形式尋優(yōu):參數(shù)化輔助濱水空間形態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)

摘要：當(dāng)前國內(nèi)外景觀設(shè)計(jì)行業(yè)中借鑒并引入了參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，產(chǎn)生了豐富的景觀設(shè)計(jì)形態(tài)。依托“形式尋優(yōu)”理論模型，在濱水空間景觀設(shè)計(jì)過程中，鑒別應(yīng)用了新型參數(shù)化設(shè)計(jì)方法/技術(shù)。在濱水空間形態(tài)設(shè)計(jì)、形式生成環(huán)節(jié)上，創(chuàng)制了參數(shù)化輔助的尋優(yōu)途徑方法模型 （form finding model），并應(yīng)用于實(shí)踐規(guī)劃與實(shí)驗(yàn)建造的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在實(shí)踐過程中，該方法模型主動(dòng)結(jié)合水文、水生態(tài)、水利學(xué)科及其相關(guān)工程技術(shù)，充分利用了動(dòng)態(tài)開放系統(tǒng)的狀態(tài)和自我調(diào)節(jié)力，同時(shí)具備了適應(yīng)相似度較高的規(guī)劃設(shè)計(jì)課題項(xiàng)目的能力，并為實(shí)際施工建造提供了經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用的科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：濱水空間；設(shè)計(jì)研究；參數(shù)化；形式尋優(yōu)；優(yōu)化模型

中圖分類號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2641（2017）02-0037-08

收稿日期：2017-04-01

修回日期：2017-04-26

Abstract： Nowadays， Parametric design as newly technique is introduced to landscape architecture design field all over the world， at the same time， various forms are produced. Based on the category of “form finding model”， the paper discusses the application and distribution of new parametric method in the design of waterfront space. The parametric assisted form finding model and method are being used not only in the design， but also the construction process. The further outcome of this model will be widely used in practical planning and structure projects. In the following practice process， the model actives adapt to water context， water ecology， water conservancy science and related technology， meanwhile，and takes fully advantages of the system dynamic and adaptability. The model would be used for related projects and contribute to the economy， aesthetic， and the utility of projects.

Key words： Waterfront Space；Design Research；Parametric design；Form Finding；Optimized Model

參數(shù)化設(shè)計(jì)由最初在建筑領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用并逐漸擴(kuò)展到城市規(guī)劃領(lǐng)域和景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域，作為一種設(shè)計(jì)輔助方法：首先它是一種思維模式，一種方式的選擇。再者，它是一種將數(shù)學(xué)邏輯、幾何邏輯、算法邏輯等設(shè)計(jì)問題相關(guān)聯(lián)，從自然科學(xué)的角度尋求解決問題的途徑。Anderson J R在其學(xué)術(shù)文章中列舉了景觀建筑學(xué)中可以應(yīng)用算法邏輯的例子，并視作一種利用創(chuàng)新思維來解決問題的方法[1]。而在造型領(lǐng)域，例如雕塑和構(gòu)筑物的“人造表皮”，基于參數(shù)化計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生不同的造型形式的算法邏輯已經(jīng)有所普及[2]。在中國近年來參數(shù)化設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)了異常繁榮復(fù)雜的局面，學(xué)術(shù)界中關(guān)注這一領(lǐng)域發(fā)展的學(xué)者逐漸對(duì)發(fā)展現(xiàn)狀建立了認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，在技術(shù)應(yīng)用方面，也出現(xiàn)了一些以“非線性參數(shù)化”為技術(shù)手段進(jìn)行風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的探索。然而，如何正確甄別各種方法的優(yōu)劣并有效地利用參數(shù)化手段成為當(dāng)前需要關(guān)注的問題。

1參數(shù)化設(shè)計(jì)的案例鑒別

1.1目的單一的參數(shù)化設(shè)計(jì)

這一參數(shù)化方法最初出現(xiàn)在建筑立面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，其本質(zhì)是通過編程方法，利用智能計(jì)算來代替重復(fù)性的人的體力勞動(dòng)，進(jìn)而發(fā)展出針對(duì)建筑構(gòu)件，或者以重復(fù)韻律為審美追求的線性設(shè)計(jì)的輔助性形態(tài)程序，即針對(duì)其中某一單元素進(jìn)行重復(fù)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。例如構(gòu)筑物的造型、鋪裝的形式、裝置造型等。這種方法雖然獨(dú)立但是局限性很大，僅適用于局部的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，無法掌控尺度更大的場(chǎng)地，也無法進(jìn)行具有復(fù)合目標(biāo)的多樣設(shè)計(jì)。

1.2自動(dòng)生成式參數(shù)化設(shè)計(jì)

Peter Eisenman設(shè)計(jì)的猶太人大屠殺紀(jì)念碑群，通過參數(shù)化手段，設(shè)定規(guī)則和一組按照某種規(guī)律分布的高度值，借助軟件平臺(tái)自動(dòng)生成設(shè)計(jì)，并形成多個(gè)相似的方案（圖1）。

這種方法可以部分地彌補(bǔ)人腦機(jī)能在建筑或景觀形態(tài)生成過程中造型能力不足的問題，但是由于真實(shí)的建筑或景觀形態(tài)設(shè)計(jì)要受制于很多實(shí)際因素，因此參數(shù)化設(shè)計(jì)更多的是在暫時(shí)忽略一些因素的前提下，去生成可供參考的形態(tài)，離真實(shí)建造出來的形態(tài)，乃至真正能投入使用的形態(tài)還相去甚遠(yuǎn)。人的感知思維方式就像在開車教學(xué)中，專門練習(xí)入庫、貼庫、倒庫等技術(shù)環(huán)節(jié)并形成了口訣，這種只利用規(guī)則而不去實(shí)際操練的方法，離真正的開車上路還很遠(yuǎn)。

1.3英國建筑聯(lián)盟（AA）景觀都市主義參數(shù)化應(yīng)用

AA的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法相對(duì)以上兩種更進(jìn)一步，等高線成為他們最善于利用的參數(shù)，經(jīng)過Indexing ，prototype，mesh，function等一系列過程再結(jié)合后期建筑師、景觀師的主動(dòng)選擇來選擇最優(yōu)形式（圖2）。但如果從實(shí)際建造工程應(yīng)用角度而言，這是一種較為單線的思維方式，缺少優(yōu)化和反饋設(shè)計(jì)，因此在實(shí)際進(jìn)入施工設(shè)計(jì)階段后，該方法會(huì)面臨越來越多的因素群的影響。因此，后期的生成形式會(huì)出現(xiàn)一些銳角等不太符合人體舒適度的設(shè)計(jì)形式。

1.4鑒別結(jié)果

縱觀以上三個(gè)案例，可以發(fā)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域和風(fēng)景園林設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展總體上呈現(xiàn)出自上而下不斷地進(jìn)步，并不斷完善的參數(shù)化設(shè)計(jì)方式，但依然存在一些需要完善的地方。本文試圖通過對(duì)案例的鑒別總結(jié)，整理出一種具有一定適用范圍的風(fēng)景園林參數(shù)化設(shè)計(jì)模型，并在實(shí)際風(fēng)景園林實(shí)際建造過程結(jié)合驗(yàn)證，期望得到一個(gè)相對(duì)優(yōu)化的參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本原型，并根據(jù)此原型總結(jié)出針對(duì)相關(guān)案例的普適性方法。

2郊野濱河空間參數(shù)化設(shè)計(jì)模型的建立

本文選取風(fēng)景園林中的郊野濱河空間類型和參數(shù)化結(jié)合為基礎(chǔ)案例，有以下考慮：1）可供考慮的因素群體類別較為豐富，便于驗(yàn)證參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的多樣聯(lián)合，趨于接近真實(shí)的園林環(huán)境；2）參數(shù)化設(shè)計(jì)編程應(yīng)用中可借助數(shù)學(xué)方法（例如：線性回歸方程模塊和模糊數(shù)學(xué)模塊），對(duì)因素之間的影響建立分析和反饋（例如：層次分析方法），從而進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證和選擇[3-5]。

2.1參數(shù)化設(shè)計(jì)基本原型和框架建立

總體技術(shù)路線：針對(duì)濱水空間場(chǎng)地的特殊性，因地制宜選擇有針對(duì)性的因素群，分析篩選因素群內(nèi)部的重要參數(shù)，用數(shù)學(xué)模型模擬出真實(shí)反映場(chǎng)地特征的參數(shù)，并將各個(gè)參數(shù)進(jìn)行量化，帶入相應(yīng)的程序中運(yùn)算，得到相應(yīng)的結(jié)果。通過各個(gè)參數(shù)的運(yùn)算結(jié)果疊加，并加上設(shè)計(jì)師主觀優(yōu)化判斷，形成初步的設(shè)計(jì)形式[6]。

2.2因素群及其相關(guān)參數(shù)的選擇

2.2.1水生態(tài)參數(shù)

由于參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)是技術(shù)操作法則，因此主要是應(yīng)用相關(guān)學(xué)科的結(jié)論性觀點(diǎn)作為支撐。例如：根據(jù)一般景觀生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，認(rèn)為在水陸交錯(cuò)帶生態(tài)群落中，岸線的長(zhǎng)度和曲度越大，生物凈化的能力則越強(qiáng)，生態(tài)性也越良好，那么這種關(guān)系可以量化構(gòu)成參數(shù)化編程基本運(yùn)算單元中的正線性代數(shù)關(guān)系。

另外如地表徑流匯集而成的水體，其水質(zhì)經(jīng)過測(cè)評(píng)后可以確定區(qū)域內(nèi)是否需要人工干預(yù)使其達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。由水利學(xué)專業(yè)（專業(yè)工種水工）計(jì)算給出是通過潛流濕地或是表流濕地的方式，并伴隨有一定的有效水域面積要求的條件，這些都可以成為參數(shù)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模塊的參數(shù)輸入端。以此類推，關(guān)于水生植物生長(zhǎng)面布局，地形的坡度、坡向等，均可以納入等高線體系進(jìn)行要素群的歸類[4]。此步驟的最終目的是要建立要素群之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系（圖3）。

2.2.2行為學(xué)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)

在確定建立要素群之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系后，便可對(duì)場(chǎng)地可達(dá)性進(jìn)行研究探索，從而為設(shè)置下一步設(shè)計(jì)（如：合適的出入口、與場(chǎng)地緊密結(jié)合的路徑）形態(tài)提供科學(xué)計(jì)算依據(jù)。在一般的行為學(xué)研究中，認(rèn)為針對(duì)距離場(chǎng)地的遠(yuǎn)近不同，人們會(huì)選擇不同的交通工具。例如是否在步行范圍內(nèi)，有無人行道、斑馬線是影響人們選擇步行出行的重要因素；相應(yīng)的，自行車道及自行車停車位的有無，公交站點(diǎn)的有無，周邊市政道路的級(jí)別及停車場(chǎng)的有無等，都將影響市內(nèi)游客的可達(dá)性。城市對(duì)外交通樞紐則會(huì)影響外省市游客的可達(dá)性。這些行為學(xué)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，為上一步得出的要素群之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系關(guān)系提供了參數(shù)調(diào)節(jié)的依據(jù)和可能性。如果把上一步比喻成一個(gè)發(fā)聲的話筒，那么第二步便是話筒聲音的音量調(diào)節(jié)鍵。

設(shè)計(jì)不可缺少的是滿足不同的空間需求，空間的基本需求主要由三項(xiàng)因素（WWH）構(gòu)成：WHO，WHEN，HOW。在更大的研究范疇內(nèi)（即該場(chǎng)地所處的城市格局），通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)可以疊加更豐富更多元的參數(shù)（例如：針對(duì)當(dāng)?shù)厝丝诮Y(jié)構(gòu)、出行目的、娛樂方式進(jìn)行研究），進(jìn)而得出更多可能性和結(jié)論（在此案例中：市內(nèi)游客的濱水空間需求度），這個(gè)方法成立的前提是研究對(duì)象的行為目的具有統(tǒng)一性（在此案例中：外省市游客多以旅游為出行目的，當(dāng)?shù)厥忻穸嘁孕蓍e娛樂為目的），從而得到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

2.2.3景觀學(xué)參數(shù)

在此案例中，針對(duì)濱水空間的研究，在景觀學(xué)參數(shù)結(jié)合了《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》《濕地公園設(shè)計(jì)規(guī)范》《郊野公園設(shè)計(jì)規(guī)范》等法規(guī)性文件中一些指標(biāo)性質(zhì)的參數(shù)規(guī)定，目的是為了檢驗(yàn)參數(shù)化生成形態(tài)是否“合規(guī)”（例如常見的“硬質(zhì)景觀比”“落葉常綠比”等）。另外還可以通過收集相關(guān)的成功案例，進(jìn)行比較研究，得出可供參考的數(shù)據(jù) ，從而得到更為優(yōu)化的數(shù)據(jù)，這一步驟作為參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊中的“檢驗(yàn)端”，不可缺少，不但對(duì)之前設(shè)計(jì)步驟的正確性進(jìn)行了檢驗(yàn)，并進(jìn)行了反饋設(shè)計(jì)（feedback design）。除此之外，根據(jù)更詳細(xì)的園林?jǐn)?shù)據(jù)，可以更好地與實(shí)際設(shè)計(jì)場(chǎng)地結(jié)合，從而達(dá)到“形式尋優(yōu)”的基本目的。

設(shè)定任何現(xiàn)狀資源的兩個(gè)維度（積極+，消極-），其方法論近似于矩陣分析方法[7]（圖4）。

本參數(shù)化模型建立在原場(chǎng)地的詳細(xì)踏勘調(diào)研上，緊密結(jié)合園林景觀建造過程涉及到的要素，并根據(jù)場(chǎng)地條件充分適應(yīng)本案例情況。例如：

水體：水體的清潔情況，視覺感受，與水的互動(dòng)、親水空間；受污染的水體，視覺與嗅覺的雙重因子（積極+，消極-）；山體：山地景觀，臺(tái)地景觀，微地形，遠(yuǎn)山背景，相互關(guān)系為A-B（積極+，消極-）；

植被：空間圍合，植物景觀（積極+，消極-）；

動(dòng)物：是否擁有良好的生態(tài)棲息地，是否能吸引游人（積極+，消極-）；

建筑：優(yōu)美的建筑可以與景觀相融相契；反之則會(huì)削弱好感度（積極+，消極-）；

古樹：重點(diǎn)保護(hù)節(jié)點(diǎn)，人群集中區(qū)域，較好的觀賞、教育、旅游資源（積極+，消極-）；

古建：重點(diǎn)保護(hù)節(jié)點(diǎn)，人群集中區(qū)域，較好的觀賞、教育、旅游資源（積極+，消極-）；

停車場(chǎng)、垃圾場(chǎng)，排污口：視覺上不甚美觀，氣味也無法讓人產(chǎn)生愉悅的感受（積極+，消極-）；

實(shí)際要素的設(shè)定和矩陣評(píng)價(jià)在數(shù)理原理上是層次分析法，在參數(shù)化編程模塊中是產(chǎn)生要素與要素之間影響關(guān)系的數(shù)學(xué)子模型。

2.2.4反饋參數(shù)（在此案例中為主要水利參數(shù)）

在利用三維模型通過以上步驟對(duì)原場(chǎng)地經(jīng)過一系列塑造設(shè)計(jì)之后，原場(chǎng)地發(fā)生了一定程度的改變。與此同時(shí)，此過程設(shè)計(jì)的基本形態(tài)（如地形、水系、植被等）必須輸送給水利學(xué)的生態(tài)水專業(yè)工種進(jìn)行進(jìn)一步的各種計(jì)算。該工種根據(jù)變化后的地形重新建立洪水模型，進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，以檢驗(yàn)景觀設(shè)計(jì)提供的地形、水系、植被設(shè)計(jì)是否符合水利相關(guān)要求[8-9]。

需要說明的是，上述的參數(shù)設(shè)定，在內(nèi)涵上更接近“影響要素”，具有靈活性，可以根據(jù)不同場(chǎng)地的不同調(diào)研結(jié)論，在計(jì)算過程中對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。因此本文論述的重點(diǎn)在于算法和原理，打個(gè)比方相當(dāng)于側(cè)重重視數(shù)學(xué)方程式的建立，而X、Y、Z具體數(shù)值根據(jù)具體的場(chǎng)地來輸入。

2.3參數(shù)的算法

2.3.1地形算法（圖5～7）

通常在原始地形CAD矢量文件導(dǎo)入Rhinocer和Grasshopper后，作為整個(gè)算法的基礎(chǔ)，首先需要建立Indexing計(jì)算模塊，為下一步引入上述相關(guān)生態(tài)、行為參數(shù)等調(diào)節(jié)端作準(zhǔn)備。

由于原始地形矢量信息所包涵的坡度、坡向和地表徑流匯水線等重要信息，可以在這個(gè)環(huán)節(jié)的算法上被分析釋放出來，因此尋得虛擬最優(yōu)理想地形模型。

這一步驟將上述成果推進(jìn)一步，進(jìn)入Meshing步驟，在算法中得出可供分析每一個(gè)地形細(xì)微單元的mesh面。以上圖示算法模塊的計(jì)算結(jié)果會(huì)在同步的可視化窗口形成圖像，下文案例詳解中演示。

2.3.2影響參數(shù)

設(shè)計(jì)中的單一要素對(duì)應(yīng)一個(gè)參數(shù)，大多是單因素進(jìn)行組合遞進(jìn)發(fā)展，而各因素之間并無明顯聯(lián)系?；谑挛锒际瞧毡槁?lián)系的觀點(diǎn)，多因素相關(guān)是一個(gè)良好的必然趨勢(shì)，值得更深入地探討。因此建立相關(guān)的算法模塊也是文章下面所要建立的“形式尋優(yōu)”模型的組成基礎(chǔ)。

3基于參數(shù)化原型的尋優(yōu)原型

尋優(yōu)原型建立的流程是通過項(xiàng)目背景、文化、業(yè)主需求等分析定位，在基本原型（basic prototype）的基礎(chǔ)上應(yīng)用分析方法抽象出參數(shù)并利用參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件設(shè)定算法，通過調(diào)整參數(shù)的取值范圍（range），得到一些量化指標(biāo)，再結(jié)合景觀學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行篩選比較，確定最優(yōu)形式，關(guān)于此項(xiàng)目針對(duì)的參數(shù)如前所述。

3.1因素群的選優(yōu)

各個(gè)參數(shù)之間具有相對(duì)獨(dú)立性和潛在關(guān)聯(lián)性，運(yùn)用層次分析法對(duì)四個(gè)因素群內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行過濾選優(yōu)，列出縱橫2個(gè)方向的規(guī)則矩陣表（表1，根據(jù)2.2得出），表明參數(shù)之間存在的內(nèi)部和外部的邏輯關(guān)系。

表中A、B、C、D、E分別表示水生態(tài)參數(shù)、行為學(xué)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)、景觀學(xué)參數(shù)、水利（反饋）參數(shù)。任意一個(gè)參數(shù)內(nèi)部的邏輯關(guān)系以AA或BB等形式來表示，BA則表示B影響A生成。以此類推。在進(jìn)行分析時(shí)，根據(jù)實(shí)際案例的特點(diǎn)來選取對(duì)角線上的某個(gè)選項(xiàng)作為起點(diǎn)，然后按照首尾相接的關(guān)系進(jìn)行邏輯關(guān)系組合，例如AA-ACCB-BD-DA。組合表達(dá)的含義是生成的水生態(tài)參數(shù)影響景觀學(xué)參數(shù)，以景觀學(xué)參數(shù)為影響源生成行為學(xué)參數(shù)以此類推。從表中進(jìn)行推算，根據(jù)此項(xiàng)目，可以得到4×4×4×4=256種可能的組合，提供了多種可能的技術(shù)路線，以便進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。

3.2因素群內(nèi)參數(shù)的過濾選優(yōu)

同理，根據(jù)以上方法，因素群內(nèi)的參數(shù)也運(yùn)用規(guī)則矩陣法進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，選出因素群內(nèi)部相對(duì)更重要的主導(dǎo)因素及相對(duì)次要的因素（表2）。

3.3尋優(yōu)原型（form finding）的生成

針對(duì)場(chǎng)地特征，利用層次分析法對(duì)參數(shù)進(jìn)行選優(yōu)，將相對(duì)獨(dú)立的參數(shù)關(guān)聯(lián)起來，使優(yōu)選出的主導(dǎo)參數(shù)更具科學(xué)性。以選出的參數(shù)為線索，由計(jì)算器設(shè)定算法，得到相應(yīng)的結(jié)果。將一系列結(jié)果進(jìn)行疊加，可得到初步的設(shè)計(jì)形式，這也是尋優(yōu)原型的初始原型。這顯然還不夠完善，在最終的尋優(yōu)原型確定之前，還需要設(shè)計(jì)師主觀結(jié)合景觀學(xué)的設(shè)計(jì)研究成果、典型景觀模式的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行尋優(yōu)。對(duì)于參數(shù)化設(shè)計(jì)結(jié)果的提煉，需要借助設(shè)計(jì)研究成果，例如傳統(tǒng)景觀布局研究、水系分形學(xué)研究、師法自然的植物種植、景觀肌理構(gòu)成原理等。典型景觀模式中如曲徑通幽、一池三山、黃金分割等都能成為最終尋優(yōu)原型的輔助因素，這也使多因子綜合生成最終的尋優(yōu)原型，附帶上了傳承文化的意義[9～10]。尋優(yōu)原型生成過程示意如圖9。

4案例詳解

4.1項(xiàng)目簡(jiǎn)況

實(shí)踐案例為山東省德州市徒駭河禹城段河道綜合整治，禹城市地處山東西北部，歷史悠久乃大禹之故鄉(xiāng)，作為治水重地同時(shí)也是“龍山文化”發(fā)源地之一，作為本文的實(shí)際驗(yàn)證案例非常合適。

4.2挑戰(zhàn)與目標(biāo)（與文化內(nèi)涵結(jié)合過程）

從歷史文化保護(hù)利用角度看，禹城是歷史上大禹治水的功成名就之地，而徒駭河作為鏈接城市和未來城市新名片大禹文化園的唯一生態(tài)廊道，具有重要的戰(zhàn)略意義。如何引導(dǎo)和體現(xiàn)大禹精神以及地域文化特色是本案的重要挑戰(zhàn)之一，也是可供設(shè)計(jì)工作者主管創(chuàng)作的來源之一，同時(shí)場(chǎng)地條件十分適合與參數(shù)化相結(jié)合。

而從園林景觀工程建造角度看，該營建如能通過原始的、本土的材料選擇，以一種宏大敘事的方式展示人類久遠(yuǎn)的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，從而為當(dāng)代人提供一個(gè)可供瞻仰和體驗(yàn)的詩意的景觀格局，應(yīng)該是合乎該地域特色的選擇。另外，從久負(fù)盛名的大禹治水神話傳說中挖掘內(nèi)涵，聚合談天說地，疏導(dǎo)人流集散，順應(yīng)自然之勢(shì)，是繼承大禹治水“因勢(shì)利導(dǎo)”的本質(zhì)特征，本實(shí)踐案例將“因勢(shì)利導(dǎo)”理念融于場(chǎng)地相關(guān)生態(tài)設(shè)計(jì)與園路設(shè)計(jì)，作為本設(shè)計(jì)的精神文化支持。針對(duì)游憩人群數(shù)量確定園路和空間節(jié)點(diǎn)的集散、大小等，通過系統(tǒng)科學(xué)的承載分析，推演出最終的游憩路線和空間雛形關(guān)系。

4.3基本原型（basic prototype）的建立

4.3.1因素群及其相關(guān)參數(shù)的選擇（表3）

4.3.2參數(shù)的算法

1）地形

將原場(chǎng)地的等高線進(jìn)行匯水線分析，可以發(fā)現(xiàn)一些水流匯集的區(qū)域和水流分散的區(qū)域，前者為場(chǎng)地的潛在低洼地，后者則為場(chǎng)地的潛在高地。利用這些潛在低洼地和潛在高地，生成了新的模擬等高線。這些新等高線只是模擬了原場(chǎng)地地形變化的一種可能與放大，同時(shí)也將場(chǎng)地的實(shí)際情況進(jìn)行了科學(xué)化的整理（圖10）。

等高線（contour）只能表明橫向的結(jié)構(gòu)，因此將不均一的四邊形嵌套進(jìn)新等高線內(nèi)，生成一張mesh網(wǎng)格（mesh grid），這樣在橫向和縱向兩個(gè)方向上都可以體現(xiàn)出一定的結(jié)構(gòu)，形成了可以控制的單元（unit）。而這個(gè)四邊形網(wǎng)格的選定，則主要由設(shè)計(jì)對(duì)象的尺度決定（圖10）。

2）選址與尺度—濕地

由于現(xiàn)有的污水處理廠會(huì)將一定的污水量排入徒駭河內(nèi)，為了對(duì)此進(jìn)行整治，需要有一定的潛流濕地區(qū)域。

經(jīng)過水工計(jì)算，處理污水量需要的潛流濕地面積總共為4 hm2，而潛流濕地處理必須細(xì)分為若干單元，每個(gè)單元的面積至多為1 500 m2，潛流濕地處理單位長(zhǎng)度則應(yīng)控制在12～30 m內(nèi)，最小面積則約為150 m2。

Mesh網(wǎng)格中的每個(gè)四邊形都有一定的面積，可以幫助遵循濕地的面積要求。選擇在相對(duì)低洼的場(chǎng)地內(nèi)框選出濕地單元（unit），最終組合形成濕地的設(shè)計(jì)雛形（圖11）。

3）選址與尺度—廣場(chǎng)空間與道路選線

經(jīng)過生態(tài)與城市的基礎(chǔ)設(shè)施比較和功能分析，可以得出一些適宜做入口廣場(chǎng)的區(qū)域。

運(yùn)用禹城人口結(jié)構(gòu)百分比及禹城地區(qū)出行目的人口百分比，與一定的生態(tài)系數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，可以得出徒駭河的人口承載量。再根據(jù)與城市交通的分析可以得出各濱河入口空間將預(yù)計(jì)承接的人口承載量。通過這樣科學(xué)的假設(shè)與計(jì)算，可以在場(chǎng)地內(nèi)設(shè)計(jì)足夠人們活動(dòng)的空間且與徒駭河的生態(tài)相平衡。

在入口廣場(chǎng)匯集的人群，需要通過園路分散到河邊路各節(jié)點(diǎn)（node）。依據(jù)廣場(chǎng)的承載量可計(jì)算出需要園路需要分散的承載量。隨著園路分枝漸多，園路承載量也相應(yīng)減少，因此園路會(huì)呈現(xiàn)不同寬度的分級(jí)。通過園路與園區(qū)的廣場(chǎng)與節(jié)點(diǎn)的組合交叉，最終形成完整的全園的道路系統(tǒng)（system）。以之前計(jì)算得出的廣場(chǎng)與道路的尺度為基礎(chǔ)，再依據(jù)適宜坡度、適宜坡向、適宜建設(shè)用地等生態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行選線。

4.4形式尋優(yōu)

應(yīng)用層次分析法篩選的主要參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，得到可能的設(shè)計(jì)形式，設(shè)計(jì)師主觀上結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選出最終的最優(yōu)方案（圖12）。

5結(jié)語

對(duì)參數(shù)化尋優(yōu)原型（form fi nding）的探討，不僅是在追求一種科學(xué)的計(jì)算方式，更意在增加科學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)過程的介入。將因素群中的參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)量化，不僅增加設(shè)計(jì)的科學(xué)性，更促使了學(xué)科間的交叉對(duì)話。尋優(yōu)途徑的目標(biāo)不僅在輔助主觀選擇，平衡了土方量，更增加了景觀的美觀、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性。最重要的是，為實(shí)際施工建造提供了充足的科學(xué)依據(jù)。

注：本文圖1來自百度圖片；圖2為筆者2012年參與的AA—清華景觀助教工作課件；圖4來自參考文獻(xiàn)[7]；圖3、圖5～12為筆者自繪。

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