海水资源利用区适宜性评价方法研究——以海水淡化为例*

马珊珊 韩 铁 刘淑静 霍艳芳

(1.国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192；2.国家开发银行天津分行，天津 300061；3.天津大学 管理与经济学部，天津 300072)

一、前言

海洋功能区是根据海域及海岛的自然资源条件、环境状况、地理区位、开发利用现状，并考虑国家或地区经济与社会持续发展的需要，所划定的具有最佳功能的区域，是海洋功能区划最小的功能单元。海洋功能区划按照海洋功能区的标准，将海域及海岛划分为不同类型的海洋功能区，是为海洋开发、保护与管理提供科学依据的基础性工作。[1]近年来，各级海洋功能区划的批准实施，为海域使用管理和海洋产业结构调整提供了科学依据，有力地保障了海洋经济的持续、健康发展。

海水资源利用区是2002年发布的《全国海洋功能区划》所划定的十种海洋功能区之一，但2012年发布的《全国海洋功能区划(2011～2020年)》中已不再独立出现，仅盐田区被纳入矿产与能源区做了简要说明。[2]新版《区划》较以往更加宏观、简明，更有利于海洋的保护与开发，但同时也对海洋功能区开发利用适宜性的评价与细化提出了更高要求。尤其是对于正在快速发展的海水利用事业，更需要一套科学合理、操作性强的评价方法体系来指导海洋功能区的开发与利用。为了便于研究范围的限定，本文依旧使用海水资源利用区进行表述，针对该类区域开展适宜性研究。

海洋功能区划是由我国学者提出，并逐渐得到发展和应用的。从总体发展上看，实践先于理论，因此关于海洋功能区划评价方面的理论成果不是很多，而且普遍集中在海洋功能区划整体的开发潜力、布局技术、环境质量、利用效能等评价方面。[3-6]在国际上，除个别国家如韩国效仿我国开展海洋功能区划外，基本没有开展这项基础性工作，但许多国家在海岸带资源与环境管理中实施有针对性的区划、规划和计划，对海洋及海岸带资源评价的指标框架主要有OECD(Organization for Economic Cooperation and Development)提出的PSR模型和DSR模型、Corvalán 等人提出的DPSEEA模型、EEA采用的DPSIR模型等。[7-9]对于海水资源利用区发展适宜性的评价还未受到国内外学者关注，还没有相关成果发表，但以上关于海洋功能区的评价方法和研究思路将为本研究提供很好的借鉴和参考。

海水资源利用主要包括：海水淡化、海水直接利用和海水化学资源的利用等，尤其以海水淡化与海水直接利用发展迅速。我国电厂、钢铁、石化等高耗水行业主要利用海水淡化和海水直接利用。为了提高海水利用工程项目与海洋功能区自然要素、社会环境匹配度，实现海水资源可持续开发利用，在908专项支持下，开展了相关方面研究。本文将以海水淡化为例，建立海水淡化与海水资源利用功能区适宜性评价指标体系，探讨有关评价方法，并应用该方法对天津、大连、青岛、宁波、舟山等5个海水资源利用区进行评价，得出各区域发展海水淡化工程项目的适宜性等级，为海洋综合管理提供依据和参考。

一、海水淡化适宜性评价指标体系构建

海水资源利用区适宜性评价的核心问题，是确定评价指标体系。海水利用方式不同，对资源、环境和社会的影响与需求也不尽相同，因此要根据海水淡化的特性，有针对性地设计评价指标体系，客观、全面地反映影响适宜性的所有因素，并且有较强的可操作性，能用于实际的海洋开发和海域管理工作中。根据上述要求，按照需求牵引、综合考虑、动态发展三个原则，建立海水淡化适宜性评价指标体系。

(一)指标体系构建原则

1、需求牵引原则

从我国目前发展情况看，海水淡化的推广力度与应用程度主要受需求制约。因此，评价指标体系主要以需求的紧迫程度作为第一选择标准，以此为基础，综合考虑自然条件和社会条件的满足程度。

2、综合考虑原则

必须坚持全面、客观、综合的原则，多方调研、听取相关各方意见，形成全面科学的评价指标体系。由于本研究主要针对适宜性，将弱化经济性的影响，主要考虑发展需求、自然条件、社会条件和环保的要求。

3、动态发展原则

海水资源的利用不但受水资源现状影响，而且要符合区域发展规划。因此不但要考虑近期的现实需求，同时要关注区域未来的发展，要近、远结合，形成科学可行的评价体系。

(二)指标体系建立

参照海水淡化相关国家标准与行业标准，根据指标体系构建原则，综合各方面的因素，经过专家研讨筛选，构建指标体系如图1。

图1 海水淡化适宜性评价指标体系

(三)指标权重确定

指标权重的计算综合采用德尔菲法(Delphi Method)和层次分析法(AHP)。其基本思想是：(1)在最终指标体系的基础上由专家评判同层两两指标间的相对重要性，对数据进行统计处理；(2)由统计数据构建判断矩阵，求解指标权重。

德尔菲法是专家预测法的一种，它本质上是一种反馈匿名函询法。德尔菲测定法的主要工作是征求专家对所要预测和评估问题的意见，然后进行整理、归纳和统计，再匿名反馈给各专家，再次征求意见，再集中，再反馈，直到得到稳定的意见。

层次分析法是一种较为理想的赋值途径。层次分析法，简称AHP，是美国匹兹堡大学运筹学家TL.Saayt于20世纪70年代中期提出的一种多层次权重分析决策方法，它按照人类决策过程的“分解一判断一综合”的思想特点，把多层次、多准则的复杂问题分解为各个组成因素，将这些因素按支配关系分组，形成有序的递阶层次结构，通过两两比较的方式来确定层次中各因素的相对重要性，再加以综合，来确定相对重要性顺序(权重)。由于该方法巧妙地把定量分析和定性分析结合起来，有高度的逻辑性、系统性、简洁型和实用性，因而被广泛采用。由于该方法是比较基本而常用的评价方法，具体算法本文不再赘述。

为了确定合理的权重，本研究按照AHP法的基本要求，设计了相应的调查表，并选择海水资源利用领域30名专家进行问卷调查，分别对各指标进行两两比较和打分，计算出指标体系的判断矩阵、最大特征值、指标权重，并进行一致性检验，计算结果如表1。

表1 海水淡化适宜性评价指标体系权重

二、海水淡化适宜性评价

(一)评价方法选择

通常可以采用的评价方法有综合评分法、模糊综合评判、灰色评价、熵权法、遗传算法等。本研究采用因素评分法对目标海区的适宜性进行实际测算。因素评分法是一种对具有多因素的决策方案进行综合评判的定性与定量相结合的方法。它通过把多个因素化为一个综合的单目标，据此评价、比较和选择决策方案。首先针对已选定的评价指标(因子)评出相应分数，然后根据权重计算适宜性系数，进而确定对应等级。经已有样本数据验证，本方法与实际情况契合程度较高，且具有很明显的区分度，能够将不同区域合理区分开来。

(二)数据处理

由于数据的种类比较复杂，既有明确的数量指标，又有相对模糊的定量指标，既有连续性指标，也有离散的类别指标，既有高优指标，还有低优指标。因此在实际评价之前需要对数据进行规范化处理：

1、在自然条件中，水文、水质满足相应条件的为1，不满足相应条件的为0。

2、地质条件按照对取水的影响，淤泥质、沙质和基岩质分别确定分0、0.5和1。

3、对于低优的连续型指标，即越低越好的指标，用隶属函数(最大值—指标值)/(最大值—最小值)，转换为0到1之间的数。

4、对于高优的连续型指标，即越高越好的指标，用隶属函数(指标值—最小值)/(最大值—最小值)，转换为0到1之间的数。

5、对于定性指标，如区域产业规划布局、与周边海洋功能区协调性、政策支持、居民区和旅游区规划、交通运输条件的数值由专家打分所得。

(三)计算结果分级

经与专家分析研讨，确定了分级结果。设发展需求适宜性系数为D，将其结果分为三级：Ⅰ级为非常迫切，Ⅱ级为比较迫切，Ⅲ级为不太迫切。自然条件适宜性系数为N，同样分三个等级：Ⅰ级为非常适宜，Ⅱ级为基本适宜，Ⅲ级为不太适宜。社会条件适宜性系数为S，I级为好，Ⅱ级为较好，Ⅲ级为一般。其取值范围如表2所示。

表2 计算结果分级

(四)适宜性评价

为了突出需求牵引和充分体现不同区域在自然条件和社会条件的差异，并根据这种差异确定适宜性，本研究采用序贯决策思路，按照需求、自然条件、社会条件的顺序依次筛选适合的区域，从而将不同区域归入相应的发展等级中，为制定合适的规划方案提供基础。

需求条件为Ⅲ的为三类。需求条件为Ⅰ、Ⅱ的，如果自然条件满足Ⅰ、Ⅱ，社会条件为Ⅰ的为一类，社会条件为Ⅱ的为二类，社会条件为Ⅲ的为三类。如果自然条件满足Ⅲ，则社会条件为Ⅰ的为二类，社会条件为Ⅱ、Ⅲ的为三类，如图2所示。

图2 海水淡化适宜性决策思路

三、实证

选取天津、大连、青岛、宁波、舟山等5个海水资源利用区进行实际测算。对有关数据进行数据处理和打分，根据权重计算得到发展需求系数、自然条件适应性系数和社会条件适应性系数，并按照序贯决策思路得到各区域发展海水淡化适宜性评价结果(见表3和表4)。

表3 测算结果

表4 评价结果

一类区域由于需求迫切，自然条件适宜度与社会条件成熟度都相对较好，因此是近期重点推广的区域；二类区域由于自然条件限制，或者社会条件的成熟度还相对欠缺，因此列为中期规划区域；而三类区域，由于需求紧迫程度不高，或者虽然需求相对紧迫，但在自然条件、社会条件方面的适宜度上都处于相对较低的水平，近期开展推广的难度比较大，因此列为远期规划的区域，在未来较长时间内可以尝试推广应用。

四、总结与展望

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国农业用水量、工业用水量和生活用水量都呈现逐年上升趋势，水资源分布不均，淡水资源短缺的现状日益凸显。海水资源的开发利用是缓解水资源紧张局面的有效途径，海水利用与海洋功能区适宜性评价是海水资源可持续利用的前提和保障，本研究以海水利用为例开展了适宜性评价研究，得到了一套科学、可行的评价方法，经实践检验能够用于海水资源利用区发展适宜性的评价工作，可为海洋经济可持续发展和海域使用综合管理提供保障和技术支持。根据海水利用方式类别，按照本研究评价思路，还可以对海水冷却、大生活用海水、海水脱硫(脱销)、海水化学资源利用等进行适宜性评价，从而建立一整套海水利用适宜性评价方法，为我国海洋功能区划工作向科学化、规范化、标准化迈进提供技术指导。

参考文献：

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