CN104899655A - 海岸带围填海的空间布局优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海岸带围填海的空间布局优化方法，首先开展区围填海适宜性评价，选出适宜围填区；然后评估适宜围填区的围填海潜力；最后评估面向商服用地、工业用地与住宅用地的围填海项目经济可行性。本发明的有益效果是其评价结果对于区域规划和立项的指导性较强，针对传统围填海评价主观性强这一特点，我们根据评价指标的作用特点，将其分为描述型、效益型、成本型和适度型指标，引入不同的标准化方法，保证了评价结果的客观性。

Description

海岸带围填海的空间布局优化方法

技术领域

本发明属于地理规划技术领域，涉及海岸带围填海的空间布局优化方法。

背景技术

当前国内外缺乏较为系统的围填海空间布局优化方法研究，现有研究主要针对某一环节，如围填海适宜性评价或围填项目经济可行性评估，优化依据单一，其评价标准多采用专家打分法，主观性强，评价结果缺少对围填海方案的反馈与调整；同时，面向方案的评估模型，其评价结果对于区域规划和立项的指导性较弱，且空间概念不强。

我国人口众多，土地资源稀缺，近几十年来围填海活动在沿海地区盛行，但是不合理、过度的围填海会导致诸多问题，如生态破坏、海洋水动力下降、泥沙淤积等，尽管国家对围填海项目的实施越来越慎重，但是“人多地少”的矛盾与海洋经济发展的需求，导致围填海行为不可能完全被禁止，因此，怎样尽可能地减小围填海带来的损失成为研究的热点。

当前国内外学者对于围填海的研究主要包括三个方面，(1)围填海适宜性评价，主要用以定量评估海域围填的适宜度。(2)围填海项目可实施性评价，主要用于解决已实施或待实施围填海方案的优选排序问题。(3)海域围填后生态环境影响评估，主要用以围填海前后海域生态环境变化的对比分析，评价围填海工程对海域生态环境的实际影响。

发明内容

本发明的目的在于提供海岸带围填海的空间布局优化方法，解决了现有的方法其评价结果对于区域规划和立项的指导性较弱，且空间概念不强的问题。

本发明所采用的技术方案是：

步骤1：首先开展区围填海适宜性评价，选出适宜围填区；

步骤2：然后评估适宜围填区的围填海潜力；

步骤3：最后评估面向商服用地、工业用地与住宅用地的围填海项目经济可行性。

进一步，所述步骤1中围填海适宜性评价方法为：

评价指标体系构建，利用层次分析法对围填海适宜性评价指标体系进行层次分解，分为目标层、准则层和指标层，并求取各指标权值；其中，目标层：海域围填适宜度；准则层：地质条件适宜度、水文条件适宜度、生态条件适宜度、经济社会条件适宜度、开发利用现状与规划适宜度；准则层包含有若干项指标，所有指标分为4类：描述型、成本型、效益型、适度型；

描述型指标标准化：通过分类条件，进行专家评定得到评价分值；效益型评价指标的标准化公式如下：

$y=\frac{x-x_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(1\right)$

成本型评价指标的标准化公式如下：

$y=1-\frac{x-x_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(2\right)$

适度型评价指标的标准化公式如下：

$y=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{0.34x}{S_1}& x\&le;S_1\\ 0.66-\frac{0.33(x-S_1)}{S_2-S_1}& S_1<x<S_2\\ \frac{0.68|x-S_0|}{S_3-S_2}& S_2<x<S_3\\ 0.33+\frac{0.33(x-S_3)}{S_4-S_3}& S_3<x<S_4\\ 1-\frac{0.34S_4}{x}& x\&GreaterEqual;S_4\end{array}\right.---\left(3\right)$

式中，y为指标标准化值；x为指标实测值；S_i为各等级标准值；i代表适度型指标的等级，且有S₁<S₂<S₀<S₃<S₄；

围填适宜度等级划分：

海域围填适宜度计算公式如下：

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&omega;}}_i{\mathrm{\&beta;}}_i---\left(4\right)$

式中，S代表海域围填适宜度；ω_i代表第i个指标的权重；β_i代表第i个指标值；n代表指标个数，根据计算结果，采用等间隔划分的方法，将研究区划分为适宜围填区、较适宜围填区、不适宜围填区和禁止围填区。

进一步，所述步骤2中评估适宜围填区的围填海潜力方法：

围填海强度评估：

围填海强度是指单位岸线上的围填面积，计算公式如下：

R＝S/L   (5)

式中，R代表围填海强度；S代表现有围填海面积，单位公顷；L代表研究区海岸线长度，单位千米，围填海强度等级反映了当前的围填压力；

围填海潜力评估：

围填海潜力计算公式如下：

式中，P为围填海潜力；S_p为评价区域内3级强度级别能容纳的最大围填海量，S_m为评价区域内当前强度级别所能容纳的最大围填海量，S为评价区域内当前围填海面积总量。

进一步，所述步骤3中围填海方案经济可行性评估方法：

将围填海潜力作为约束条件，将海域使用金、工程维护费用与生态服务损失作为围填成本，将土地价值与土地对经济的贡献作为收益，计算其收益成本比，将比值最大的围填海方案作为优选方案，围填海收益成本比计算公式：

α_i＝A_i/C_i   (7)

式中，α_i为第i种围填方案的收益成本比，当α_i≥1时，证明方案可行，且比值越大方案越优；

$A_i=A_{i0}+\frac{A_{i0}\&times;10\%}{r}---\left(8\right)$

式中，A_i为第i种围填方案单位面积经济收益；A_i0为第i种围填方案对应的

C_i＝C_i1+C_i2   (9)

式中，C_i为第i种围填方案单位面积围填成本；C_i1为第i种围填方案单位面积工程花费；C_i2为第i种围填方案单位面积生态服务价值损失；

围填海工程花费：

$C_{i1}=C_{i0}+\frac{C_{i0}\&times;2\%}{r}---\left(10\right)$

式中，C_i0为第i种围填方案单位面积基本围填工程成本；

生态服务价值损失：

$C_{i2}=\underset{l=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_{\mathrm{il}}/r---\left(11\right)$

式中，V_il为第i种围填方案第l种生态服务价值损失；m为生态服务类型。

本发明的有益效果是其评价结果对于区域规划和立项的指导性较强，针对传统围填海评价主观性强这一特点，我们根据评价指标的作用特点，将其分为描述型、效益型、成本型和适度型指标，引入不同的标准化方法，保证了评价结果的客观性。

附图说明

图1是本发明海岸带围填海的空间布局优化方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提出了一个较为系统的围填海空间布局优化方法体系，包括围填海适宜性评价、海域围填潜力评估和围填海方案优化。

本方法提出的优化方法如下：首先开展研究区围填海适宜性评价，选出(较)适宜围填区；然后评估(较)适宜围填区的围填海潜力；最后评估面向商服用地、工业用地与住宅用地的围填海项目经济可行性，给出围填海发展建议(优化流程如图1所示)。

1.围填海适宜性评价

1.1评价指标体系构建：

利用层次分析法(AHP)对围填海适宜性评价指标体系进行层次分解，分为目标层、准则层和指标层，并求取各指标权值；其中，目标层：海域围填适宜度；

准则层：地质条件适宜度、水文条件适宜度、生态条件适宜度、经济社会条件适宜度、开发利用现状与规划适宜度；准则层包含有若干项指标，所有指标分为4类：描述型、成本型、效益型、适度型。围填海适应性评价指标体系如表1所示。

表1 围填海适应性评价指标体系

注：(1)指标类型中，描述型指标是指难以用具体数值来表征的一类指标；成本型指标是指指标值越高越不适宜围填的一类指标；效益型指标是指指标值越高越适宜围填的一类指标；适度型指标是指在某段范围内最不适宜而向两侧逐渐变适宜的一类指标。(2)指标类别中，I代表实测数据；II代表专家打分；III代表历年数据统计值。

1.2评价指标标准化

围填海适宜性评价指标多且复杂，计算单位不同，难以比较，因此，需要对其进行标准化处理。本方法综合现有的研究成果，根据国家所规定的相关法律法规、环境背景值及历史资料，对描述型、效益型、成本型和适度型指标分别采用以下标准化方法。

(1)描述型指标标准化赋值表如表2所示。

表2 描述型指标标准化赋值表

注：评价过程采用“一票否决”制，即当评价指标值为0时，禁止围填。

(2)效益型指标

效益型评价指标的标准化公式如下：

$y=\frac{x-x_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(1\right)$

式中，y为指标标准化值；x为指标实测值。

(3)成本型指标

成本型评价指标的标准化公式如下：

$y=1-\frac{x-x_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(2\right)$

式中，y为指标标准化值；x为指标实测值。

(4)适度型指标

适度型评价指标的标准化公式如下：

$y=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{0.34x}{S_1}& x\&le;S_1\\ 0.66-\frac{0.33(x-S_1)}{S_2-S_1}& S_1<x<S_2\\ \frac{0.68|x-S_0|}{S_3-S_2}& S_2<x<S_3\\ 0.33+\frac{0.33(x-S_3)}{S_4-S_3}& S_3<x<S_4\\ 1-\frac{0.34S_4}{x}& x\&GreaterEqual;S_4\end{array}\right.---\left(3\right)$

式中，y为指标标准化值；x为指标实测值；S_i为各等级标准值；i代表适度型指标的等级，且有S₁<S₂<S₀<S₃<S₄。

适度型指标等级划分如下表3所示：

表3 适度型指标等级划分

1.3围填适宜度等级划分

海域围填适宜度计算公式如下：

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&omega;}}_i{\mathrm{\&beta;}}_i---\left(4\right)$

式中，S代表海域围填适宜度；ω_i代表第i个指标的权重；β_i代表第i个指标值；n代表指标个数。

根据计算结果，采用等间隔划分的方法，将研究区划分为适宜围填区、较适宜围填区、不适宜围填区和禁止围填区。

2海域围填潜力评估

2.1围填海强度评估

围填海强度是指单位岸线上的围填面积，计算公式如下：

R＝S/L   (5)

式中，R代表围填海强度；S代表现有围填海面积(公顷)；L代表研究区海岸线长度(千米)。围填海强度等级反映了当前的围填压力。

表4 围填海强度等级划分

2.2围填海潜力评估

围填海潜力计算公式如下：

式中，P为围填海潜力；S_p为评价区域内3级强度级别能容纳的最大围填海量，S_m为评价区域内当前强度级别所能容纳的最大围填海量，S为评价区域内当前围填海面积总量。

3围填海方案经济可行性评估

围填海作为一种经济行为，其收益是评价方案可行性的基本准则，但围填海带来的生态影响不可忽视。本发明围绕研究区实际用海需求，将围填海潜力作为约束条件，将海域使用金、工程维护费用与生态服务损失作为围填成本，将土地价值与土地对经济的贡献作为收益，计算其收益成本比，将比值最大的围填海方案作为优选方案。围填海收益成本比计算公式：

α_i＝A_i/C_i   (7)

式中，α_i为第i种围填方案的收益成本比，当α_i≥1时，证明方案可行，且比值越大方案越优。

3.1围填海收益

围填海生成的土地价格参照政府公布的基准地价结合土地的用途和规划进行调整。在基本地价的基础上，参照社会投资的平均回报率取基准地价的10％作为土地每年对经济的贡献值，得出土地单位面积的经济收益，其中，基本土地价值是一次获取的。评估模型如下：

$A_i=A_{i0}+\frac{A_{i0}\&times;10\%}{r}---\left(8\right)$

式中，A_i为第i种围填方案单位面积经济收益；A_i0为第i种围填方案对应的单位土地价格。

3.2围填海成本

围填海成本包括围填海工程花费和生态服务价值损失，计算模型如下：

C_i＝C_i1+C_i2   (9)

式中，C_i为第i种围填方案单位面积围填成本；C_i1为第i种围填方案单位面积工程花费；C_i2为第i种围填方案单位面积生态服务价值损失。

(1)围填海工程花费

围填海工程花费包括海域使用金和工程维护费用。《海域使用管理办法》中规定我国一切用海活动要缴纳相应的海域使用金。海域使用金的征收，按照海域使用金征收标准执行，为一次性征收。其次，工程完成后的维护费采取按照工程建设投资的2％。评估模型如下：

$C_{i1}=C_{i0}+\frac{C_{i0}\&times;2\%}{r}---\left(10\right)$

式中，C_i0为第i种围填方案单位面积基本围填工程成本(海域使用金)。

(2)生态服务价值损失

海洋生态系统服务主要分为供给服务、调节服务、文化服务和支持服务，由于支持服务是保证其他三种服务正常提供所必需的基础，其价值通过供给服务、调节服务和文化服务体现，为避免重复计算，评估过程中不考虑支持服务的价值。其中，供给服务包括食品生产与原料生产；调解服务包括氧气生产，气候调节，水质净化和干扰调节；文化服务包括旅游、娱乐服务，知识扩展服务与文化用途，具体计算指标与计算模型如下：

$C_{i2}=\underset{l=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_{\mathrm{il}}/r---\left(11\right)$

式中，V_il为第i种围填方案第l种生态服务价值损失；m为生态服务类型。

当前国内外缺少较为系统的围填海空间优化布局的研究方法，针对这一现状，本文提出了包括围填海适宜性评价、围填海潜力评估和经济可行性分析在内的围填海空间优化布局方法体系，将环境约束、资源约束与经济约束统一于围填海空间优化布局中，使得评价结果更加科学可靠。本方法的优点具体描述如下：

(1)适宜性评价过程中，我们考虑了地质条件、生态条件、水文条件、经济社会条件和用海类型，指标全面，且我们将评价指标按其性质分为效益型、成本型、描述型与适度型指标，分别采用不同的标准化方法，在这一过程中，相对于传统研究，降低了专家打分干预，避免了由于专业知识限制导致的评价不准确。

(2)优化策略面向方案与规划，即能作用于对现有围填海方案的评估优化，又能为未来海洋发展规划制定提供参考依据。

(3)优化流程同时考虑了环境约束、资源约束与经济约束，避免了由于优化依据单一造成的误判。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.海岸带围填海的空间布局优化方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤1：首先开展区围填海适宜性评价，选出适宜围填区；

步骤2：然后评估适宜围填区的围填海潜力；

步骤3：最后评估面向商服用地、工业用地与住宅用地的围填海项目经济可行性。

2.按照权利要求1所述海岸带围填海的空间布局优化方法，其特征在于：所述步骤1中围填海适宜性评价方法为：

评价指标体系构建，利用层次分析法对围填海适宜性评价指标体系进行层次分解，分为目标层、准则层和指标层，并求取各指标权值；其中，目标层：海域围填适宜度；准则层：地质条件适宜度、水文条件适宜度、生态条件适宜度、经济社会条件适宜度、开发利用现状与规划适宜度；准则层包含有若干项指标，所有指标分为4类：描述型、成本型、效益型、适度型；

描述型指标标准化：通过分类条件，进行专家评定得到评价分值；效益型评价指标的标准化公式如下：

$y=\frac{{x-x}_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(1\right)$

成本型评价指标的标准化公式如下：

$y=1-\frac{{x-x}_{\min }}{x_{\max }-x_{\min }}---\left(2\right)$

适度型评价指标的标准化公式如下：

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式中，y为指标标准化值；x为指标实测值；S_i为各等级标准值；i代表适度型指标的等级，且有S₁<S₂<S₀<S₃<S₄；

围填适宜度等级划分：

海域围填适宜度计算公式如下：

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&omega;}}_i{\mathrm{\&beta;}}_i---\left(4\right)$

式中，S代表海域围填适宜度；ω_i代表第i个指标的权重；β_i代表第i个指标值；n代表指标个数，根据计算结果，采用等间隔划分的方法，将研究区划分为适宜围填区、较适宜围填区、不适宜围填区和禁止围填区。

3.按照权利要求1所述海岸带围填海的空间布局优化方法，其特征在于：所述步骤2中评估适宜围填区的围填海潜力方法：

围填海强度评估：

围填海强度是指单位岸线上的围填面积，计算公式如下：

R＝S/L   (5)

式中，R代表围填海强度；S代表现有围填海面积，单位公顷；L代表研究区海岸线长度，单位千米，围填海强度等级反映了当前的围填压力；

围填海潜力评估：

围填海潜力计算公式如下：

式中，P为围填海潜力；S_p为评价区域内3级强度级别能容纳的最大围填海量，S_m为评价区域内当前强度级别所能容纳的最大围填海量，S为评价区域内当前围填海面积总量。

4.按照权利要求1所述海岸带围填海的空间布局优化方法，其特征在于：所述步骤3中围填海方案经济可行性评估方法：

将围填海潜力作为约束条件，将海域使用金、工程维护费用与生态服务损失作为围填成本，将土地价值与土地对经济的贡献作为收益，计算其收益成本比，将比值最大的围填海方案作为优选方案，围填海收益成本比计算公式：

α_i＝A_i/C_i   (7)

式中，α_i为第i种围填方案的收益成本比，当α_i≥1时，证明方案可行，且比值越大方案越优；

$A_i=A_{i0}+\frac{A_{i0}\&times;10\%}{r}---\left(8\right)$

式中，A_i为第i种围填方案单位面积经济收益；A_i0为第i种围填方案对应的

C_i＝C_i1+C_i2   (9)

式中，C_i为第i种围填方案单位面积围填成本；C_i1为第i种围填方案单位面积工程花费；C_i2为第i种围填方案单位面积生态服务价值损失；

围填海工程花费：

$C_{i1}=C_{i0}+\frac{C_{i0}\&times;2\%}{r}---\left(10\right)$

式中，C_i0为第i种围填方案单位面积基本围填工程成本；

生态服务价值损失：

$c_{i2}=\underset{l=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{V}_{\mathrm{il}}/r---\left(11\right)$

式中，V_il为第i种围填方案第l种生态服务价值损失；m为生态服务类型。