濱水空間活動強度差異中的地形設計*
——以上海后灘公園和徐匯濱江為例

董楠楠 胡抒含 陳路平

同濟大學建筑與城市規劃學院 上海 200092

1 研究背景

隨著城市的發展，人們開始反思與自然的生態關系[1]，濱水地帶由傳統的生產、運輸功能區向公眾親水休閑游憩場置換[2-3]，人們的期待也從可觀轉變為可游、可參與。人們對水的親近欲驅動了濱水地區的修復與改建。防災已不是護岸設計的唯一標準，營造可接近的 “親水”空間更是基于生態優先原則的綜合考量。在進行具體設計時，駁岸、防洪堤、場地原貌等地形條件便成為了設計的限制和首要問題，而后才能在此基礎上進行要素與空間設計[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、調節局部氣候和豐富游人體驗等功能。地形主要有4類，即平坦地形，坡地地形和凹、凸地形[5-6]。總結歸納地形對空間的塑造主要體現在空間開合程度 (形成視野的開敞或閉塞感)、空間引導程度 (線性的空間引導與視線吸引)、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)以及空間律動程度(地表高程界面的起伏變化)[7-8]。

在相關領域，已有研究對景觀的環境、社會與經濟效益進行景觀績效評價，重點是衡量景觀實踐的綜合性能表現[9-10]，而從視覺審美與空間體驗出發，對于場地設計實現程度的評價并無一套科學、系統的方法，多為主觀觀察和問卷分析。針對濱水空間，相較城市公園呈現強烈的帶狀特征，在防洪等硬性條件下，地形設計決定了整體格局、基礎空間利用與功能安排。設計后的場地空間效果影響了人的使用偏好，進而出現場地使用強度的差異。本文以上海后灘濕地公園與徐匯濱江的若干場地作為研究對象，圍繞場地設計的本質問題，對承載不同活動強度的場地必要特征及其設計手法進行探索。

2 研究方法

2.1 特征提取

2.1.1 地形空間效果因子提取

通過對文獻的整理總結出5類具有主要影響的空間效果程度和其對應的特征。針對濱水空間，根據其與水關系的處理，可提取人們觀水、臨水程度的親水感；根據其對防洪高差的處理，可提取地形坡度的陡緩感受和高差變化豐富感；根據其對帶狀空間層次的處理，可提取向心感、圍合感、線性引導感，其中，向心感偏重表達點狀吸引與視覺控制。最后總結得到6個空間效果因子，即親水感 (水的可親近程度，包括觀水、戲水的綜合評價)、向心感 (注意力、視線或行為等不由自主被某個點吸引)、圍合感 (空間被包圍的感覺、空間的開敞和幽閉程度)、線性引導感(注意力、視線或行為等不由自主被某個線性方向吸引)、地形坡度和高差變化豐富感。

2.1.2 小場地選擇

考慮空間活動強度還會受到場地功能設置、設施布置、與主流線的關系等多種因素的影響，我們盡量選擇功能單一、設施均衡、地形設計特征最強烈且各具特色的小場地進行研究，從徐匯濱江挑選7個場景，從地形處理豐富的后灘公園挑選9個場景。

2.2 數據收集

2.2.1 問卷調研部分

考慮到公眾的專業認知差異，此部分以視頻配合問卷的形式進行。通過視頻的方式對場地空間進行盡量真實記錄和表達，選擇工作日時段盡量減少人流活動對視頻空間感知的影響，從場地各個角度的人視高度環繞并盡量在同一時段完成30 s至1 min的拍攝時長；通過語義分析法建立各因子的評分標準 (表1)，設計調查問卷，根據特征的呈現程度給予0，3，5，7，9的分值，并向40位不同背景的公眾展開問卷調研。回收問卷后進行數據處理。

表1 各因子的評價標準

2.2.2 現場調研部分

此部分通過現場調研記錄場地活動人數和內容，計算小場地的靜態、動態活動強度值。場地活動人數、運動強度、場地面積都是影響場地活動強度的關鍵因素。運動強度可用代謝當量，即MET來表達，MET是以靜坐時的能量消耗為基礎，表達各種活動時相對能量代謝水平和運動強度的常用指標[11]。由此，定義動態活動強度值為“(∑某項活動MET值×活動人數)/場地面積”；根據MET值，靜態活動強度可簡化為 “人數/場地面積”。

選擇活動密集的元旦下午對場地展開現場調研 (選擇與元旦氣象、時間等條件相似的工作日為視頻拍攝日)，統計1min內場地活動情況，統計3次取平均值。

2.3 數據處理

將每個場地的空間效果因子評分分別與其動態、靜態活動強度值一一對應，得到數據匯總表(表2，表3)，利用MATLAB軟件進行最小二乘法擬合求最優解[12]。最小二乘法可以用來尋求一組數據變量之間的依賴關系，這種函數關系稱為經驗公式。該方法通過調節變量權重大小，使輸出數據與原始值的差的平方和最小，求解時可以通過求解矩陣的偽逆直接獲得權重。當場景數與變量數相同時，有唯一精確解，當場景數大于變量數時，無精確解，但關系更為準確。

表2 后灘公園各場景空間效果因子與活動強度匯總表

表3 徐匯濱江各場景空間效果因子與活動強度匯總表

在MATLAB中輸入待求表達式:場地活動強度＝a1x＋a2y＋a3z＋……＋a6m＋C(x，y，z……為各項空間效果因子的評分)，分別輸入后灘公園、徐匯濱江的各組數據編程求解。軟件計算后得到以下4個表達式:

1)后灘靜態活動強度HTJT＝0.007 3×向心感 -0.015 7×圍合感 ＋0.002 2×線性引導感 ＋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)后灘動態活動強度HTDT＝-0.006 7×向心感 ＋0.008 0×圍合感 ＋0.004 6×線性引導感 -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)徐匯靜態活動強度XHJT＝-0.005 1×向心感 ＋0.023 8×圍合感 -0.011 3×線性引導感 -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)徐匯動態活動強度XHDT＝-0.045 4×向心感 ＋0.053 7×圍合感 -0.010 0×線性引導感 ＋0.001 6×親水感 ＋0.001 2×地形坡度 ＋0.027 5×高差變化豐富感 ＋C。

將樣本數據中的空間效果因子值回代入公式中進行準確性驗證，可得各活動強度值與樣本數據中的活動強度值的偏差關系，整體誤差在可接受范圍內。

3 結果分析

3.1 總體分析

對后灘公園和徐匯濱江表達式的各項系數進行比較，發現影響兩個公園各場地空間效果的關鍵性因子存在一定的規律。影響兩個公園動態活動強度的共性因子為向心感、圍合感和高差變化豐富感，影響靜態活動強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 場所空間特征

1)向心感。向心感為影響各場地動態活動強度的共性因子與影響靜態活動強度的差異因子，且在動態活動強度影響程度中都占據了較大比重 (圖1)。向心感作為共性因子，當場地的視覺控制性過強時，將不利于動態活動的自由開展，因而數值越大，動態活動強度越低。推測因后灘場地特征流線感較強，需要向心感(對視覺的吸引、控制性)來引導靜態活動在場地上的開展，所以其靜態活動強度在向心感上呈現正相關。

圖1 向心感系數占比與正負相關性

2)圍合感。圍合感為影響各場地動態活動強度的共性因子與影響靜態活動強度的差異因子，且在影響程度中都占據了最大比重 (圖2)。作為共性因子，圍合感在一定程度上是對場地的邊界限定，對于活動所需的場地選址起重要作用，因此圍合感越強，動態活動強度越大。推測因后灘公園本身種植較密集，相比較徐匯濱江以開闊廣場為主的場地特征，過于圍合會引起空間閉塞，影響人的選擇，所以其靜態活動強度在圍合感上呈現負相關。

3)線性引導感。線性引導感為影響兩個場地靜態活動與動態活動強度的差異因子，且在后灘全部呈現正相關，在徐匯濱江呈現負相關 (圖3)。對在兩個場地上開展的活動類型進行統計，后灘的線性活動類型 (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類型 (如輪滑、滑板等)占比遠大于后灘，因而推測場地的選取與活動本身的類型有關。徐匯濱江場地上的活動多需要大面積場地才能開展，因此線性引導感越強，活動人數越少，而在后灘場地上多依靠線性空間開展的活動，對線性引導感則呈現了正相關。3.2.2濱水特征

圖2 圍合感系數占比與正負相關性

圖3 線性引導感系數占比與正負相關性

圖4 親水感系數占比與正負相關性

親水感為影響兩個場地靜態活動與動態活動強度的差異因子，系數的差別體現了兩個公園的特征差異 (圖4)。徐匯濱江在設計中親水特征不明顯，除漫步能遠眺江面外，其余小場地與水的互動性較弱，未能激發人們對親水活動的偏好與追求，因此其影響程度小、系數占比小；后灘公園引入內河系統[13]，親水空間為小場地設計重要部分，因而影響程度較大。但由于在設計時缺少對多樣性動態戲水活動的構思以及近年來水質一般，后灘的親水活動局限于靜態的觀水，對空間使用的時長和活動強度較低。后灘動態親水活動在開發、維持上的欠缺使場地親水感增加的同時，靜態觀水活動強度大幅增加，而動態活動強度卻稍有下降。

3.2.3 高差設計特征

1)地形坡度。地形坡度為影響兩塊場地靜態活動強度的共性因子 (占比較大)與影響動態活動強度的差異因子 (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，靜態活動強度越低。對于動態活動強度而言，后灘較多是軟質自然坡，不如徐匯濱江硬化處理的地形坡度對動態活動的容納能力強，其更注重公共活動空間的開發[14-15]，因而出現差異，不過系數占比均不高，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場地靜態活動與動態活動強度的共性因子，且都占據了相當的比重 (圖6)。高差變化豐富感能夠引起人們對場地的趣味和使用多樣性，無論是動態活動或靜態活動，都具有較強的吸引力。此外，結合場地特性來說，后灘的高差大多體現在臨水棧道和曲徑，承載了游客的較多行走活動，因此動態活動強度中高差變化豐富感系數所占的比重比靜態的大；徐匯濱江的高差變化豐富之處多為梯級臺階，適合坐息，因此靜態活動強度中高差變化豐富感系數所占的比重比動態的大。系數占比差異體現了人們的活動類型與高差變化的方式有關。

圖5 地形坡度系數占比與正負相關性

圖6 高差變化豐富感系數占比與正負相關性

4 結論

本次研究亮點在于建立一套將空間效果與人群感知量化聯系的關系式，以輔助分析與評價場地設計。濱水空間局限性強[16]，研究結論可輔助設計者從最根本的地形設計入手考慮場地功能安排，在此基礎上進行相應的空間要素設計營造場所，提升設計效率。研究所用的方法在于量化場地使用強度與地形營造空間效果之間的關系，可用于描述或評價場地設計的實現程度 (表4)。

表4 場地特征對活動強度的影響

1)為使場地靜態活動強度實現目標構思，首先需要考慮地形坡度和高差變化豐富感的設計；而針對動態活動強度時，則需首先考慮圍合感、高差變化豐富感和向心感的設計。

2)在場所空間特征中，向心感較弱、圍合感較強的空間有利于動態活動的開展；圍合感較強的空間能夠引導靜態活動發生。當在線性場地內營造使人停留坐息的空間時，則需要同時加強此空間的向心感和圍合感；若要營造歡快的活動空間，則加強圍合感。

3)在濱水特征方面，應對活動內容的濱水依賴性展開思考，設計的親水空間能容納多種親水活動時，提高親水感才是有效和積極的，同時需要注重工程后續的水體質量維護。

4)在高差設計特征中，動態活動及靜態活動都常在高差變化較豐富的空間發生，因為此類空間既有趣又功能多樣。坡度陡峭的空間不利于靜態活動的開展，建議以高差變化消解陡坡；自然軟質的坡面不利于進行動態活動，要在濱水邊營造動態活動空間時，需使用硬質鋪裝。

實驗所得結論存在一定季節性因素的影響，如冬季人們會更偏愛在陽光下活動，夏季則喜愛選擇遮蔽下的陰涼地，這些偏好因素可能會使圍合度等因子的影響程度產生變化。因此，在未來的實驗中，可以選擇不同季節、氣象條件下的活動分布和空間效果評價做多組測評進行綜合分析。