基于层次分析法固废园区规划用地适宜性评价研究

郭任宏，徐长勇，蒲东栋

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

我国固体废物综合治理能力明显滞后于水和大气污染，“垃圾围城”等问题较普遍[1]。随着经济社会的发展，城市的固体废物总量越来越多，而综合型、循环型、生态型的固废园区满足了各类固废处理需求，解决设施“邻避”问题和土地资源紧缺等多种问题。园区通常指集垃圾焚烧、卫生填埋、渗滤液处理、飞灰处置、炉渣综合利用、建筑垃圾处理等各类固体废物处理处置设施以及环保宣传教育与科研等功能于一体的综合园区。在规划设计时需要考虑多种因素，除地形地貌、水文地质、交通条件、现状土地利用类型等自然社会条件之外还需考虑规划项目的处理规模及处理工艺和设置标准等多种因素[2]。为了给园区的选址、规划、设计等工作提供技术支持，加快推动园区建设和实施，进而解决城市固废处理设施规划和建设中存在的主要问题，提升固废处理能力和环卫应急能力，基于层次分析法研究园区规划用地适宜性评价中的关键影响因素具有重要意义。

1 评价指标体系构建

层次分析法是由美国运筹学家T·L·Saaty 提出的，对于内容复杂、指标多、层次多的指标体系，具有显著的优势[3]，基本步骤包括：建立层次结构模型、构造判断矩阵、计算权重、层次单排序和总排序及对应的一致性检验。

园区所在的区域系统是动态的，其自然、社会、环境、经济和建设条件等各方面发生变化时，整个系统将发生相应变化，对园区规划用地适宜性评价结果也会造成重要影响，其中环境性能主要体现了园区在生态环境等方面的表现，具有重要的作用[4]。通过对国内外固废园区案例的研究[5-7]，园区规划用地适宜性评价主要包括自然影响、社会影响、经济影响、环境影响和建设条件影响等方面，每个方面又有众多的组分、结构和功能，各部分形成相对独立又有机结合的子系统，具有多层次、多指标的特点，适用于通过层次分析法构建评价指标体系进行园区规划用地适宜性评价研究。

1.1 层次结构模型构建

依据科学性、系统性、可操作性、层次性和客观实用性的原则，考虑影响园区规划用地的自然、社会、经济、生态环境和建设条件等因素，基于层次分析法，建立4 层递阶结构体系：目标层A、准则层B、指标层C和指标层D。将园区规划用地评价作为目标层A，自然影响指标、社会影响指标、经济影响指标、环境影响指标、建设条件影响指标等方面作为准则层指标，指标层分为C 层和D 层，见图1。

图1 评价指标体系层次结构图

1.2 判断矩阵构造方法

本文采用Saaty 提出的9 级标度法构造各层的判断矩阵，以表示各指标间的相对重要性。假设上层因素Ak与下层因素B=｛B1，B2，…，Bn｝有关，用aij表示相对于Ak因素Bi对因素Bj的相对重要性，Ak的影响因素的判断矩阵为A=（aij）n×n，具体标度见表1。

表1 Saaty 标度法

2 结果与讨论

2.1 计算结果分析

通过层次分析法辅助软件yaahp 对构建的评价指标体系进行模型构建、计算和分析。准则层B 对目标层A 构成的判断矩阵的一致性比例为0.075 9，小于0.1,说明该判断矩阵具有满意的一致性。环境影响指标在园区评价中所占权重最大，权重为0.360 2；自然影响指标和社会影响指标次之，权重分别为0.257 0、0.223 0；建设条件影响指标的权重略高于经济影响指标，分别为0.089 8 和0.069 9，均小于0.1，见图2。

图2 准则层指标权重分布图

自然影响指标B1、社会影响指标B2、经济影响指标B3、环境影响指标B4、建设条件影响指标B5、场外建设投资费用C10 的判断矩阵的一致性比例分别为0.046 5、0.040 8、0.000 0、0.008 8、0.024 9、0.066 8，均小于0.1，表明对应的判断矩阵均具有满意的一致性。

对目标层的排序权重在前5 位的依次是距环境敏感区距离C12、距特殊设施距离C13、土地利用类型C4、水文和水文地质条件C3、规划符合性C5，权重分别是0.194 4、0.107 0、0.099 0、0.093 6、0.092 4（见图3）。距环境敏感区和特殊设施距离越近，园区对周边生态环境敏感区越容易造成污染和干扰，对特殊设施造成一定的安全隐患，因此所在区域不应作为园区用地进行规划建设。另外，土地利用类型对园区规划的影响也较大，园区应避免在非建设用地范围内进行规划建设。水文和水文地质条件影响了园区的安全和稳定。规划符合性更多地反映了所在区域相关规划、政策、产业结构、发展布局等对园区规划审批和建设实施的影响，应保证园区规划用地和各级各类国土空间规划、发展规划等的衔接性和协调性。

图3 指标层影响因素权重分布图

2.2 主要应用方向

2.2.1 科学比选园区厂址方案

在园区规划用地适宜性评价指标体系的基础上，对园区规划选址方案进行定量综合评价分析。综合评价指数越大，说明该选址的规划用地进行园区建设的适宜性越优，从而科学地选择出最优的园区规划选址。综合评价的方法很多，如线性加权综合法、综合乘积法、标准化评分法以及综合评分法等。

2.2.2 提升园区规划水平

通过遥感影像、GIS 平台三维分析以及规划用地评价，可对园区所在区域整体有比较直观的认识，对各地块的用地情况有深入了解，便于园区规划工作的开展。重点考虑影响园区规划用地的主要因素，实现园区规划项目布局合理、建设和使用安全、造价经济、景观美好的效果。园区规划时要紧密结合自然地势，充分利用和合理改造地形，在满足安全的条件下，尽量减少土石方工程量，保证单体设施和园区整体的土方平衡。如：园区内自然地势高差及坡度较大的区域建厂土建成本较高，规划项目尽量布置在平坡和缓坡区域，节约建设成本并减少洪水及塌方等安全性隐患。另外，填埋场最好是利用自然的深坑，减少土石方工程量。危险废物等污染较大、危险系数较高的项目优先布置在主导风向的下风向位置。从园区整体环境上考虑，为调节园区内的小气候，减少对原始生态环境的破坏，植被覆盖率高的区域优先作为绿化隔离带，以满足景观和防护隔离的需求。

2.2.3 助力园区设计和管理工作

将园区所在区域的自然、社会、经济、环境等方面的各因素数据化，进行图层空间叠加分析，获得园区的综合空间分布（见图4），结合第三次国土调查成果以及国土空间基础信息平台数据，通过大数据、云计算、人工智能等新技术应用，以智慧规划助力于园区的规划编制、方案设计、建设和管理等方面的工作。

图4 固废园区图层空间叠加示意图

3 案例应用

通过对南方某固废园区的规划和选址背景、城市主要固废现状分析以及园区的初步规划方案进行研究，分析该园区的用地需求，并对4 个规划选址进行考察调研，基于园区规划用地评价指标体系对各选址进行综合评价。

3.1 评价指标赋分标准

根据我国现行技术标准以及项目经验等制定评价指标体系中各指标的赋分标准，采用5 分制，最低0分，最高5 分，见表2。

表2 评价指标赋分标准说明表 元/t

表3 园区规划用地适宜性等级标准表

3.2 综合评价

根据评分标准得到不同选址方案下各指标的具体评分，结合层次分析法获取的指标权重进行各选址园区规划用地适宜性综合评价，进而确定规划用地适宜性等级。从评价结果看，厂址1、厂址2、厂址3、厂址4 的综合加权评分分别为4.28、3.59、3.40 和3.55。厂址1 适宜性等级为适宜，厂址2 和厂址4 的用地适宜性等级为基本适宜，厂址3 的适宜性等级为不适宜。因此，厂址1 为4 个选址中的最优规划选址，推荐该选址作为园区规划用地。

在确定的厂址对该园区进行项目布局规划。管理区属于园区内最清洁的部分，且对环境要求最高，应布置在城市主导风向的上风向，因此将园区宣教综合管理区布置在园区东北方位。环绕管理区建设生活垃圾焚烧发电厂、安全填埋场、餐厨垃圾处理厂、市政污泥处理项目，便于园区工作人员管理与生活。综合考虑生态环境园区整体地形地貌及距周边居民点的距离等情况，将预留用地（危险废物处理厂）布置在园区西北方向，见图5。

图5 园区规划用地项目布局图

4 结论

4.1 园区规划用地适宜性评价体系中各判断矩阵的一致性比例均小于0.1，对应的判断矩阵均具有满意的一致性。

4.2 环境影响指标在规划用地适宜性评价中所占权重最大，权重为0.360 2；自然影响指标和社会影响指标次之，权重分别为0.257 0、0.223 0；建设条件影响指标的权重略高于经济影响指标，分别为0.089 8 和0.069 9，均小于0.1。

4.3 对目标层的排序权重在前5 位的指标依次是距环境敏感区距离、距特殊设施距离、土地利用类型、水文和水文地质条件、规划符合性，权重分别是0.194 4、0.107、0.099、0.093 6、0.092 4。

4.4 研究成果主要应用在科学比选园区厂址方案、提升园区规划水平、助力园区设计和管理工作等方向，且在实际案例中应用良好。