“五維一體”視角下城市濱水區界定方法探索
——以沈陽渾河濱水區為例

安天一 袁敬誠 陳 石

城市濱水區作為水陸交際地區，歷來以實現環境生態過程與功能完整為目標，注重建成空間與自然環境的共同維育。共生、共建、共享的親自然濱水區塑造有助于促進“社會—生態”耦合型空間系統構建，凝聚藍色空間親和力，提升居民的健康與福祉[1]。然而，現階段模糊的空間界定標準為濱水區更新與開發帶來不確定性，以至于從規劃設計到決策實施都難以在短時間內取得有效共識。在人水和諧發展理念下，為構建滿足多目標需求的空間載體，亟需一種符合濱水區身份屬性的區域界定準則，為濱水區研究和適應性建設提供保障。

1 傳統界定方式分類

目前，國內外學者分別從開發程度、要素構成、空間布局、文化特征及心理感知等不同層面探究了濱水區范圍界定方法，但不同方式切入視角各有側重，結果差異明顯。研究進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、綠地等構成的自然障礙以及由交通干線、建筑界面等構成的人工障礙。因識別性強，其界定結果易于接受，應用范圍廣。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、人文三個層面。功能格局界定同空間結構息息相關，通常以功能區劃作為判定依據；生態格局界定可從生態安全角度考量，以防洪緩沖區范圍為判定依據；人文格局界定以歷史記憶場所與文化活動承載地的范圍為判定依據。

（3）可達性界定

可達性通常考慮交通可達與視覺可達兩方面。交通可達性與地區交通體系構成有關，一般基于車行、步行可達時間來評定；視覺可達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，可基于濱水沿岸景觀的可視性來評定。

上述傳統界定方式主要考慮水域和陸域之間的形態聯系、功能聯系及可達聯系，但對于二者之間的生態聯系這一關鍵特征涉及較少，界定結果對濱水區核心屬性考慮不足，且界定過程缺乏多因素的統籌兼顧。

2 “五維一體”界定體系構建

相關研究認為，復雜性與多樣性特征決定了濱水區范圍界定應是由不同標準共同支持的結果[2]。因此，研究結合濱水區內人與自然兩大主體的核心特征，回歸對濱水區獨有生態特性的關注，并基于對不同維度界定方式的系統梳理，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、物理障礙、空間格局、可達性、感知意象五個方面。在氣候分區維度，水體以及受水體氣候效應輻射的陸域地區可理解為濱水區；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邊界；在空間格局維度，不同區域的功能、生態、人文等差異于無形中劃分了濱水區；在可達性維度，可將一定標準下交通可達范圍與視覺可達范圍作為濱水區界域；在感知意象維度，將市民認同度最高的空間范圍視作濱水區。研究利用德爾菲法與層次分析法確定界定因子，配置體系內各界定因子權重，為后續采用空間疊圖分析獲得合理的濱水區范圍提供支持[3]。從評判結果可知（表1），更能體現濱水區獨有特征的氣候分區所占權重最高，其次是常作為界定依據的物理障礙與可達性，而空間格局、感知意象同前三者權重值差距明顯。

3 沈陽渾河濱水區范圍界定探索

本文以沈陽渾河濱水區中心城區段為研究對象，橫向以城市三環為界，縱向以沿河兩岸距離水邊約1.5km范圍為界。內部以跨河橋為分隔界線，進一步將區域劃分為3個類別共計6個區段，分別稱為中心區段、過渡區段與城郊區段（圖1）。

圖1 沈陽渾河濱水區區段劃分

3.1 基于氣候特征的濱水區范圍界定

渾河濱水區生態特征集中體現于水體的氣候效應。因比熱容差異，水體升降溫速率慢于陸地，水陸溫差將產生局地熱力環流，太陽輻射在此環流過程中會轉化為潛熱，減緩地表溫度上升，環流也會促進水分子與陸域空氣進行熱交換，降低氣溫。同時，空氣環流帶來的河風，將有效增強陸域通風品質[4]。研究表明，水體的氣候效應有一定影響范圍[5]，因此水體以及受水體氣候效應影響的陸域地區可視為濱水區。據此，本文結合地域特點，以夏、冬兩季為背景對濱水區風熱環境特征進行解析，挖掘氣候效應對范圍界定的影響。

（1）熱環境影響范圍分析

依托夏、冬季典型日遙感數據，利用地表溫度反演法開展熱環境分析。夏季，建成區內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定。非建成區內上述規律不明顯，地表溫度更多受下墊面性質影響。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，水體對局地熱環境影響微弱。因此，夏季水體對局地熱環境的影響應作為關注焦點（圖2）。

圖2 夏季、冬季渾河濱水區地表溫度分析

為深入探究夏季水體對局地熱環境的影響程度，研究利用GIS工具，以100m為單位分別向沿河兩岸構建多環緩沖區，并將多環圈層分布圖同地表溫度分布圖疊加，按照區段分別統計各圈層內平均地表溫度。結果表明，各圈層地表溫度隨著離岸距離的增長而增加。貼近水體的圈層地表溫度最低，同時由于綠地與不透水下墊面性質差異較大，在0～200m圈層內，平均地表溫度呈陡升態勢，而后進入平穩增長階段，并至一定距離后趨于穩定。城郊區段內，占比較高的運河、耕林地等藍綠空間會對渾河水體的熱環境影響產生制約，且周邊環境也多受到這些臨近冷源作用，因此，在區段Ⅰ、Ⅵ北岸的影響范圍多數處于500～600m。兩區段南岸因建成環境居多，受制約小，影響范圍約為800m；區段Ⅲ、Ⅳ為中心區段，該區段影響范圍取決于建成環境空間形態，該類區段影響范圍一般約在700～800m；過渡區段內，區段Ⅱ、區段Ⅴ北岸同中心區段特征相近，但因建設強度略低，影響范圍約在900～1000m。南岸非建成區占比高，同樣受到內部冷源影響，水體對局地氣候的影響范圍受限，一般約在500～600m（圖3）。

圖3 夏季各區段地表溫度圈層變化分析

（2）風環境影響范圍分析

研究借助Phoenics環境模擬平臺，依據各區段水陸平均地表溫度值，開展靜力環流模擬分析，確定各區段水陸交界處上方風速值與河風風向。由于河風風向通常垂直于水陸交界線，同時考慮渾河濱水區的現實條件，研究以區段為風向統一單位開展分析。為確保風環境影響范圍及影響程度能夠準確判定，避免外來風流干擾，研究基于靜態環境條件進行濱水區風環境模擬。另外，冬季因水陸地表溫度接近，環流產生的風速微弱，近似無風狀態，因此本文將重點關注夏季河風對風環境的影響。

分析結果顯示，風速在各區段內的衰減變化情況接近，各區段沿岸地區風速較高，并隨著離岸距離的增加，風速逐漸降低（圖4）。同樣以100m為單位建構多環緩沖區，將多環圈層分布圖同風速分布圖疊加，按照區段分別統計各圈層平均風速，分析河風影響范圍。一般認為，當人行高度處風速小于1.1m/s時，人對風的感覺不強，可近似為無風狀態。因此，研究以1.1m/s為臨界標準判斷各區段河風影響范圍。其中，城郊區段影響范圍一般約在800～1000m；中心區段影響范圍一般約在500～600m，且北岸影響范圍大于南岸；過渡區段受建設程度差異影響，北岸地區同中心區段相近，范圍一般為700m；南岸地區與城郊區段相近，范圍最大可達1000m。綜合來看，夏季河風對兩岸局地風環境的影響范圍一般不超過1000m，最小范圍約為500m，低密度地區的影響范圍最大可為高密度地區的2倍（圖5）。

圖4 夏季各區段1.5m處靜態風環境模擬云圖

圖5 夏季各區段河風風速圈層變化分析

（3）基于氣候分區影響的范圍界定

在氣候影響分析基礎上，進一步結合空間及氣候信息繪制氣候地圖，解析濱水區氣候結構[6]。濱水區共分為四種氣候類型區，分別是河流生態影響區、藍綠生態功能區、氣候中性區、氣候敏感區。河流生態影響區占據主體，形成了一種連續的、寬度變化的帶形空間。中心區段內，河流生態影響區地段氣候敏感性較低，氣候品質高于區段內其他地段。其他區段內，河流生態影響區地段普遍承擔生態過渡區職能，多數同氣候中性區直接銜接。

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

圖6 基于氣候分區影響的濱水區范圍界定

3.2 基于傳統模式的濱水區范圍界定

（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功能類型差異分別探討。多功能混合的中心區段承載活動繁多，致使功能區整體規模較大，地區陸域范圍縱深約為2000m。以居住生活功能為主的濱水區，可依據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依據自然空間尺度劃定，陸域縱深約為1000m；生態格局下的界定，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。多數地段陸域縱深在300～500m區間內，最小為150m，城郊邊緣最大可達1000m；人文格局下的界定以獨具特色的碼頭文化區與康體運動區范圍為依據，界定所得范圍的陸域縱深偏小，邊界構成要素包含馬拉松賽道、專用運動場邊界、碼頭區邊緣等（圖8）。

圖8 基于空間格局影響的濱水區范圍界定

（3）基于可達性影響的范圍界定

在交通可達性方面，利用GIS平臺構建交通網絡模型，以時間成本為標準，通過步行可達性判斷濱水區范圍。綜合不同人群步行特點，在模型中將步行速度設計為1.33m/s，分別計算不同時間內到達沿岸濱水節點的陸域范圍。相關研究認為，步行時間超過10min，出行意愿開始下降，在20min時出行意愿降至極低，因此研究以20min內步行可達范圍為界定標準。所得結果顯示，濱水區陸域縱深約在1200～1500m。

在視覺可達性方面，可根據行人所處外部空間位置對濱水景觀的可視性來衡量。研究將地形、建筑、水域等要素置入GIS平臺，通過視域分析判斷沿岸地區對濱水景觀的可視程度。在200m×200m單元網格下，統計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。針對自然開敞型區域，多數研究認為超過1200m后可視目標便不再清晰，因而建設程度低、自然空間占比高的地區的最大可視距離應為1200m。由此界定的濱水區陸域范圍在400～1200m之間（圖9）。

圖9 基于可達性影響的濱水區范圍界定

（4）基于感知意象影響的范圍界定

經實地調查可知，多數被調查者認為進入濱水公園，或抵達跨河橋就預示著已經進入濱水區。部分人則會通過標志性建筑或大壩路等作為進入濱水區的標志。從手繪認知地圖來看，居民認知的濱水區陸域范圍一般為水體外延300～500m的區域。其中，中心區段因要素布局豐富，感知程度較高的要素不局限于濱水公園，還包括典型標志建筑及特色地段，進而使得空間感知范圍增大，陸域范圍縱深可達500m。其他區段則以濱水綠地為主要識別要素，陸域范圍縱深多約為300m（圖10）。

圖10 感知意象調查分析

3.3 多元維度綜合劃定

在分類界定結果基礎上，依托GIS平臺將以上界定結果按照權重進行加權疊加。各單因子界定結果中，范圍內地區賦值為1，范圍外地區賦值為0，并以界定體系內最大權重因子得分0.38為判定標準，綜合疊加結果高于此分值的地區即為濱水區。從結果可知，綜合界定范圍邊界主要由道路和建筑界面構成，兩側陸域縱深約為1000～1500m左右。相比傳統模式，該界定結果兼顧了濱水區各項要素，特別是氣候特征在范圍界定中產生了重要影響。從區段層面來看，城郊區段因內部要素制約水體氣候效應影響，區段路網體系可達范圍有限，導致部分地段界定范圍縱深低于其他兩個區段。中心區段與過渡區段受氣候分區界定結果影響較大，但因擁有完善的交通體系，相比氣候分區界定結果，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的規模與尺度，為城市核心親自然空間標定了控制線，防止無序的城市建設對其蠶食，未來可依據此界定范圍對濱水區更好地進行形態控制與設計引導（圖11）。

圖11 多元維度加權疊加界定的濱水區范圍

結語

本文從多維度視角出發，結合多類別要素對濱水空間范圍界定的影響程度，構建了由氣候分區、物理障礙、空間格局、可達性、感知意象組成的“五維一體”濱水區范圍界定體系。研究以氣候特征為主導因子，創建了基于加權疊加方法的綜合界定方式，改變了過去基于單一準則的空間界定模式。文章進一步開展實踐應用探索，探究了渾河濱水區不同區段水體氣候效應的影響范圍，依據氣候分區界定出濱水區陸域范圍在650～1100m之間，并綜合其他界定方式，綜合疊加得到濱水區范圍邊界，所得范圍陸域縱深在1000～1500m區間內。總體來看，“五維一體”界定方式為濱水區更新與開發創造了更為有利的條件，對濱水區健康發展起到了較好的指引作用，為濱水區建設提供了有力保障。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪。