濱水空間活動(dòng)強(qiáng)度差異中的地形設(shè)計(jì)*
——以上海后灘公園和徐匯濱江為例

董楠楠 胡抒含 陳路平

同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 上海 200092

1 研究背景

隨著城市的發(fā)展，人們開始反思與自然的生態(tài)關(guān)系[1]，濱水地帶由傳統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)輸功能區(qū)向公眾親水休閑游憩場(chǎng)置換[2-3]，人們的期待也從可觀轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎巍⒖蓞⑴c。人們對(duì)水的親近欲驅(qū)動(dòng)了濱水地區(qū)的修復(fù)與改建。防災(zāi)已不是護(hù)岸設(shè)計(jì)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，營(yíng)造可接近的 “親水”空間更是基于生態(tài)優(yōu)先原則的綜合考量。在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，駁岸、防洪堤、場(chǎng)地原貌等地形條件便成為了設(shè)計(jì)的限制和首要問(wèn)題，而后才能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行要素與空間設(shè)計(jì)[4]。

地形具有骨架、空間、背景、造景、觀景、工程等作用，還兼具塑造空間、組織視線、調(diào)節(jié)局部氣候和豐富游人體驗(yàn)等功能。地形主要有4類，即平坦地形，坡地地形和凹、凸地形[5-6]。總結(jié)歸納地形對(duì)空間的塑造主要體現(xiàn)在空間開合程度 (形成視野的開敞或閉塞感)、空間引導(dǎo)程度 (線性的空間引導(dǎo)與視線吸引)、空間向心程度 (凹凸空間的匯聚性視覺吸引)、空間豐富程度 (組合空間的層次與序列)以及空間律動(dòng)程度(地表高程界面的起伏變化)[7-8]。

在相關(guān)領(lǐng)域，已有研究對(duì)景觀的環(huán)境、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行景觀績(jī)效評(píng)價(jià)，重點(diǎn)是衡量景觀實(shí)踐的綜合性能表現(xiàn)[9-10]，而從視覺審美與空間體驗(yàn)出發(fā)，對(duì)于場(chǎng)地設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)程度的評(píng)價(jià)并無(wú)一套科學(xué)、系統(tǒng)的方法，多為主觀觀察和問(wèn)卷分析。針對(duì)濱水空間，相較城市公園呈現(xiàn)強(qiáng)烈的帶狀特征，在防洪等硬性條件下，地形設(shè)計(jì)決定了整體格局、基礎(chǔ)空間利用與功能安排。設(shè)計(jì)后的場(chǎng)地空間效果影響了人的使用偏好，進(jìn)而出現(xiàn)場(chǎng)地使用強(qiáng)度的差異。本文以上海后灘濕地公園與徐匯濱江的若干場(chǎng)地作為研究對(duì)象，圍繞場(chǎng)地設(shè)計(jì)的本質(zhì)問(wèn)題，對(duì)承載不同活動(dòng)強(qiáng)度的場(chǎng)地必要特征及其設(shè)計(jì)手法進(jìn)行探索。

2 研究方法

2.1 特征提取

2.1.1 地形空間效果因子提取

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的整理總結(jié)出5類具有主要影響的空間效果程度和其對(duì)應(yīng)的特征。針對(duì)濱水空間，根據(jù)其與水關(guān)系的處理，可提取人們觀水、臨水程度的親水感；根據(jù)其對(duì)防洪高差的處理，可提取地形坡度的陡緩感受和高差變化豐富感；根據(jù)其對(duì)帶狀空間層次的處理，可提取向心感、圍合感、線性引導(dǎo)感，其中，向心感偏重表達(dá)點(diǎn)狀吸引與視覺控制。最后總結(jié)得到6個(gè)空間效果因子，即親水感 (水的可親近程度，包括觀水、戲水的綜合評(píng)價(jià))、向心感 (注意力、視線或行為等不由自主被某個(gè)點(diǎn)吸引)、圍合感 (空間被包圍的感覺、空間的開敞和幽閉程度)、線性引導(dǎo)感(注意力、視線或行為等不由自主被某個(gè)線性方向吸引)、地形坡度和高差變化豐富感。

2.1.2 小場(chǎng)地選擇

考慮空間活動(dòng)強(qiáng)度還會(huì)受到場(chǎng)地功能設(shè)置、設(shè)施布置、與主流線的關(guān)系等多種因素的影響，我們盡量選擇功能單一、設(shè)施均衡、地形設(shè)計(jì)特征最強(qiáng)烈且各具特色的小場(chǎng)地進(jìn)行研究，從徐匯濱江挑選7個(gè)場(chǎng)景，從地形處理豐富的后灘公園挑選9個(gè)場(chǎng)景。

2.2 數(shù)據(jù)收集

2.2.1 問(wèn)卷調(diào)研部分

考慮到公眾的專業(yè)認(rèn)知差異，此部分以視頻配合問(wèn)卷的形式進(jìn)行。通過(guò)視頻的方式對(duì)場(chǎng)地空間進(jìn)行盡量真實(shí)記錄和表達(dá)，選擇工作日時(shí)段盡量減少人流活動(dòng)對(duì)視頻空間感知的影響，從場(chǎng)地各個(gè)角度的人視高度環(huán)繞并盡量在同一時(shí)段完成30 s至1 min的拍攝時(shí)長(zhǎng)；通過(guò)語(yǔ)義分析法建立各因子的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) (表1)，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，根據(jù)特征的呈現(xiàn)程度給予0，3，5，7，9的分值，并向40位不同背景的公眾展開問(wèn)卷調(diào)研。回收問(wèn)卷后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

表1 各因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研部分

此部分通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研記錄場(chǎng)地活動(dòng)人數(shù)和內(nèi)容，計(jì)算小場(chǎng)地的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度值。場(chǎng)地活動(dòng)人數(shù)、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、場(chǎng)地面積都是影響場(chǎng)地活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可用代謝當(dāng)量，即MET來(lái)表達(dá)，MET是以靜坐時(shí)的能量消耗為基礎(chǔ)，表達(dá)各種活動(dòng)時(shí)相對(duì)能量代謝水平和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的常用指標(biāo)[11]。由此，定義動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度值為“(∑某項(xiàng)活動(dòng)MET值×活動(dòng)人數(shù))/場(chǎng)地面積”；根據(jù)MET值，靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度可簡(jiǎn)化為 “人數(shù)/場(chǎng)地面積”。

選擇活動(dòng)密集的元旦下午對(duì)場(chǎng)地展開現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研 (選擇與元旦氣象、時(shí)間等條件相似的工作日為視頻拍攝日)，統(tǒng)計(jì)1min內(nèi)場(chǎng)地活動(dòng)情況，統(tǒng)計(jì)3次取平均值。

2.3 數(shù)據(jù)處理

將每個(gè)場(chǎng)地的空間效果因子評(píng)分分別與其動(dòng)態(tài)、靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度值一一對(duì)應(yīng)，得到數(shù)據(jù)匯總表(表2，表3)，利用MATLAB軟件進(jìn)行最小二乘法擬合求最優(yōu)解[12]。最小二乘法可以用來(lái)尋求一組數(shù)據(jù)變量之間的依賴關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系稱為經(jīng)驗(yàn)公式。該方法通過(guò)調(diào)節(jié)變量權(quán)重大小，使輸出數(shù)據(jù)與原始值的差的平方和最小，求解時(shí)可以通過(guò)求解矩陣的偽逆直接獲得權(quán)重。當(dāng)場(chǎng)景數(shù)與變量數(shù)相同時(shí)，有唯一精確解，當(dāng)場(chǎng)景數(shù)大于變量數(shù)時(shí)，無(wú)精確解，但關(guān)系更為準(zhǔn)確。

表2 后灘公園各場(chǎng)景空間效果因子與活動(dòng)強(qiáng)度匯總表

表3 徐匯濱江各場(chǎng)景空間效果因子與活動(dòng)強(qiáng)度匯總表

在MATLAB中輸入待求表達(dá)式:場(chǎng)地活動(dòng)強(qiáng)度＝a1x＋a2y＋a3z＋……＋a6m＋C(x，y，z……為各項(xiàng)空間效果因子的評(píng)分)，分別輸入后灘公園、徐匯濱江的各組數(shù)據(jù)編程求解。軟件計(jì)算后得到以下4個(gè)表達(dá)式:

1)后灘靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度HTJT＝0.007 3×向心感 -0.015 7×圍合感 ＋0.002 2×線性引導(dǎo)感 ＋0.012 3×親水感 -0.013 2×地形坡度 ＋0.004 8×高差變化豐富感 ＋C。

2)后灘動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度HTDT＝-0.006 7×向心感 ＋0.008 0×圍合感 ＋0.004 6×線性引導(dǎo)感 -0.002 2×親水感 -0.002 8×地形坡度 ＋0.004 5×高差變化豐富感 ＋C。

3)徐匯靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度XHJT＝-0.005 1×向心感 ＋0.023 8×圍合感 -0.011 3×線性引導(dǎo)感 -0.000 5×親水感 -0.023 8×地形坡度 ＋0.022 5×高差變化豐富感 ＋C。

4)徐匯動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度XHDT＝-0.045 4×向心感 ＋0.053 7×圍合感 -0.010 0×線性引導(dǎo)感 ＋0.001 6×親水感 ＋0.001 2×地形坡度 ＋0.027 5×高差變化豐富感 ＋C。

將樣本數(shù)據(jù)中的空間效果因子值回代入公式中進(jìn)行準(zhǔn)確性驗(yàn)證，可得各活動(dòng)強(qiáng)度值與樣本數(shù)據(jù)中的活動(dòng)強(qiáng)度值的偏差關(guān)系，整體誤差在可接受范圍內(nèi)。

3 結(jié)果分析

3.1 總體分析

對(duì)后灘公園和徐匯濱江表達(dá)式的各項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)影響兩個(gè)公園各場(chǎng)地空間效果的關(guān)鍵性因子存在一定的規(guī)律。影響兩個(gè)公園動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的共性因子為向心感、圍合感和高差變化豐富感，影響靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的共性因子為地形坡度和高差變化豐富感。

3.2 分類分析

3.2.1 場(chǎng)所空間特征

1)向心感。向心感為影響各場(chǎng)地動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的共性因子與影響靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的差異因子，且在動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度影響程度中都占據(jù)了較大比重 (圖1)。向心感作為共性因子，當(dāng)場(chǎng)地的視覺控制性過(guò)強(qiáng)時(shí)，將不利于動(dòng)態(tài)活動(dòng)的自由開展，因而數(shù)值越大，動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度越低。推測(cè)因后灘場(chǎng)地特征流線感較強(qiáng)，需要向心感(對(duì)視覺的吸引、控制性)來(lái)引導(dǎo)靜態(tài)活動(dòng)在場(chǎng)地上的開展，所以其靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度在向心感上呈現(xiàn)正相關(guān)。

圖1 向心感系數(shù)占比與正負(fù)相關(guān)性

2)圍合感。圍合感為影響各場(chǎng)地動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的共性因子與影響靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的差異因子，且在影響程度中都占據(jù)了最大比重 (圖2)。作為共性因子，圍合感在一定程度上是對(duì)場(chǎng)地的邊界限定，對(duì)于活動(dòng)所需的場(chǎng)地選址起重要作用，因此圍合感越強(qiáng)，動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度越大。推測(cè)因后灘公園本身種植較密集，相比較徐匯濱江以開闊廣場(chǎng)為主的場(chǎng)地特征，過(guò)于圍合會(huì)引起空間閉塞，影響人的選擇，所以其靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度在圍合感上呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

3)線性引導(dǎo)感。線性引導(dǎo)感為影響兩個(gè)場(chǎng)地靜態(tài)活動(dòng)與動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的差異因子，且在后灘全部呈現(xiàn)正相關(guān)，在徐匯濱江呈現(xiàn)負(fù)相關(guān) (圖3)。對(duì)在兩個(gè)場(chǎng)地上開展的活動(dòng)類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，后灘的線性活動(dòng)類型 (如散步、騎自行車等)占比大于徐匯濱江，而徐匯濱江的大范圍開展的活動(dòng)類型 (如輪滑、滑板等)占比遠(yuǎn)大于后灘，因而推測(cè)場(chǎng)地的選取與活動(dòng)本身的類型有關(guān)。徐匯濱江場(chǎng)地上的活動(dòng)多需要大面積場(chǎng)地才能開展，因此線性引導(dǎo)感越強(qiáng)，活動(dòng)人數(shù)越少，而在后灘場(chǎng)地上多依靠線性空間開展的活動(dòng)，對(duì)線性引導(dǎo)感則呈現(xiàn)了正相關(guān)。3.2.2濱水特征

圖2 圍合感系數(shù)占比與正負(fù)相關(guān)性

圖3 線性引導(dǎo)感系數(shù)占比與正負(fù)相關(guān)性

圖4 親水感系數(shù)占比與正負(fù)相關(guān)性

親水感為影響兩個(gè)場(chǎng)地靜態(tài)活動(dòng)與動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的差異因子，系數(shù)的差別體現(xiàn)了兩個(gè)公園的特征差異 (圖4)。徐匯濱江在設(shè)計(jì)中親水特征不明顯，除漫步能遠(yuǎn)眺江面外，其余小場(chǎng)地與水的互動(dòng)性較弱，未能激發(fā)人們對(duì)親水活動(dòng)的偏好與追求，因此其影響程度小、系數(shù)占比小；后灘公園引入內(nèi)河系統(tǒng)[13]，親水空間為小場(chǎng)地設(shè)計(jì)重要部分，因而影響程度較大。但由于在設(shè)計(jì)時(shí)缺少對(duì)多樣性動(dòng)態(tài)戲水活動(dòng)的構(gòu)思以及近年來(lái)水質(zhì)一般，后灘的親水活動(dòng)局限于靜態(tài)的觀水，對(duì)空間使用的時(shí)長(zhǎng)和活動(dòng)強(qiáng)度較低。后灘動(dòng)態(tài)親水活動(dòng)在開發(fā)、維持上的欠缺使場(chǎng)地親水感增加的同時(shí)，靜態(tài)觀水活動(dòng)強(qiáng)度大幅增加，而動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度卻稍有下降。

3.2.3 高差設(shè)計(jì)特征

1)地形坡度。地形坡度為影響兩塊場(chǎng)地靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的共性因子 (占比較大)與影響動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的差異因子 (圖5)。坡度使底面不平整，不易形成安全的停留空間，因而地形坡度越陡峭，靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度越低。對(duì)于動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度而言，后灘較多是軟質(zhì)自然坡，不如徐匯濱江硬化處理的地形坡度對(duì)動(dòng)態(tài)活動(dòng)的容納能力強(qiáng)，其更注重公共活動(dòng)空間的開發(fā)[14-15]，因而出現(xiàn)差異，不過(guò)系數(shù)占比均不高，不是主要影響因子。

2)高差變化豐富感。高差變化豐富感為影響兩個(gè)場(chǎng)地靜態(tài)活動(dòng)與動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度的共性因子，且都占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋戎?(圖6)。高差變化豐富感能夠引起人們對(duì)場(chǎng)地的趣味和使用多樣性，無(wú)論是動(dòng)態(tài)活動(dòng)或靜態(tài)活動(dòng)，都具有較強(qiáng)的吸引力。此外，結(jié)合場(chǎng)地特性來(lái)說(shuō)，后灘的高差大多體現(xiàn)在臨水棧道和曲徑，承載了游客的較多行走活動(dòng)，因此動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度中高差變化豐富感系數(shù)所占的比重比靜態(tài)的大；徐匯濱江的高差變化豐富之處多為梯級(jí)臺(tái)階，適合坐息，因此靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度中高差變化豐富感系數(shù)所占的比重比動(dòng)態(tài)的大。系數(shù)占比差異體現(xiàn)了人們的活動(dòng)類型與高差變化的方式有關(guān)。

圖5 地形坡度系數(shù)占比與正負(fù)相關(guān)性

圖6 高差變化豐富感系數(shù)占比與正負(fù)相關(guān)性

4 結(jié)論

本次研究亮點(diǎn)在于建立一套將空間效果與人群感知量化聯(lián)系的關(guān)系式，以輔助分析與評(píng)價(jià)場(chǎng)地設(shè)計(jì)。濱水空間局限性強(qiáng)[16]，研究結(jié)論可輔助設(shè)計(jì)者從最根本的地形設(shè)計(jì)入手考慮場(chǎng)地功能安排，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的空間要素設(shè)計(jì)營(yíng)造場(chǎng)所，提升設(shè)計(jì)效率。研究所用的方法在于量化場(chǎng)地使用強(qiáng)度與地形營(yíng)造空間效果之間的關(guān)系，可用于描述或評(píng)價(jià)場(chǎng)地設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)程度 (表4)。

表4 場(chǎng)地特征對(duì)活動(dòng)強(qiáng)度的影響

1)為使場(chǎng)地靜態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)目標(biāo)構(gòu)思，首先需要考慮地形坡度和高差變化豐富感的設(shè)計(jì)；而針對(duì)動(dòng)態(tài)活動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，則需首先考慮圍合感、高差變化豐富感和向心感的設(shè)計(jì)。

2)在場(chǎng)所空間特征中，向心感較弱、圍合感較強(qiáng)的空間有利于動(dòng)態(tài)活動(dòng)的開展；圍合感較強(qiáng)的空間能夠引導(dǎo)靜態(tài)活動(dòng)發(fā)生。當(dāng)在線性場(chǎng)地內(nèi)營(yíng)造使人停留坐息的空間時(shí)，則需要同時(shí)加強(qiáng)此空間的向心感和圍合感；若要營(yíng)造歡快的活動(dòng)空間，則加強(qiáng)圍合感。

3)在濱水特征方面，應(yīng)對(duì)活動(dòng)內(nèi)容的濱水依賴性展開思考，設(shè)計(jì)的親水空間能容納多種親水活動(dòng)時(shí)，提高親水感才是有效和積極的，同時(shí)需要注重工程后續(xù)的水體質(zhì)量維護(hù)。

4)在高差設(shè)計(jì)特征中，動(dòng)態(tài)活動(dòng)及靜態(tài)活動(dòng)都常在高差變化較豐富的空間發(fā)生，因?yàn)榇祟惪臻g既有趣又功能多樣。坡度陡峭的空間不利于靜態(tài)活動(dòng)的開展，建議以高差變化消解陡坡；自然軟質(zhì)的坡面不利于進(jìn)行動(dòng)態(tài)活動(dòng)，要在濱水邊營(yíng)造動(dòng)態(tài)活動(dòng)空間時(shí)，需使用硬質(zhì)鋪裝。

實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論存在一定季節(jié)性因素的影響，如冬季人們會(huì)更偏愛在陽(yáng)光下活動(dòng)，夏季則喜愛選擇遮蔽下的陰涼地，這些偏好因素可能會(huì)使圍合度等因子的影響程度產(chǎn)生變化。因此，在未來(lái)的實(shí)驗(yàn)中，可以選擇不同季節(jié)、氣象條件下的活動(dòng)分布和空間效果評(píng)價(jià)做多組測(cè)評(píng)進(jìn)行綜合分析。