海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用

黃沛，孫永根，陳勇，王子闖，王恩康,2，馬東森，于信波

（1.自然資源部 第一海洋研究所,山東 青島 266061；2.自然資源部 海岸帶科學(xué)與綜合管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266061；3.中國(guó)海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266100；4.華能威海發(fā)電有限責(zé)任公司,山東 威海 264205）

海水淡化是解決沿海地區(qū)水資源供需矛盾、優(yōu)化水資源結(jié)構(gòu)和保障供水安全的重要戰(zhàn)略選擇[1-4]。海水取水系統(tǒng)是海水淡化廠的重要組成部分，其任務(wù)是為海水淡化廠提供充足的、持續(xù)的、適合的原水，取水口空間位置的選擇及取水工程建設(shè)對(duì)整個(gè)海水淡化廠的投資、制水成本、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及周邊海洋生態(tài)環(huán)境都有重要影響[5-8]，因此海水淡化取水口空間位置選劃至關(guān)重要。海水淡化的取水方式包括間接取水（海灘井及海床過(guò)濾取水）、淺海取水（岸邊直接取水及自流明渠引水等）和深海取水，其中淺海取水具有建設(shè)投資少、適用范圍廣的特點(diǎn)，因此被廣泛使用[9-10]。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外在海水淡化工程選劃方面已有相關(guān)研究，但針對(duì)海水淡化取水口空間選劃的研究較少[11-12]。Tsiourtis[13]設(shè)計(jì)了海水淡化廠選址的標(biāo)準(zhǔn)和程序，選擇環(huán)境、技術(shù)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)上可接受的選址以減少項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)中涉及的風(fēng)險(xiǎn)，并降低海水淡化成本。Dawoud等[14]采用基于GIS 的多準(zhǔn)則分析（Multi-Criteria Analysis，MCA）方法來(lái)規(guī)劃和管理巴勒斯坦加沙地帶現(xiàn)有和擬建的海水淡化廠。Shahabi等[15]通過(guò)考慮環(huán)境、不同的土地利用和經(jīng)濟(jì)政策，構(gòu)建了一個(gè)關(guān)于取水類(lèi)型、分期和基礎(chǔ)設(shè)施位置選擇的最佳海水淡化規(guī)劃框架。黃鵬飛等[16]建立了基于自然－生態(tài)環(huán)境－社會(huì)經(jīng)濟(jì)框架的海水淡化用海適宜性指標(biāo)體系。楊志宏等[17]從區(qū)位適宜性和資源環(huán)境適宜性建立了海水淡化工程選劃適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在海水淡化水源地選劃方面，朱琴等[18-20]分析了海水淡化取水注意事項(xiàng)，認(rèn)為海水淡化水源地選劃的評(píng)價(jià)指標(biāo)可分為水量、水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面，并設(shè)計(jì)了海水淡化水源地選劃的流程，最終給出了適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果。

因海水淡化取水口空間選劃涉及的影響因素較多，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不夠完善，有些指標(biāo)難以量化，評(píng)價(jià)流程過(guò)于復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可操作性不強(qiáng)，在實(shí)現(xiàn)大區(qū)域空間化的適宜性評(píng)價(jià)上存在不足，無(wú)法為海水淡化取水口空間位置選劃提供可行的定量化和空間化支撐?；诖?，本研究擬在多要素分析基礎(chǔ)上選取代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建海水淡化取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)海水淡化取水口的適宜性空間分區(qū)結(jié)果，形成具有科學(xué)化、定量化和空間化特征的海水淡化取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)體系，為海水淡化取水口空間位置選劃提供研究思路和技術(shù)支撐。將該評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于淡水資源匱乏、海水淡化需求緊迫的山東省榮成市近岸海域，將形成榮成市近岸海域的適宜性空間分區(qū)，為榮成市未來(lái)的海水淡化取水口空間選劃提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 海水淡化取水口空間選劃影響要素

基于海水淡化取水口工程建設(shè)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性及海洋生態(tài)環(huán)境影響最小化等需求，本文從基礎(chǔ)地理?xiàng)l件、水體環(huán)境條件、災(zāi)害條件、產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件及約束條件五個(gè)方面開(kāi)展海水淡化取水口選劃的影響要素分析。

從基礎(chǔ)地理?xiàng)l件方面，海水淡化取水口的離岸距離直接影響海水淡化項(xiàng)目建設(shè)的資金投入，取水口離岸距離越近，經(jīng)濟(jì)性越好。取水口必須滿(mǎn)足一定的取水深度才能保證取水水量，一般來(lái)說(shuō)最低潮時(shí)水深大于2 m 的海域適合建設(shè)各種規(guī)模的海水淡化項(xiàng)目[18]?；鶐r海岸工程地質(zhì)承載力大，水下地形穩(wěn)定，有較為優(yōu)良的取水構(gòu)筑物建設(shè)條件，砂質(zhì)海岸取水工程條件一般，淤泥質(zhì)海岸較不利于取水構(gòu)筑物的建設(shè)[21]。底質(zhì)類(lèi)型會(huì)影響水體中的泥沙含量，是進(jìn)行海水淡化取水口選劃的關(guān)鍵因素[10]。

從水體環(huán)境條件方面，海水水質(zhì)是影響海水淡化成本的重要因素之一，水質(zhì)越好，預(yù)處理越簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性越好[18]。根據(jù)《海水淡化水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》（HY/T 220—2017）[22]，海水淡化水源地一級(jí)、二級(jí)保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3097—1997）[23]中第二類(lèi)、第三類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。懸沙含量是影響海水淡化取水的主要指標(biāo)，懸沙含量越高，處理成本越高。取水會(huì)產(chǎn)生夾帶和席卷效應(yīng)，從而導(dǎo)致局部海域的魚(yú)卵仔魚(yú)和浮游生物等數(shù)量減少，為減少取水操作中對(duì)海洋生物的影響，取水口應(yīng)設(shè)置在海洋生物量和生物密度較低的位置[16]。

從災(zāi)害條件方面，海水淡化取水口工程應(yīng)建設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、承載力大的地基上，不宜設(shè)在斷層、沖積層、滑坡及風(fēng)化嚴(yán)重地段[19]。海水淡化取水口工程的建設(shè)還要考慮到海岸侵蝕、赤潮、綠潮、風(fēng)暴潮和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害對(duì)取水設(shè)施可能引起的影響[10]。

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件方面，海水淡化取水口選劃應(yīng)符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，并與相關(guān)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。沿海的熱電廠、核電廠及產(chǎn)業(yè)園區(qū)等是海水淡化的需求產(chǎn)業(yè)，取水口離該類(lèi)工業(yè)岸線的距離越近，經(jīng)濟(jì)效益越好。但另一方面，取水口的選劃應(yīng)遠(yuǎn)離養(yǎng)殖場(chǎng)、污水排污口、造船廠和碼頭等易造成海水污染的場(chǎng)所[24-25]。根據(jù)《海水淡化生活飲用水集中式供水單位衛(wèi)生管理規(guī)范》（DB 37/T 3683—2019）[26]，海水淡化取水口周?chē)霃? 000 m 的海域不得排入工業(yè)廢水和生活污水。在海域規(guī)劃符合性方面，根據(jù)中國(guó)已建海水淡化工程情況，已建的海水淡化取水口主要位于工業(yè)用海和港口用海區(qū)域中，少部分位于漁業(yè)用海和旅游娛樂(lè)用海區(qū)域中[9,12]。

從約束條件方面，對(duì)于不適宜進(jìn)行海水淡化取水口工程建設(shè)的否決條件，可直接認(rèn)定為約束條件，分為生態(tài)約束和現(xiàn)狀約束兩種類(lèi)型。為避免海水淡化取水口工程建設(shè)對(duì)重要生態(tài)功能區(qū)的影響，直接認(rèn)定海洋生態(tài)紅線區(qū)和領(lǐng)?；c(diǎn)保護(hù)范圍等特殊目標(biāo)保護(hù)區(qū)為生態(tài)約束區(qū)。評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的海島陸域、圍填海區(qū)域直接認(rèn)定為現(xiàn)狀約束區(qū)，不能進(jìn)行海水淡化取水口工程的建設(shè)。

2 海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)方法構(gòu)建理論

海水淡化取水口空間選劃適宜性是指特定海域范圍內(nèi)外部條件對(duì)海水淡化取水口建設(shè)的適宜程度。根據(jù)海水淡化取水口空間選劃影響要素分析選取代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建海水淡化取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用層次分析法結(jié)合專(zhuān)家打分法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，利用多因素綜合評(píng)價(jià)模型獲得初步的評(píng)價(jià)結(jié)果[27-29]，疊加約束條件后形成最終的海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果。評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)結(jié)果都分為適宜、基本適宜和不適宜三級(jí)，技術(shù)路線如圖1 所示。

圖1 適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)路線Fig.1 Technical route of suitability evaluation

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為使評(píng)價(jià)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)清晰，按照評(píng)價(jià)需求將其劃分為目標(biāo)層、要素層和指標(biāo)層三個(gè)層次。其中目標(biāo)層為海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)綜合指數(shù)；要素層為主要影響要素包括基礎(chǔ)地理?xiàng)l件、水體環(huán)境條件、災(zāi)害條件和產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件；指標(biāo)層為從屬于要素層的多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)選取要具有科學(xué)性、代表性和空間差異性。依據(jù)影響要素間的層次關(guān)系和評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的需求，建立了海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其架構(gòu)圖如圖2 所示。

圖2 適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系架構(gòu)圖Fig.2 Framework of suitability evaluation index system

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱不統(tǒng)一，各指標(biāo)之間缺乏可比性，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和研究基礎(chǔ)將各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將各評(píng)價(jià)指標(biāo)分為適宜、基本適宜和不適宜三級(jí)，適宜性分值分別用2、1、0 表示，由此建立評(píng)價(jià)指標(biāo)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如表1 所示。

表1 海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Suitability evaluation index system and quantitative grading standards

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）在評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方面應(yīng)用廣泛且效果顯著[33-36]，本研究采用層次分析法結(jié)合專(zhuān)家打分法作為海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方法。

1）計(jì)算方法

對(duì)各層指標(biāo)相對(duì)上層指標(biāo)的重要性進(jìn)行兩兩比較判斷，構(gòu)建比較判斷矩陣A，應(yīng)用方根法求解比較判斷矩陣A的最大特征根 λmax及所對(duì)應(yīng)的特征向量W，W的分量Wi就是對(duì)應(yīng)指標(biāo)相對(duì)上層相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重值。計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重后，還需要對(duì)判斷矩陣A進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，通過(guò)一致性檢驗(yàn)的權(quán)重值才滿(mǎn)足要求。評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算過(guò)程和一致性檢驗(yàn)過(guò)程的具體計(jì)算方法請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)[37]和[38]。

2）各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重值計(jì)算

對(duì)要素層和目標(biāo)層及指標(biāo)層和要素層之間分別計(jì)算權(quán)重值，并通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，進(jìn)而可計(jì)算指標(biāo)層各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重值：

式中：Wi為指標(biāo)層第i個(gè)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重值；Wj為要素層j對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重值；Wij為第i個(gè)指標(biāo)對(duì)要素層j的權(quán)重值。

2.4 適宜性評(píng)價(jià)模型

采用多因素綜合評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)海水淡化取水口空間選劃的綜合適宜性，評(píng)價(jià)模型如下：

式中：S為海水淡化取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)綜合指數(shù)；Bi為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的適宜性得分；n為參加評(píng)價(jià)的指標(biāo)數(shù)量。

海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)劃分為適宜、基本適宜和不適宜三級(jí)，通過(guò)對(duì)適宜性評(píng)價(jià)綜合指數(shù)S分類(lèi)獲得。評(píng)價(jià)結(jié)果為“適宜”指海水淡化取水口建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性好或難度??；“基本適宜”指取水口建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性一般或難度中等；“不適宜”指因約束條件不適宜建設(shè)海水淡化取水口，或取水口建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性差或難度大。

3 評(píng)價(jià)方法應(yīng)用與分析

3.1 研究區(qū)概況

以榮成市近岸海域?yàn)檠芯繀^(qū)開(kāi)展海水淡化取水口空間選劃的適宜性評(píng)價(jià)。榮成市位于山東半島最東部，北、東、南三面瀕臨黃海，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)型濕潤(rùn)氣候。榮成市由于三面環(huán)海特殊的地理位置，外來(lái)淡水源匯入有限，淡水相當(dāng)匱乏，近年來(lái)隨著榮成優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)園區(qū)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)初具規(guī)模，對(duì)淡水資源的依賴(lài)也日趨緊迫，通過(guò)海水淡化緩解淡水資源匱乏的問(wèn)題十分迫切。

3.2 評(píng)價(jià)范圍

榮成市近岸海域評(píng)價(jià)范圍向陸一側(cè)以2019 年遙感影像提取的海岸線為界，向海一側(cè)以主體海岸向外擴(kuò)約5 km 為界，兩側(cè)以國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的榮成市海域行政區(qū)域界線為界，北起與威海市環(huán)翠區(qū)泊于鎮(zhèn)交界的茅子草口，南至與文登交界的蔡官河口，海岸線長(zhǎng)度493.2 km，評(píng)價(jià)海域面積1 049.7 km2，如圖3 所示。

圖3 評(píng)價(jià)范圍Fig.3 Evaluation scope

3.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

因榮成市近岸海域較不易受災(zāi)害條件的影響，本研究從基礎(chǔ)地理?xiàng)l件、水體環(huán)境條件和產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件3 項(xiàng)評(píng)價(jià)要素選取10 項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)建立了榮成市海水淡化取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)體系，各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)處理方法如表2 所示。另外，收集榮成市海洋生態(tài)紅線區(qū)、重要生境區(qū)、領(lǐng)?；c(diǎn)保護(hù)區(qū)和已圍填海區(qū)域等空間數(shù)據(jù)作為約束條件。

表2 榮成市評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)來(lái)源、處理方法及權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 2 Data sources,processing methods and weight calculation results for the evaluation indexes

續(xù)表

3.4 基于GIS 的評(píng)價(jià)過(guò)程與結(jié)果

基于GIS 平臺(tái)構(gòu)建海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)模型的流程如圖4 所示。

圖4 基于GIS 的適宜性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建流程Fig.4 Flow chart of suitability evaluation model construction based on GIS data

本研究選取具備空間數(shù)據(jù)管理和空間分析功能的ArcGIS 軟件作為評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建平臺(tái)。所有圖層均采用CGCS2000 坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影，中央經(jīng)線為123°E，柵格數(shù)據(jù)分辨率為50 m。

3.4.1 初步的海水淡水取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)

1）評(píng)價(jià)指標(biāo)的圖層化

根據(jù)收集的空間數(shù)據(jù)制作可表示各評(píng)價(jià)指標(biāo)空間分布信息的GIS 圖層，最后統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成柵格圖層，獲得空間范圍和柵格分辨率完全一致的評(píng)價(jià)指標(biāo)柵格圖層，各評(píng)價(jià)指標(biāo)圖層的適宜性等級(jí)如圖5 所示。

圖5 評(píng)價(jià)指標(biāo)圖層的適宜性等級(jí)Fig.5 The suitable level for each evaluation index layer

2）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

針對(duì)榮成市近岸海域的自然環(huán)境條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件等特征，將海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中要素層及各指標(biāo)層的相對(duì)重要性征求海水淡化、海洋環(huán)境科學(xué)、海洋環(huán)境工程和海域使用管理等相關(guān)領(lǐng)域的25 位專(zhuān)家意見(jiàn)，綜合大多數(shù)專(zhuān)家的建議，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方法，計(jì)算出榮成市近岸海域評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

3）基于ArcGIS 平臺(tái)的多因素空間疊置分析

在ArcGIS 平臺(tái)上采用多因素空間疊置分析進(jìn)行權(quán)重疊加運(yùn)算，輸入各評(píng)價(jià)指標(biāo)柵格圖層及對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，輸出柵格圖層的各像元為所有評(píng)價(jià)指標(biāo)圖層同像元權(quán)重疊加運(yùn)算結(jié)果，得到0～2 之間的單精度值。依據(jù)榮成市海岸帶的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，結(jié)合海洋生態(tài)保護(hù)紅線、相關(guān)海洋規(guī)劃等海域管理需求，采用0～1 為不適宜、1～1.3 為基本適宜、1.3～2 為適宜的分類(lèi)條件將該柵格圖層重分類(lèi)，并轉(zhuǎn)換成矢量面狀圖層，獲得初步的海水淡水取水口選劃適宜性空間分區(qū)（圖6a）。

3.4.2 獲取約束區(qū)域的矢量圖層

榮成市評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的生態(tài)約束區(qū)域主要包括大天鵝海洋自然保護(hù)區(qū)、成山頭海洋生態(tài)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)和桑溝灣自然保護(hù)區(qū)等海洋生態(tài)紅線區(qū)，以及山東高角（1）、山東高角（2）、鏌铘島（1）、鏌铘島（2）和鏌铘島（3）五個(gè)領(lǐng)?；c(diǎn)的保護(hù)范圍，根據(jù)山東省人民政府《關(guān)于蘇山島等8 個(gè)領(lǐng)?；c(diǎn)保護(hù)范圍的批復(fù)》[41]（魯政字〔2015〕272 號(hào)）獲得。榮成市現(xiàn)狀約束區(qū)域主要包括評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的圍海養(yǎng)殖、碼頭和雞鳴島、鏌铘島、海驢島等海島陸域，根據(jù)遙感影像矢量化獲得。將榮成市生態(tài)約束和現(xiàn)狀約束區(qū)域合并成一個(gè)約束區(qū)域矢量圖層（圖6b）。

3.4.3 獲得最終的評(píng)價(jià)結(jié)果

將初步的評(píng)價(jià)結(jié)果疊加約束條件圖層，形成最終的海水淡水取水口選劃適宜性空間分區(qū)，分為適宜區(qū)、基本適宜區(qū)和不適宜區(qū)，此即為海水淡化取水口空間選劃適宜性最終評(píng)價(jià)結(jié)果（圖6c）。

圖6 榮成近岸海域評(píng)價(jià)結(jié)果的空間分區(qū)Fig.6 The spatial zoning for the evaluation results of Rongcheng coastal area

3.4.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)評(píng)價(jià)獲得的海水淡水取水口選劃適宜性空間分區(qū)，從適宜、基本適宜和不適宜三個(gè)等級(jí)分別統(tǒng)計(jì)占用的海域面積和海岸線長(zhǎng)度，結(jié)果如圖7所示。從占用的海域面積來(lái)看，適宜海域面積為304.8 km2，所占比例為29%，主要分布在榮成市北部離岸海域，以連續(xù)大塊圖斑為主，中部海域的適宜區(qū)域主要分布在近岸，圖斑大小中等，南部海域的適宜區(qū)域主要分布在海岸線附近，圖斑較小?；具m宜海域面積為452.5 km2，所占比例為43%，主要分布在榮成市中部和南部海域。不適宜海域面積為292.4 km2，所占比例為28%，主要分布在榮成市北部近岸的海洋生態(tài)紅線區(qū)和南部青龍河口附近的圍海養(yǎng)殖區(qū)。

圖7 榮成近岸海域評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Fig.7 Statistics of evaluation results for the Rongcheng coastal area

從占用的海岸線長(zhǎng)度來(lái)看，適宜海岸線長(zhǎng)度為286.9 km2，所占比例為58%，主要分布在榮成市中部和南部岸線?；具m宜海岸線長(zhǎng)度為96.8 km2，所占比例為20%，主要分布在榮成市中部岸線。不適宜海岸線長(zhǎng)度為109.5 km2，所占比例為22%，主要分布在榮成市的海洋生態(tài)紅線區(qū)和圍海養(yǎng)殖區(qū)所占岸線。

4 討論

榮成市因北、東、南三面環(huán)海，屬不發(fā)達(dá)的沿海邊緣水系，境內(nèi)無(wú)較大河流且無(wú)外來(lái)客水水源，地表、地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，且開(kāi)挖地下水會(huì)引起海水倒灌，因此榮成市屬于資源性缺水的城市。榮成市年均水資源總量4.74 億m3，人均占有水資源量627 m3，僅為中國(guó)人均占有量的1/4[42]。前幾年曾因干旱缺水致使許多企業(yè)處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)。為滿(mǎn)足榮成市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的用水需求，利用當(dāng)?shù)刎S富的海水資源實(shí)施海水淡化工程，確保榮成市正常供水已經(jīng)到了刻不容緩的地步[43]。因此選擇該地區(qū)進(jìn)行海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)具有重要的應(yīng)用意義。

根據(jù)榮成市近岸海域海水淡水取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，適宜海域面積為304.8 km2和適宜海岸線長(zhǎng)度為286.9 km2，不適宜海域面積為292.4 km2和不適宜海岸線長(zhǎng)度為109.5 km2，以上空間布局為榮成市未來(lái)的海水淡化取水口位置選擇和限制區(qū)提供了科學(xué)的參考依據(jù)。結(jié)合榮成市開(kāi)發(fā)利用和資源空間分布情況，南部海域以傳統(tǒng)漁業(yè)養(yǎng)殖及配套的水產(chǎn)加工、造船、漁港碼頭建設(shè)等為主，主要以產(chǎn)業(yè)型占主導(dǎo)；北部以旅游開(kāi)發(fā)利用為主，總體偏向于保護(hù)開(kāi)發(fā)；東部兼有漁業(yè)、工業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展，處于保護(hù)與開(kāi)發(fā)并存狀態(tài)?？傮w而言，南部和東部對(duì)淡水的需求更為迫切，除青龍河口因大量圍海養(yǎng)殖不適宜海水淡化取水口選址外，整體是適宜和基本適宜選址的；北部區(qū)域近岸以取水口不適宜區(qū)為主，與該區(qū)旅游業(yè)占主導(dǎo)的保護(hù)性開(kāi)發(fā)較為匹配。榮成市已建的石島海水淡化工程和“國(guó)和一號(hào)”核能海水淡化工程，位于適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果的適宜區(qū)內(nèi)，說(shuō)明本研究所構(gòu)建的海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)方法具有可行性和實(shí)用性。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究從基礎(chǔ)地理?xiàng)l件、水體環(huán)境條件、災(zāi)害條件、產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件及約束條件五個(gè)方面開(kāi)展海水淡化取水口空間選劃的影響要素分析，選取離岸距離、水深條件、懸沙含量、海水水質(zhì)及規(guī)劃符合性等代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和研究基礎(chǔ)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，基于GIS 平臺(tái)構(gòu)建海水淡化取水口選劃適宜性評(píng)價(jià)模型，利用多因素空間疊置分析運(yùn)算和約束條件的修正生成海水淡水取水口空間選劃適宜性空間分區(qū)結(jié)果。研究結(jié)果從理論方法和技術(shù)層面上完善了現(xiàn)有的海水淡化取水口空間位置選劃方法，形成具有科學(xué)化、定量化和空間化特征的評(píng)價(jià)體系，可為海水淡化取水口空間位置選劃提供研究思路和技術(shù)支撐。

本研究所構(gòu)建的海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)體系方法完善，評(píng)價(jià)指標(biāo)全面，構(gòu)建過(guò)程簡(jiǎn)單，運(yùn)行高效，可操作性強(qiáng)，方法通用，在全國(guó)海水淡化取水口空間選劃工作中可以推廣應(yīng)用。該評(píng)價(jià)方法已在山東省榮成市近岸海域進(jìn)行了應(yīng)用，評(píng)價(jià)結(jié)果符合榮成市自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征，滿(mǎn)足榮成市海水淡化取水口空間選劃的需求。同時(shí)，該評(píng)價(jià)方法也在華能威海發(fā)電廠的海水淡化取水口選劃中進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，該評(píng)價(jià)方法具有較強(qiáng)的科學(xué)性、適用性和可操作性，可較好地滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求。各沿海地區(qū)在應(yīng)用該評(píng)價(jià)方法時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境特點(diǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，結(jié)合空間數(shù)據(jù)的可獲得性，可適當(dāng)增減評(píng)價(jià)指標(biāo)并調(diào)整評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算和評(píng)價(jià)結(jié)果的分級(jí)可根據(jù)地方的現(xiàn)狀與需求進(jìn)行設(shè)置，建立起滿(mǎn)足地方需求的海水淡化取水口空間選劃適宜性評(píng)價(jià)方法，并在應(yīng)用過(guò)程中進(jìn)一步完善和優(yōu)化。