基于層次分析法固廢園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價研究

郭任宏，徐長勇，蒲東棟

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

我國固體廢物綜合治理能力明顯滯后于水和大氣污染，“垃圾圍城”等問題較普遍[1]。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，城市的固體廢物總量越來越多，而綜合型、循環(huán)型、生態(tài)型的固廢園區(qū)滿足了各類固廢處理需求，解決設施“鄰避”問題和土地資源緊缺等多種問題。園區(qū)通常指集垃圾焚燒、衛(wèi)生填埋、滲濾液處理、飛灰處置、爐渣綜合利用、建筑垃圾處理等各類固體廢物處理處置設施以及環(huán)保宣傳教育與科研等功能于一體的綜合園區(qū)。在規(guī)劃設計時需要考慮多種因素，除地形地貌、水文地質(zhì)、交通條件、現(xiàn)狀土地利用類型等自然社會條件之外還需考慮規(guī)劃項目的處理規(guī)模及處理工藝和設置標準等多種因素[2]。為了給園區(qū)的選址、規(guī)劃、設計等工作提供技術支持，加快推動園區(qū)建設和實施，進而解決城市固廢處理設施規(guī)劃和建設中存在的主要問題，提升固廢處理能力和環(huán)衛(wèi)應急能力，基于層次分析法研究園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價中的關鍵影響因素具有重要意義。

1 評價指標體系構建

層次分析法是由美國運籌學家T·L·Saaty 提出的，對于內(nèi)容復雜、指標多、層次多的指標體系，具有顯著的優(yōu)勢[3]，基本步驟包括：建立層次結構模型、構造判斷矩陣、計算權重、層次單排序和總排序及對應的一致性檢驗。

園區(qū)所在的區(qū)域系統(tǒng)是動態(tài)的，其自然、社會、環(huán)境、經(jīng)濟和建設條件等各方面發(fā)生變化時，整個系統(tǒng)將發(fā)生相應變化，對園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價結果也會造成重要影響，其中環(huán)境性能主要體現(xiàn)了園區(qū)在生態(tài)環(huán)境等方面的表現(xiàn)，具有重要的作用[4]。通過對國內(nèi)外固廢園區(qū)案例的研究[5-7]，園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價主要包括自然影響、社會影響、經(jīng)濟影響、環(huán)境影響和建設條件影響等方面，每個方面又有眾多的組分、結構和功能，各部分形成相對獨立又有機結合的子系統(tǒng)，具有多層次、多指標的特點，適用于通過層次分析法構建評價指標體系進行園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價研究。

1.1 層次結構模型構建

依據(jù)科學性、系統(tǒng)性、可操作性、層次性和客觀實用性的原則，考慮影響園區(qū)規(guī)劃用地的自然、社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境和建設條件等因素，基于層次分析法，建立4 層遞階結構體系：目標層A、準則層B、指標層C和指標層D。將園區(qū)規(guī)劃用地評價作為目標層A，自然影響指標、社會影響指標、經(jīng)濟影響指標、環(huán)境影響指標、建設條件影響指標等方面作為準則層指標，指標層分為C 層和D 層，見圖1。

圖1 評價指標體系層次結構圖

1.2 判斷矩陣構造方法

本文采用Saaty 提出的9 級標度法構造各層的判斷矩陣，以表示各指標間的相對重要性。假設上層因素Ak與下層因素B=｛B1，B2，…，Bn｝有關，用aij表示相對于Ak因素Bi對因素Bj的相對重要性，Ak的影響因素的判斷矩陣為A=（aij）n×n，具體標度見表1。

表1 Saaty 標度法

2 結果與討論

2.1 計算結果分析

通過層次分析法輔助軟件yaahp 對構建的評價指標體系進行模型構建、計算和分析。準則層B 對目標層A 構成的判斷矩陣的一致性比例為0.075 9，小于0.1,說明該判斷矩陣具有滿意的一致性。環(huán)境影響指標在園區(qū)評價中所占權重最大，權重為0.360 2；自然影響指標和社會影響指標次之，權重分別為0.257 0、0.223 0；建設條件影響指標的權重略高于經(jīng)濟影響指標，分別為0.089 8 和0.069 9，均小于0.1，見圖2。

圖2 準則層指標權重分布圖

自然影響指標B1、社會影響指標B2、經(jīng)濟影響指標B3、環(huán)境影響指標B4、建設條件影響指標B5、場外建設投資費用C10 的判斷矩陣的一致性比例分別為0.046 5、0.040 8、0.000 0、0.008 8、0.024 9、0.066 8，均小于0.1，表明對應的判斷矩陣均具有滿意的一致性。

對目標層的排序權重在前5 位的依次是距環(huán)境敏感區(qū)距離C12、距特殊設施距離C13、土地利用類型C4、水文和水文地質(zhì)條件C3、規(guī)劃符合性C5，權重分別是0.194 4、0.107 0、0.099 0、0.093 6、0.092 4（見圖3）。距環(huán)境敏感區(qū)和特殊設施距離越近，園區(qū)對周邊生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)越容易造成污染和干擾，對特殊設施造成一定的安全隱患，因此所在區(qū)域不應作為園區(qū)用地進行規(guī)劃建設。另外，土地利用類型對園區(qū)規(guī)劃的影響也較大，園區(qū)應避免在非建設用地范圍內(nèi)進行規(guī)劃建設。水文和水文地質(zhì)條件影響了園區(qū)的安全和穩(wěn)定。規(guī)劃符合性更多地反映了所在區(qū)域相關規(guī)劃、政策、產(chǎn)業(yè)結構、發(fā)展布局等對園區(qū)規(guī)劃審批和建設實施的影響，應保證園區(qū)規(guī)劃用地和各級各類國土空間規(guī)劃、發(fā)展規(guī)劃等的銜接性和協(xié)調(diào)性。

圖3 指標層影響因素權重分布圖

2.2 主要應用方向

2.2.1 科學比選園區(qū)廠址方案

在園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價指標體系的基礎上，對園區(qū)規(guī)劃選址方案進行定量綜合評價分析。綜合評價指數(shù)越大，說明該選址的規(guī)劃用地進行園區(qū)建設的適宜性越優(yōu)，從而科學地選擇出最優(yōu)的園區(qū)規(guī)劃選址。綜合評價的方法很多，如線性加權綜合法、綜合乘積法、標準化評分法以及綜合評分法等。

2.2.2 提升園區(qū)規(guī)劃水平

通過遙感影像、GIS 平臺三維分析以及規(guī)劃用地評價，可對園區(qū)所在區(qū)域整體有比較直觀的認識，對各地塊的用地情況有深入了解，便于園區(qū)規(guī)劃工作的開展。重點考慮影響園區(qū)規(guī)劃用地的主要因素，實現(xiàn)園區(qū)規(guī)劃項目布局合理、建設和使用安全、造價經(jīng)濟、景觀美好的效果。園區(qū)規(guī)劃時要緊密結合自然地勢，充分利用和合理改造地形，在滿足安全的條件下，盡量減少土石方工程量，保證單體設施和園區(qū)整體的土方平衡。如：園區(qū)內(nèi)自然地勢高差及坡度較大的區(qū)域建廠土建成本較高，規(guī)劃項目盡量布置在平坡和緩坡區(qū)域，節(jié)約建設成本并減少洪水及塌方等安全性隱患。另外，填埋場最好是利用自然的深坑，減少土石方工程量。危險廢物等污染較大、危險系數(shù)較高的項目優(yōu)先布置在主導風向的下風向位置。從園區(qū)整體環(huán)境上考慮，為調(diào)節(jié)園區(qū)內(nèi)的小氣候，減少對原始生態(tài)環(huán)境的破壞，植被覆蓋率高的區(qū)域優(yōu)先作為綠化隔離帶，以滿足景觀和防護隔離的需求。

2.2.3 助力園區(qū)設計和管理工作

將園區(qū)所在區(qū)域的自然、社會、經(jīng)濟、環(huán)境等方面的各因素數(shù)據(jù)化，進行圖層空間疊加分析，獲得園區(qū)的綜合空間分布（見圖4），結合第三次國土調(diào)查成果以及國土空間基礎信息平臺數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術應用，以智慧規(guī)劃助力于園區(qū)的規(guī)劃編制、方案設計、建設和管理等方面的工作。

圖4 固廢園區(qū)圖層空間疊加示意圖

3 案例應用

通過對南方某固廢園區(qū)的規(guī)劃和選址背景、城市主要固廢現(xiàn)狀分析以及園區(qū)的初步規(guī)劃方案進行研究，分析該園區(qū)的用地需求，并對4 個規(guī)劃選址進行考察調(diào)研，基于園區(qū)規(guī)劃用地評價指標體系對各選址進行綜合評價。

3.1 評價指標賦分標準

根據(jù)我國現(xiàn)行技術標準以及項目經(jīng)驗等制定評價指標體系中各指標的賦分標準，采用5 分制，最低0分，最高5 分，見表2。

表2 評價指標賦分標準說明表 元/t

表3 園區(qū)規(guī)劃用地適宜性等級標準表

3.2 綜合評價

根據(jù)評分標準得到不同選址方案下各指標的具體評分，結合層次分析法獲取的指標權重進行各選址園區(qū)規(guī)劃用地適宜性綜合評價，進而確定規(guī)劃用地適宜性等級。從評價結果看，廠址1、廠址2、廠址3、廠址4 的綜合加權評分分別為4.28、3.59、3.40 和3.55。廠址1 適宜性等級為適宜，廠址2 和廠址4 的用地適宜性等級為基本適宜，廠址3 的適宜性等級為不適宜。因此，廠址1 為4 個選址中的最優(yōu)規(guī)劃選址，推薦該選址作為園區(qū)規(guī)劃用地。

在確定的廠址對該園區(qū)進行項目布局規(guī)劃。管理區(qū)屬于園區(qū)內(nèi)最清潔的部分，且對環(huán)境要求最高，應布置在城市主導風向的上風向，因此將園區(qū)宣教綜合管理區(qū)布置在園區(qū)東北方位。環(huán)繞管理區(qū)建設生活垃圾焚燒發(fā)電廠、安全填埋場、餐廚垃圾處理廠、市政污泥處理項目，便于園區(qū)工作人員管理與生活。綜合考慮生態(tài)環(huán)境園區(qū)整體地形地貌及距周邊居民點的距離等情況，將預留用地（危險廢物處理廠）布置在園區(qū)西北方向，見圖5。

圖5 園區(qū)規(guī)劃用地項目布局圖

4 結論

4.1 園區(qū)規(guī)劃用地適宜性評價體系中各判斷矩陣的一致性比例均小于0.1，對應的判斷矩陣均具有滿意的一致性。

4.2 環(huán)境影響指標在規(guī)劃用地適宜性評價中所占權重最大，權重為0.360 2；自然影響指標和社會影響指標次之，權重分別為0.257 0、0.223 0；建設條件影響指標的權重略高于經(jīng)濟影響指標，分別為0.089 8 和0.069 9，均小于0.1。

4.3 對目標層的排序權重在前5 位的指標依次是距環(huán)境敏感區(qū)距離、距特殊設施距離、土地利用類型、水文和水文地質(zhì)條件、規(guī)劃符合性，權重分別是0.194 4、0.107、0.099、0.093 6、0.092 4。

4.4 研究成果主要應用在科學比選園區(qū)廠址方案、提升園區(qū)規(guī)劃水平、助力園區(qū)設計和管理工作等方向，且在實際案例中應用良好。