基于AHP法的城市濱河綠地寬度劃定方法研究

陳照方 尚 磊 曹靜怡

黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 鄭州 450003

濱河綠地是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)調(diào)節(jié)城市氣候，維持生態(tài)平衡起到了重要的作用。濱河綠線的劃定可以實(shí)現(xiàn)綠地建設(shè)的前瞻性，是濱河地區(qū)用地被嚴(yán)格控制和保障不受侵蝕的重要措施。然而，我國(guó)現(xiàn)有的相關(guān)法律規(guī)范中能夠?qū)I水綠線規(guī)劃做出明確指導(dǎo)的較少，沒(méi)有一系列專(zhuān)項(xiàng)、完整的量化標(biāo)準(zhǔn)，往往依據(jù)城市總體規(guī)劃給定的綠線寬度來(lái)進(jìn)行劃定，導(dǎo)致了河湖兩岸的空間通常十分局促，生態(tài)景觀設(shè)計(jì)不能發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)保護(hù)河湖生態(tài)系統(tǒng)，維持河流的健康。在有限的濱河空間創(chuàng)造宜人的環(huán)境，既要保障生物多樣性又要進(jìn)行一定的開(kāi)發(fā)建設(shè)；既要維持廊道的生態(tài)功能又要引入人的活動(dòng)；既要滿足河湖防洪排澇的基本功能又要實(shí)現(xiàn)良好的親水體驗(yàn)功能。濱水區(qū)域的建設(shè)是在諸多因素中找尋平衡點(diǎn)，因此，濱水廊道劃定方法的研究就顯得尤為必要。

1 綠線劃定的控制因子

1.1 生態(tài)因子(Ecology)

研究表明，在生物生存方面，太窄的廊道不利于敏感物種的生存，太寬的廊道會(huì)促使生物在兩側(cè)間的運(yùn)動(dòng)，減慢到達(dá)目的地的運(yùn)動(dòng)速度[1]。在凈化水質(zhì)方面，若濱水綠化區(qū)域面積大于水體面積，在沒(méi)有集中的城市污水排入時(shí)，水生態(tài)系統(tǒng)能夠維持自身穩(wěn)定并呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)[2]。河流在不同位置的狀態(tài)存在差異，對(duì)應(yīng)的環(huán)境狀況也不盡相同，保護(hù)對(duì)象和目標(biāo)也應(yīng)不同[3]。專(zhuān)家學(xué)者根據(jù)前人的研究經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了不同寬度廊道的功能和特點(diǎn)(表1)。

表1 不同學(xué)者提出的保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)的適宜廊道寬度值

因此，從生態(tài)層面劃定濱河綠線時(shí)應(yīng)以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)和保護(hù)生物多樣性為主要目標(biāo)，綜合分析關(guān)鍵影響因子，確定合適的廊道寬度。生態(tài)因子控制條件中河流生態(tài)廊道的寬度值用E來(lái)表示。

1)E1——防治污染。當(dāng)河道作為城市景觀時(shí)，只有河道綠地寬度大于30 m時(shí)，才能有效的過(guò)濾污染物。保持良好的水質(zhì)是河道治理的根本，因此E1應(yīng)滿足目標(biāo)，即E1≥30 m。

2)E2——水土保持。河道綠地中的植物種植寬度越大，越能起到防風(fēng)固沙的作用。植物的根系可以穩(wěn)固河道的自然邊坡，研究表明，當(dāng)河道綠地寬度在60～100 m時(shí)，植物多樣性能夠起到很好地保持水土的作用，因此E2取60～100 m。

3)E3——恢復(fù)物種多樣性。研究表明，當(dāng)廊道寬度值達(dá)到一定的數(shù)值后物種的數(shù)量才會(huì)開(kāi)始增多，隨后隨著廊道寬度值的增加物種也會(huì)逐漸增加，這個(gè)廊道寬度值為7～12 m[4]。河道廊道越寬物種越豐富，生物多樣性也就越豐富，當(dāng)廊道寬度大于1 000 m時(shí)則可構(gòu)成生態(tài)斑塊[5]，因此E3取12～1 000 m。

1.2 景觀視覺(jué)因子(Landscape)

在景觀視覺(jué)因子的作用下，綠線寬度的確定主要基于帶狀公園的適宜寬度、濱水景觀的親水體驗(yàn)、景觀的視覺(jué)層次等方面的考慮[6]，分別用L1、L2、L3來(lái)表示。

1) 帶狀公園的適宜寬度(L1)。根據(jù)《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》，帶狀公園的設(shè)計(jì)寬度不得小于8 m，未對(duì)公園建設(shè)寬度的上限做出要求。而具體的寬度與水系的規(guī)模和周邊的用地類(lèi)型劃分有關(guān)，不可一概而論[7]。因此，按照帶狀公園的適宜寬度，L1的取值范圍為：L1≥8 m。

2) 水景體驗(yàn)的合理寬度(L2)。研究表明，當(dāng)陸域面積和水域面積比為1∶2時(shí)，水域能夠被最多的游人合理利用。水面開(kāi)口線的寬度在40～220 m的河道，單側(cè)綠線寬度可控制在20～110 m，河道越寬闊則綠帶也應(yīng)相應(yīng)拓寬。故L2的取值范圍為20～110 m。

3) 景觀視覺(jué)尺度(L3)。水域的大小往往決定了觀賞平臺(tái)與對(duì)岸景物之間的距離，景物與觀賞點(diǎn)之間的距離不同也就使得景物的清晰程度有所不同，根據(jù)距離分為近景、中景、遠(yuǎn)景[8-9]。近景一般的距離為6 m，中景為70～100 m，遠(yuǎn)景為200 m。近景適合觀賞水面及周?chē)木拔?，遠(yuǎn)景適合觀賞對(duì)岸的景觀，中景則可以同時(shí)兼顧兩者。若要觀測(cè)到層次豐富的景觀，綠帶的寬度應(yīng)在200 m左右；考慮到喬木的高度一般在7 m以上，觀測(cè)點(diǎn)與喬木帶的距離應(yīng)保持在20～70 m，即綠帶的寬度應(yīng)該在20～80 m。因此，從景觀視覺(jué)角度出發(fā)，L3的取值應(yīng)為20～200 m。

1.3 游憩因子(Recreation)

通過(guò)分析游憩活動(dòng)類(lèi)型，濱河綠線寬度的限制因素主要有兒童游樂(lè)場(chǎng)所的大小、游步道寬度、自行車(chē)道、體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所，以及親水節(jié)點(diǎn)的大小。游憩層面的控制因子用R來(lái)表示。

1) 兒童游樂(lè)場(chǎng)所(R1)。公園中的兒童活動(dòng)區(qū)域一般在(20～50) m2，考慮到濱河帶狀空間較為狹長(zhǎng)的特性，兒童活動(dòng)空間的區(qū)域?qū)挾瓤刂圃?0～30 m，即R1≥20 m。

2) 親水節(jié)點(diǎn)(R2)。濱水區(qū)域的游憩空間應(yīng)保證一定的開(kāi)敞度，在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾眯蓍e廣場(chǎng)，其中布設(shè)親水平臺(tái)、座椅、樹(shù)池等，這些廣場(chǎng)面積大于(20～30) m2，寬度≥30 m才能滿足人們的活動(dòng)需求，考慮到綠化以及視線的通透，在親水節(jié)點(diǎn)處的綠線寬度，即R2≥30 m。

3) 體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所(R3)。濱河綠帶中的體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所通常以籃球場(chǎng)、羽毛球場(chǎng)、網(wǎng)球場(chǎng)為主，這些場(chǎng)所制約著濱河綠帶的寬度。以籃球場(chǎng)28 m×15 m為例，最窄寬度為15 m，兩邊界預(yù)留10 m寬的綠化范圍，此時(shí)綠帶的寬度則應(yīng)≥25 m。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的布置往往不是單獨(dú)出現(xiàn)，而是成群組分布，球場(chǎng)外圍還應(yīng)預(yù)留一定的綠化范圍，并設(shè)置休息設(shè)施。體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所區(qū)段應(yīng)具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所以及預(yù)留綠地范圍大小來(lái)確定綠帶寬度。

4) 游步道、自行車(chē)道(R4)。濱河綠帶中的游步道和自行車(chē)道是連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)的交通道路，可達(dá)性和連續(xù)性強(qiáng)。游步道寬度一般為2～3 m，自行車(chē)道的寬度一般為3～4 m，兩側(cè)設(shè)置行道樹(shù)，預(yù)留一定的綠化范圍，游步道和自行車(chē)道的綠線寬度控制在20 m以上，即R4≥20 m。

1.4 歷史人文因子(History)

從歷史人文屬性來(lái)講，制約濱河綠線寬度的因素有2類(lèi)：第1類(lèi)是原有沿河歷史文化遺址保護(hù)寬度；第2類(lèi)是城市建設(shè)過(guò)程中沿河建設(shè)的新建建筑的限制距離。

1) 歷史文化遺址保護(hù)寬度(H1)。在我國(guó)城市中最常見(jiàn)的是城墻遺址，歷史宮城都有建立護(hù)城河的傳統(tǒng)，因此城墻依水而建，并沿城墻及護(hù)城河建設(shè)濱河綠地的案例在許多城市較為常見(jiàn)。有些河道本身就是歷史河道，歷史河道游憩是與城墻結(jié)合的河道，往往兩岸寬度本身有限，文保單位劃定的紫線也沿路而設(shè)，一般保持10～20 m的保護(hù)范圍，因此H1≥10 m

2) 已建建筑限制距離(H2)。河道周邊已建的建筑年代較新而且屬于正投入使用的不可拆除建筑，是綠線的一個(gè)制約范圍，綠線范圍應(yīng)充分考慮建筑周邊的附屬綠地的紅線，因此H2寬度值根據(jù)具體情況分析而定。

綜上所述，歷史人文這一控制因子是濱河綠線寬度劃定的一個(gè)制約值，綠線劃定時(shí)遇到需保留的歷史古跡應(yīng)結(jié)合城市紫線劃定寬度。在濱河綠地中規(guī)劃新建文化建筑應(yīng)充分考慮建筑周邊的保護(hù)范圍。

2 控制因子指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 控制因子指標(biāo)體系

本次指標(biāo)體系的構(gòu)建采用了層次分析法。通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析，將有關(guān)的各個(gè)因子按照不同屬性自上而下地分解成若干層次，最上層為目標(biāo)層，只有1個(gè)因子，最下層通常為方案或?qū)ο髮?，中間可以有1個(gè)或幾個(gè)層次，通常為準(zhǔn)則或指標(biāo)層。根據(jù)上述分析確定綠線寬度劃定值為目標(biāo)層，準(zhǔn)則層包括4個(gè)方面，分別是生態(tài)因子(E)、景觀視覺(jué)因子(L)、游憩因子(R)、歷史人文因子(H)，在準(zhǔn)則層下分為12個(gè)指標(biāo)層。各指標(biāo)層的數(shù)據(jù)有助于綠線寬度的參考和計(jì)算，對(duì)綠線的劃定起到量化的意義。以下部分?jǐn)?shù)據(jù)僅代表參考和推薦值，指標(biāo)值及獲取途徑詳見(jiàn)表2。

2.2 控制因子權(quán)重的確定

為確保研究結(jié)果的科學(xué)性，在綠線劃定的過(guò)程中應(yīng)結(jié)合其他研究結(jié)果及經(jīng)驗(yàn)，采用層次分析法結(jié)合專(zhuān)家打分來(lái)確定各項(xiàng)因子的權(quán)重。

1) 建立層次結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)前期對(duì)各項(xiàng)資料的分析和了解，明確劃定過(guò)程中所包含的各個(gè)因子。

表2 綠線劃定寬度指標(biāo)體系

2) 建立判斷矩陣。在構(gòu)建兩兩比較的判斷矩陣之前，首先要使判斷定量化，從而獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為了使判斷定量化，應(yīng)設(shè)法使任意兩個(gè)因子對(duì)于上一級(jí)某一準(zhǔn)則層的相對(duì)優(yōu)越程度得到定量的描述。對(duì)于單一準(zhǔn)則來(lái)說(shuō)，一般對(duì)兩個(gè)元素進(jìn)行比較總會(huì)判斷出優(yōu)劣程度，層次分析法采用的是1～9標(biāo)度方法，對(duì)不同情況的評(píng)比給出數(shù)量標(biāo)度。標(biāo)度值由分析人員根據(jù)資料數(shù)據(jù)和專(zhuān)家意見(jiàn)經(jīng)過(guò)反復(fù)研究確定，必要時(shí)邀請(qǐng)多個(gè)專(zhuān)家對(duì)判斷矩陣進(jìn)行打分，避免人為造成的偏離完全一致性指標(biāo)。

4) 計(jì)算判斷矩陣指標(biāo)，并檢驗(yàn)其一致性。為了檢驗(yàn)矩陣的一致性，還需計(jì)算出一致性指標(biāo)CI和一致性比例CR。當(dāng)階數(shù)≤2時(shí)，矩陣總有完全一致性。當(dāng)階數(shù)>2，一致性比例CR<0.1或在0.1左右時(shí)，矩陣具有滿意的一致性，否則需要重新調(diào)整矩陣。通過(guò)對(duì)每位專(zhuān)家的打分結(jié)果進(jìn)行最大特征向量的計(jì)算和一致性判斷，得出若干組權(quán)重值，分別求出對(duì)應(yīng)的平均值得出每個(gè)劃定因子的最終權(quán)重值。

3 綠線寬度計(jì)算方法

首先將河道劃分區(qū)段，確定河道建成區(qū)和郊區(qū)段的分界。將每個(gè)區(qū)段繼續(xù)細(xì)分，根據(jù)周邊用地情況劃分出不同的功能區(qū)段。每個(gè)功能區(qū)段分別計(jì)算得到不同的寬度范圍，最后將得出的寬度范圍在地形圖上進(jìn)行落實(shí)，同時(shí)判斷某塊綠地是否有向腹地延伸的可能。具體計(jì)算公式如下：

式中：W代表濱河綠線寬度的值，Wi是控制因子指標(biāo)體系中的指標(biāo)值，Pi是該控制因子所占的權(quán)重。該公式用于計(jì)算綠線劃定的最小值具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性。具體計(jì)算步驟分3步。

第1步，指標(biāo)層賦分計(jì)算。按照指標(biāo)層對(duì)準(zhǔn)則層的作用進(jìn)行賦分計(jì)算其權(quán)重，并代入公式計(jì)算該控制因子層的寬度值，指標(biāo)層的寬度值范圍一般取最小值，即得出的寬度為準(zhǔn)則層最小控制范圍。

第2步，準(zhǔn)則層賦分計(jì)算。按照準(zhǔn)則層即每個(gè)控制因子對(duì)該段河道的作用進(jìn)行賦分計(jì)算其權(quán)重，將第一步得出的準(zhǔn)則層最小值代入公式計(jì)算該段河道綠線控制寬度。

第3步，目標(biāo)層賦分計(jì)算。按照準(zhǔn)則層的權(quán)重和準(zhǔn)則層的得分計(jì)算目標(biāo)層的寬度值，得到整個(gè)河道的綠線控制寬度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)科學(xué)性、可操作性、代表性和針對(duì)性4項(xiàng)原則提出了濱河綠線寬度劃定的4個(gè)控制因子，即生態(tài)因子、景觀視覺(jué)因子、休閑游憩因子和歷史人文因子。通過(guò)分析控制因子下的子因子，提出每一個(gè)控制因子所決定的寬度范圍值，從而構(gòu)建綠線劃定控制指標(biāo)結(jié)構(gòu)及指標(biāo)體系。根據(jù)每一個(gè)控制因子所決定的寬度范圍值，通過(guò)層次分析法與專(zhuān)家打分相結(jié)合的方式確定了綠線劃定指標(biāo)層及準(zhǔn)則層的權(quán)重，最終根據(jù)公式計(jì)算出每段河道綠線的最小寬度值。這是對(duì)城市河道綠線劃定方法進(jìn)行新的探索和研究。

綠線規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，城市河道綠線的劃定涉及城市規(guī)劃、水利、園林等諸多部門(mén)。濱河綠地串聯(lián)城市的各個(gè)片區(qū)，也同樣承載了生態(tài)廊道的重要作用，是構(gòu)建生態(tài)園林城市的重要因素。我們應(yīng)像保護(hù)紅線一樣，維護(hù)綠線的嚴(yán)肅性，力求創(chuàng)造出親近、可達(dá)、宜人的濱河空間，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。