定边县城东临陕西省靖边县,南邻甘肃省华池县,西连宁夏回族自治区盐池县,北接内蒙古鄂托克前旗,是陕西省的西北门户城市。县城地势呈南高北低、西高东低之势,位于黄土高原风沙草滩区,素有“塞上明珠”的美誉。近年来,随着新型能源产业的快速发展、县城经济活动和人口集聚规模的不断增加,城市空间拓展不断加剧,囿于县城周边没有山地丘陵等自然地形地貌,城市空间发展与一般平原地区城市较为类似,呈现出“摊大饼式”扩展,拓展无序。而空间句法模型作为研究城市自组织机制的有效方法,是一种通过对包括建筑、聚落、城市甚至景观在内的人居空间结构的量化描述来研究空间组织与人类社会之间关系的理论。因此,本文采用空间句法模型对定边县城市空间结构进行深入解析,总结其城市空间特征及发展趋势,合理引导城市空间要素集聚,促使城市空间结构集约发展,并构建紧凑有机的城市空间结构体系。
本文选取全局集成度、局部集成度作为城市空间结构的特征数值指标,通过分析集成核轴线的位置和集成度数值的大小判读城市空间结构特征。从全局集成度轴线分析中可以看出,2008年的全局集成度数值范围为0.079~1.415,2014年的全局集成度数值范围为0.232~2.279(图2)。从局部集成度轴线分析中可以看出,2008年的局部集成度数值范围为0.211~3.037,2014年的局部集成度数值范围为0.333~3.335(图3)。同时,提取集成度数值在前25%的轴线作为集成核轴线,观察分析集成核轴线的分布特征,发现2008~2014年集成核轴线主要分布在南北大街和长城南街等路段,集成核轴线数量仍相对较少,不能有效拉结城市空间,支撑城市空间的发展。
从以上分析可知,2008~2014年定边县城市空间外向拓展态势已较为明显,城市形态呈现出由单中心向多中心发展的特征。随着城市各组团片区的辐射带动发展,集成核轴线数量不断增加,城市规模不断扩大,城市形态不断完善,使得定边县城市空间结构进一步趋于网络化、层次化,最终形成多中心城市空间结构。
(1)城市北部核心发展稳定。
对比分析 2008 年、2014年县城交通网络集成核的分布位置发现,2008~2014年主要集成核轴线均位于南北大街北段、长城南街北段和东西正街。随着城市空间整体不断向外扩展,主要集成核轴线围合的区域仍是北部鼓楼老城片区,同时2008年和2014年的北部鼓楼老城片区的局部集成核与全局集成核在空间上基本重合,这表明定边县城北部核心相对稳定。
(2)城市南部核心跨域崛起。
对比分析2008年、2014年县城交通网络集成度数值的大小发现,2008年集成度最高的位置在城市南部,集中在南北大街和东西正街交叉口区域,且有向南发展的趋势。2014年集成度最高的位置分布在城市北部,集中在明珠路和南大街交叉口区域,且有向北发展的趋势,这表明城市南北核心渗透发展。至2014年,在城市南部重要基础设施建设的牵引作用下,城市逐渐向南跨域发展,形成以南部新核心为主核、北部核心为次核的城市中心体系。
(3)城市西部发展核心形成雏形。
对比分析 2008 年、2014 年县城交通网络的干道格局发现,2008~2014年307国道改线至城市西侧,城市空间格局逐步发生变化。其中,较为突出的县城西环路由单一环线变为城市南北向的内部干线。随着城市各项功能的不断完善,至2014年县城逐渐形成以西环路为分界线的“东城西产”的功能格局。未来随着城市西部工业园区的不断发展,借助产业带动,城市西部有发展成为县城片区中心的趋势。
总体而言,随着城市南部核心的辐射外溢和其他各片区的带动牵引,城市逐渐向南和向西发展。结合空间句法分析测算结果,2008~2014年城市发展方向以向南发展为主,城市集成核轴线在原有基础上逐渐向外,沿南北大街和长城南街向南扩展,延伸至古城以南,城市形成两条重要的南北向集成核轴线(南北大街和长城南街)。2014年,随着城市西部工业园区的发展,城市的发展方向以向西发展为主,以向南发展为辅,逐渐从单中心走向多中心的空间发展。
由单中心走向多中心的历程是在城市规模日益扩大过程中城市空间结构由无序蔓延到有序生长转型的过程 。相较而言,相对均衡的多中心结构有助于减少单中心结构过度集聚所带来的负外部性。多中心的类型根据城市所处的自然地理条件大致分为两种:一种是如果城市空间是在市场选址决策中形成的,且城市所处的地理环境条件是较为均质的,那么中心城区将不断向外围蔓延,这种空间扩展最终形成城市功能在空间上的多中心的结构;另一种是城市所处的自然地理条件具有很大的不均质性,以至于必须跨越发展,进而形成新的城市中心,这种是城市建成区形态体现在空间上的多中心结构 。因此,本文的多中心空间结构方案模拟主要从功能多中心和形态多中心两个方向进行,其中功能多中心包括以下两个方向,即“两核”联动式空间结构方案和“三核”协调式空间结构方案;形态多中心则为“三核”融合式空间结构方案。
(1)“两核”联动式空间结构方案:北部核心和南部核心联动发展。
提升完善现状“两核”轴线式的多中心空间结构。其中,北部核心为南北大街和东西正街所在区域,南部核心为明珠东西路和南大街所在区域,通过延伸南北向城市道路至南环路,进一步完善南北向联动轴,从而提高南北向轴线的带动力;与此同时,通过丰富重点地段交通的层次性,提高集成核及其周边重要地段轴线空间的连接度,建设具有生活性的城市,创造丰富多样的城市空间(图4)。
(2)“三核”协调式空间结构方案:北部核心、南部核心、西部核心协调发展。
合理布局北部、南部、西部的城市功能,形成功能上的多中心结构。产业的发展和城市功能片区的整合将引导城市空间结构向多中心发展。因此,在现状城市空间结构的基础上,着力发展西部产业片区,逐渐形成南部、北部、西部“三核”协调式空间结构。其中,西部核心为定莲路西段和定红路西段之间的区域,通过延伸城市东西向主要道路至城市产业片区,结合现有定莲路和定红路,形成城市东西向的发展轴线;结合现有产业用地布局,丰富西部产业片区的道路系统,做到疏密有致(图5)。
(3)“三核”融合式空间结构方案:东部、西部、中部核心融合发展。
通过引导城市东部、西部、中部融合发展,形成形态上的多中心结构。将城市划分为东、中、西 3 个片区,即东部生活片区、西部生产片区和中部生态片区。其中,东部生活核心为“两心”联动式,即城市南部核心和北部核心互联驱动,共同组成城市东部核心;西部产业核心是在城市生产性功能布局完善的基础上形成的;中部生态核心是在东、西核心联动发展的基础上,结合其所在区域的生态绿地和高压线走廊发展而成的。通过中部生态核心和南北向城市生态轴线的搭建,使得东部生活片区和西部生产片区的联系更加密切,更有利于城市未来产城片区的融合发展(图6)。
运用空间句法模型对“两核”联动式、“三核”协调式、“三核”融合式3种交通网络情景方案进行检验,分别提取集成度数值在前25%的交通轴线作为集成核轴线,得出各情景方案的集成度、拟合函数等指标参数,同时观察分析各情景方案集成核轴线的分布位置及组织关系,可以看出“三核”融合式的空间结构方案的轴线集成度数值较高,且集成核轴线数量较多、分布更加均衡,城市空间的智能度得到了提升(表1)。
通过交通最小阻抗模型对城市现状交通网络及优化方案的交通网络可达性进行评价,得到交通网络的可达性优化分布图(图7)。采用自然断裂法将交通网络的可达性数值区间划分为5个层级,逐层级、分区域作比较分析(表2),层级越高,表明交通网络的可达性越优。由此可以看出,相比现状城市交通网络的可达性面积,优化方案(即“三核”融合式空间结构方案)模拟所得可达性面积在前四个层级均有所增长,且整体交通网络的可达性分布更加均衡。其中,优化方案第一层级的可达性面积为565.643hm2,增长 0.839%;第二层级的可达性面积为2828.108hm2,增长0.123%;第三层级的可达性面积为4218.912hm2,增长 11.018%;第四层级的可达性面积为2131.277hm2,增长3.255%。可见,在定边县城市空间由单中心向多中心发展趋势下,“三核”融合式空间结构方案达到了预期优化目标。路网是城市空间拓展的重要依托、引领城市空间结构形态演进的核心骨架,其承载了城市物质流、信息流及能量流等多种要素的流通,是城市空间结构重要的支撑系统。中心体系作为城市功能聚集度的具体体现,同时也是空间梯度层级的重要表征,对优化城市功能布局、引导空间结构发展具有重要意义。因而,结合“三核”融合式的多中心空间结构优化方案,从路网组织和中心体系两方面展开定边县城市空间结构的优化实践,以合理引导城市空间发展。
(1)合理组织内、外部交通,构筑“双环嵌套、三横四纵”的路网格局。
交通干道是城市功能布局、空间拓展的核心发展轴,优化路网格局是提升城市空间结构效率的关键。因此,应打通科技九路与长城北街之间的横向联系,同时适当延伸创业路、西莲路等干路;以西环路、东环路、北二环作为生活区外部交通疏解环路,与307国道、站前路共同形成相互嵌套的双环系统,以此合理分流城市内、外部交通;同时,以西园子—红墩梁、定莲路—西正街、科技九路—西长路作为横向干道,以创业路、西莲路、北大街—南大街、长城北街—南街作为纵向干道,形成“三横四纵”的路网格局,以此强化城市东部、中部、西部各功能组团之间的路网衔接。在此基础上,完善生活、生产组团路网,优化组团内部交通,打通城市交通微循环,重点增建生活区自立路、献忠路等组团内部道路,构建适宜步行的生活街区,适当增加轴向支路,降低对轴向交通干线的过度依赖。
(2)“三生”协同、“三核”融合,优化城市中心体系。
促进城市东部生活核心、西部产业核心及中部生态核心的综合协调发展,形成“三生”协同、“三核”融合的空间模式,引领城市空间均衡高效发展;拉结城市东部片区的南、北生活中心,共同组构城市东部生活核心;完善城市西部生产性功能布局,形成以能源化工产业为主导的生产核心;同时,在东部与西部片区之间布局生态景观区,通过中部绿化廊道的建设有机衔接城市东部生活片区、西部产业片区,促进未来定边县城市产城空间的融合发展(图8)。