滨水区风环境模拟。另外，冬季因水陆地表温度接近，环流产生的风速微弱，近似无风状态，因此本文将重点关注夏季河风对风环境的影响。

分析结果显示，风速在各区段内的衰减变化情况接近，各区段沿岸地区风速较高，并随着离岸距离的增加，风速逐渐降低（图4）。同样以100m为单位建构多环缓冲区，将多环圈层分布图同风速分布图叠加，按照区段分别统计各圈层平均风速，分析河风影响范围。一般认为，当人行高度处风速小于1.1m/s时，人对风的感觉不强，可近似为无风状态。因此，研究以1.1m/s为临界标准判断各区段河风影响范围。其中，城郊区段影响范围一般约在800～1000m；中心区段影响范围一般约在500～600m，且北岸影响范围大于南岸；过渡区段受建设程度差异影响，北岸地区同中心区段相近，范围一般为700m；南岸地区与城郊区段相近，范围最大可达1000m。综合来看，夏季河风对两岸局地风环境的影响范围一般不超过1000m，最小范围约为500m，低密度地区的影响范围最大可为高密度地区的2倍（图5）。

图4 夏季各区段1.5m处静态风环境模拟云图

图5 夏季各区段河风风速圈层变化分析

（3）基于气候分区影响的范围界定

在气候影响分析基础上，进一步结合空间及气候信息绘制气候地图，解析滨水区气候结构[6]。滨水区共分为四种气候类型区，分别是河流生态影响区、蓝绿生态功能区、气候中性区、气候敏感区。河流生态影响区占据主体，形成了一种连续的、宽度变化的带形空间。中心区段内，河流生态影响区地段气候敏感性较低，气候品质高于区段内其他地段。其他区段内，河流生态影响区地段普遍承担生态过渡区职能，多数同气候中性区直接衔接。

研究依托河流生态影响区范围开展滨水区界定，并选择识别性较高的要素为边界，以优化圈层分析数值在空间上的模糊性。结果显示，滨水区边界同河流生态影响区边界基本契合，陆域纵深大小同建设强度高低成反比。同时，受道路、界面、蓝绿空间等识别性要素位置影响，不同地段陆域边界相对影响圈层边界有所扩张或收缩。中心区段陆域纵深为650～750m；城郊区段陆域纵深为650～1100m；过渡区段陆域纵深为800～1000m。中心区段内，纵深较大区域的边界多为城市干路，纵深较小区域的边界多为建筑界面；城郊区段内，边界一般为制约水体气候效应延伸的绿地或水系的边缘；过渡区段内，北岸地区边界多为临河第一街区边界，而南岸地区边界为绿化用地或未利用地边缘。总体而言，气候效应影响下的滨水区陆域纵深大致为距水边650～1100m的空间范围（图6）。

图6 基于气候分区影响的滨水区范围界定

3.2 基于传统模式的滨水区范围界定

（1）基于物理障碍影响的范围界定

自然物理障碍通常为滨水绿地，以此界定的滨水空间随绿地尺度大小变化，陆域纵深最小为150m，最大为450m。人工物理障碍界定选取界限特征最突出的道路为界定要素，以滨河路外侧第一条城市主干路为界，陆域范围纵深多在1200～1500m之间（图7）。

图7 基于物理障碍影响的滨水区范围界定

（2）基于空间格局影响的范围界定

功能格局下的界定需根据功能类型差异分别探讨。多功能混合的中心区段承载活动繁多，致使功能区整体规模较大，地区陆域范围纵深约为2000m。以居住生活功能为主的滨水区，可依据居住生活圈范围划定，陆域纵深约为1500m。自然空间为主的地区依据自然空间尺度划定，陆域纵深约为1000m；生态格局下的界定，以防洪堤为边界，将满足防洪需求和生物多样性需求的缓冲地带作为滨水区。多数地段陆域纵深在300～500m区间内，最小为150m，城郊边缘最大可达1000m；人文格局下的界定以独具特色的码头文化区与康体运动区范围为依据，界定所得范围的陆域纵深偏小，边界构成要素包含马拉松赛道、专用运动场边界、码头区边缘等（图8）。

图8 基于空间格局影响的滨水区范围界定

（3）基于可达性影响的范围界定

在交通可达性方面，利用GIS平台构建交通网络模型，以时间成本为标准，通过步行可达性判断滨水区范围。综合不同人群步行特点，在模型中将步行速度设计为1.33m/s，分别计算不同时间内到达沿岸滨水节点的陆域范围。相关研究认为，步行时间超过10min，出行意愿开始下降，在20min时出行意愿降至极低，因此研究以20min内步行可达范围为界定标准。所得结果显示，滨水区陆域纵深约在1200～1500m。

在视觉可达性方面，可根据行人所处外部空间位置对滨水景观的可视性来衡量。研究将地形、建筑、水域等要素置入GIS平台，通过视域分析判断沿岸地区对滨水景观的可视程度。在200m×200m单元网格下，统计各单元滨水景观可视面积占比，将占比在50%及以上的单元视为滨水区。针对自然开敞型区域，多数研究认为超过1200m后可视目标便不再清晰，因而建设程度低、自然空间占比高的地区的最大可视距离应为1200m。由此界定的滨水区陆域范围在400～1200m之间（图9）。

图9 基于可达性影响的滨水区范围界定

（4）基于感知意象影响的范围界定

经实地调查可知，多数被调查者认为进入滨水公园，或抵达跨河桥就预示着已经进入滨水区。部分人则会通过标志性建筑或大坝路等作为进入滨水区的标志。从手绘认知地图来看，居民认知的滨水区陆域范围一般为水体外延300～500m的区域。其中，中心区段因要素布局丰富，感知程度较高的要素不局限于滨水公园，还包括典型标志建筑及特色地段，进而使得空间感知范围增大，陆域范围纵深可达500m。其他区段则以滨水绿地为主要识别要素，陆域范围纵深多约为300m（图10）。

图10 感知意象调查分析

3.3 多元维度综合划定

在分类界定结果基础上，依托GIS平台将以上界定结果按照权重进行加权叠加。各单因子界定结果中，范围内地区赋值为1，范围外地区赋值为0，并以界定体系内最大权重因子得分0.38为判定标准，综合叠加结果高于此分值的地区即为滨水区。从结果可知，综合界定范围边界主要由道路和建筑界面构成，两侧陆域纵深约为1000～1500m左右。相比传统模式，该界定结果兼顾了滨水区各项要素，特别是气候特征在范围界定中产生了重要影响。从区段层面来看，城郊区段因内部要素制约水体气候效应影响，区段路网体系可达范围有限，导致部分地段界定范围纵深低于其他两个区段。中心区段与过渡区段受气候分区界定结果影响较大，但因拥有完善的交通体系，相比气候分区界定结果，边界有所拓展。综合界定范围从多维度视角明确了浑河滨水区的规模与尺度，为城市核心亲自然空间标定了控制线，防止无序的城市建设对其蚕食，未来可依据此界定范围对滨水区更好地进行形态控制与设计引导（图11）。

图11 多元维度加权叠加界定的滨水区范围

结语

本文从多维度视角出发，结合多类别要素对滨水空间范围界定的影响程度，构建了由气候分区、物理障碍、空间格局、可达性、感知意象组成的“五维一体”滨水区范围界定体系。研究以气候特征为主导因子，创建了基于加权叠加方法的综合界定方式，改变了过去基于单一准则的空间界定模式。文章进一步开展实践应用探索，探究了浑河滨水区不同区段水体气候效应的影响范围，依据气候分区界定出滨水区陆域范围在650～1100m之间，并综合其他界定方式，综合叠加得到滨水区范围边界，所得范围陆域纵深在1000～1500m区间内。总体来看，“五维一体”界定方式为滨水区更新与开发创造了更为有利的条件，对滨水区健康发展起到了较好的指引作用，为滨水区建设提供了有力保障。

资料来源：

文中图表均为作者自绘。