都市防洪堤加高工程對濱水建設用地的影響分析

陳建明,鄧舒月,朱桂娥,李 明,盛根明

(1.河海大學商學院,江蘇 南京 211100; 2.上海勘測設計研究院有限公司,上海 200434)

受全球氣候變化、海平面上升、地面沉降等自然環境因素的影響,國內許多城市水位出現了趨勢性抬高。為了滿足防洪需求,現階段常用建設外圍防洪工程或域內堤防工程以提升防洪體系的防洪標準。外圍防洪工程常常面臨設計難度大、投資需求大等問題,因而大多城市采用域內堤防工程并持續加高加固來實現防洪的目的。作為經濟發達與人口聚集區,上海、廣州等大都市的土地是一種價值極高的社會資源,位于都市核心區的濱水建設用地更是類型復雜,因此在城市用地緊張的情況下防洪堤不斷加高的需要與都市土地開發利用形成了一定的矛盾。在濱水區進行防洪堤加高設計時應結合當地的實際情況和社會影響進行分析。本文以Y市為例,通過分析都市防洪堤加高工程對于濱水建設用地的影響,探索適合社會經濟可持續發展的防洪路徑。

1 相關研究綜述

1.1 防洪堤加高工程

防洪堤加高是在堤防防御能力不足時采取的提升堤防抗洪能力的有效措施[1]。我國河流眾多、水系廣布,防洪形勢嚴峻,長江、黃河等各河段的堤防體系先后經歷過數次的加高加固[2-3],但防洪堤一味加高可能帶來一些不利影響,如加劇建設用地緊張的局面[4],占用高價值土地資源[5],產生噪聲和空氣、燈光污染等[6-7],影響人們的生活環境[5-6],對自然生境、植物及動物生長造成干擾[5,8]。由此,人們對防洪堤加高加固提出了新要求:李洪源等[9]最早提出堤防建設要以美化環境景觀為前提;李長安[10]提出未來堤防應注重生態保護和景觀修復功能;周宏等[11]則明確了城市防洪要與河道水系、道路交通、園林綠地、環境保護等相銜接;郝偉等[12]也提出堤防要兼具安全、生態、景觀和文化等多樣化功能;馬向明等[13]的萬里碧道思想更是對堤防生態文明建設提出了更高要求。

1.2 濱水建設用地管理

濱水區是指城市中與水體毗鄰的區域,從人類活動的角度考慮,主要指臨近河流、湖泊、海洋的2～3km范圍。20世紀八九十年代以來,隨著經濟的發展,人水互動頻繁,我國對濱水建設用地的管理研究也不斷深化。劉博敏[14]提出到2010年后我國城市呈現向濱水區域發展的趨勢,濱水建設用地的合理利用及管理可以幫助恢復與提升城市的發展活力,促進城鎮與地區的發展;寇思飛等[15]提出了土地集約利用對防洪工程與社會經濟發展的重要性;唐亞男等[16]概括了人對濱水土地的作用關系,認為濱水空間是人對于建設用地的多功能利用。

對于如何開發管理濱水建設用地,溫海珍等[17]評估并驗證了杭州西湖周邊住宅用地的價值受到自然環境、設施情況、鄰里環境及區位距離的影響;周超[18]則提出濱水土地的價值受到濱水區域環境因素的影響,將土地景觀豐富度、教育配套、交通狀況、距購物中心的距離、距地鐵站的距離等作為影響濱水土地價值的變量;金云峰等[19-22]則將自然生態、歷史人文、交通可達性、設施密度等濱水空間環境因素作為活力影響因素,為濱水建設用地價值提升指明了方向。

2 研究方法

2.1 都市防洪堤加高工程對濱水建設用地價值的影響

2.1.1國有建設用地價值影響因素

國有建設用地價值影響因素有一般因素、區域因素和個別因素[23-24]等。一般因素是指影響地價的普遍性因素,通常包含經濟、社會及行政等共性因素,對建設用地產生同等影響,因此極少對一般因素進行評估。區域因素與個別因素屬于特性因素,個別因素是指建設用地本身的因素,如宗地形狀、宗地面積、臨街狀況等;區域因素是指區域內的特性因素,隨著區域環境的變動而變化,決定著空間活力與土地的價值[18,22]。

2.1.2影響機制分析

綜合國有建設用地價值影響因素,都市防洪堤加高工程對建設用地的一般因素與個別因素造成的變動小,暫不考慮。結合阮婭等[5-8]的研究,防洪堤過度加高對濱水建設用地區域因素存在重大影響,因此僅考慮影響建設用地價值的區域因素。

根據北京市人民政府、廣州市規劃和自然資源局、上海市規劃和自然資源局公布的地價成果及修正體系,不考慮繁華程度這一區域因素,以交通條件、基本設施、環境狀況、城市規劃作為影響因素,都市防洪堤加高工程影響機制主要有:①通過阻礙或改變對外交通便利度、道路通達度,影響濱水建設用地的交通條件;②占用或損毀基礎設施與公用設施,影響濱水建設用地的基本設施;③通過損害環境質量、自然景觀與人文景觀,影響濱水建設用地的環境狀況;④通過改變城市規劃發展及潛力,對濱水建設用地的城市規劃產生影響;⑤通過影響交通條件、基本設施、環境狀況與城市規劃,影響濱水建設用地的價值。

2.2 評價指標體系

根據都市防洪堤加高工程對濱水建設用地價值的影響因素,構建都市防洪堤加高工程對濱水建設用地影響評價指標體系,包含4個一級指標以及8個二級指標。

a.交通條件:①道路通達度,包括通行時間及成本、交流機會等;②對外交通便利度,指對區域外部聯系的便捷度。

b.基本設施:①基礎設施,指日常生活所必需的水、電、氣、信等市政工程設施;②公用設施,指與文娛生活相關的公共服務設施,如公園、學校、文體館等。

c.環境狀況:①環境質量,包括大氣、土壤、水、植物等的環境質量;②自然景觀,指視野、空氣、風景等帶來的感官效果;③人文景觀,指城市的文化風貌與歷史內涵。

d.城市規劃:規劃發展潛力,指該區域規劃發展的方向和潛力。

若指標評價值為正數,則都市防洪堤加高工程對該指標呈有利影響,評價值越大,影響越有利;若指標評價為負數,則都市防洪堤加高工程對該指標呈不利影響,評價值越小,影響越不利。

2.3 評估模型

基于影響評價指標體系,構建都市防洪堤加高工程對濱水建設用地影響評估模型[25],分層次構建評價要素并確定指標權重,通過專家咨詢獲取對指標的評價值,以中心點三角白化權函數處理專家評分,去除信息冗余,運用模糊評價法得到各指標、各層次及整體的評價結果。

2.3.1確定評價要素

a.評價對象集:

b.評價因素集:

U={U1,U2,U3,U4}=

{U11,U12,U21,U22,U31,U32,U33,U41}

(1)

式中:U1、U2、U3、U4為4個一級指標;U11、U12、…、U41為8個二級指標。

c.評語集及評價等級。將都市防洪堤加高工程對濱水建設用地的影響分為5個等級:

V={V1,V2,V3,V4,V5}={優,較優,一般,較劣,劣}

(2)

2.3.2層次分析法計算指標權重

利用層次分析法,根據影響因素取值范圍判斷準則層和指標層中指標的相對重要性,得到各準則層和指標層要素的相對權重,構建組合權重矩陣W。

2.3.3德爾菲法專家評分

采用德爾菲法,向若干城市規劃與建設管理、水利建設、房地產管理等方面的專家進行調查函詢,按照濱水建設用地估價中影響系數的取值范圍及等級進行打分,評估都市防洪堤加高工程對濱水建設用地的影響值。將n位專家對m項指標的評分匯總,組成評價矩陣D:

(3)

2.3.4中心點三角白化權函數

利用中心點三角白化權函數可有效去除信息冗余,獲得聚類評價。利用灰色聚類以5個評價等級確定5個灰類,將第k個專家對于第i個指標的評價因素取值dki代入中心點三角白化權函數,求得權值fx(dki):

(4)

式中[λx-1,λx+1]為指標i的第x灰度。

根據灰色綜合權值rix,構建灰色評估權矩陣R:

(5)

式中:γix為指標i第x類評價的灰色統計數;γi為指標i的總灰色統計數。

2.3.5模糊綜合評價法評價影響水平

利用模糊綜合評價法刻畫各指標對目標的影響程度與關系。模糊綜合評價矩陣B為

B=WR=(ω1,ω2,…,ωm)·

(6)

歸一化后,利用評價等級矩陣,得到最終評價等級結果Z:

Z=B·V=(W·R)·V

(7)

3 實例分析

Y市是我國沿海國際化大都市,由于河湖海相連、地勢低平、季風氣候顯著且臺風頻發,Y市防洪風險與日俱增。為提升防洪標準,可選擇新建河口閘等外圍防洪工程或加高堤防工程,各工程方案投資效益及風險各有利弊。為了進一步提供方案比選依據,采用構建的評估模型,對Y市河流市區段濱河縱深2km內的1～4級城鎮建設用地進行影響評價。

3.1 評價值等級劃分

為了便于專家評分,以影響地價的系數作為評價值。在2020年Y市1～4級地價修正體系取值范圍內,將濱水建設用地影響因素評價值進行分級,各因素評價值與評價等級見表1,評價值為正,表示正向影響,評價值為負,表示負向影響。

表1 Y市防洪堤加高工程對濱水建設用地影響因素評價值分級

將評價結果分為5個等級,一級(優)V1取值范圍為[3,5],二級(較優)V2為[1,3),三級(一般)V3為[-1,1),四級(較劣)V4為[-3,-1),五級(劣)V5為[-5,-3),選取各等級中間值,確定綜合評價等級矩陣V=(4,2,0,-2,-4)。

3.2 指標權重的確定

相對重要性以2020年Y市1～4級濱水建設用地修正系數的取值范圍作為依據,取值上限越高或下限越低,則代表該指標影響水平越高,重要性越高。采用九標度法,重要性判別如下:兩項指標取值上限差值為0,重要性級別為1,即同等重要;兩項指標取值上限差值大于0并小于或等于0.5,重要性級別為2;兩項指標取值上限差值大于0.5并小于或等于1,重要性級別為3;以此類推,兩項指標取值上限差值大于3.5并小于或等于4,重要性級別為9。對于二級指標判別,一致性檢驗因子均為0;對于層次總排序,一致性檢驗因子為0.042,一致性比率為0.048,均通過一致性檢驗。

運用層次分析法,根據相對重要性判別,確定指標權重如表2所示。

表2 Y市防洪堤加高工程對濱水建設用地影響的評價指標權重

3.3 專家咨詢評分

邀請8位專家學者組建專家組,根據都市防洪堤加高工程對濱水建設用地建立影響評價指標體系,參照表1評估Y市防洪堤加高工程對濱水建設用地的影響,并對各項評價指標進行賦值,見表3。

表3 Y市防洪堤加高工程對濱水建設用地影響的專家調查評價值

3.4 灰色評估權矩陣

運用式(3)處理專家調查評價值,并根據式(4)(5)計算評價指標各類評價的γix與γi,得到rix,構建灰色評估權矩陣R:

3.5 模糊綜合評價及結果分析

3.5.1模糊綜合評價的計算

利用綜合評價等級矩陣V對都市防洪堤加高工程影響濱水建設用地的水平進行綜合評價,根據式(6)(7)得到評價結果。一、二級指標評價結果見表4,最終得到都市防洪堤加高工程對濱水建設用地的影響評價結果為-1.17,評價等級為較劣。

表4 Y市防洪堤加高工程對濱水建設用地影響綜合評價結果

3.5.2評價結果分析

根據綜合評價等級,優代表有利影響,較優代表較有利的影響,一般代表影響程度一般,較劣代表較不利的影響,劣代表不利影響。

a.從目標層分析,防洪堤加高工程對Y市濱水建設用地整體產生較為不利的影響。

b.從一級指標分析,防洪堤加高工程對城市規劃呈不利影響,對環境狀況呈較為不利的影響,對交通條件呈較為不利的影響,對基本設施呈一般影響。

c.從二級指標分析,存在不利影響的指標為自然景觀、規劃發展潛力。Y市防洪堤加高工程可能會改變河道與綠地的自然形態,持續加高堤頂也將遮蓋濱河視野,還可能占用社會及經濟資源,影響經濟、社會原有發展軌跡,不利于城市經濟發展目標的實現與城市規劃管理。

較為不利影響的指標主要有:①人文景觀,可能拉開人與水的親近距離,不利于空間范圍內已形成的河流人文景觀生態圈延續發展;②道路通達度、對外交通便利度,可能會改變濱水道路基礎、占用現有的交通路網;③環境質量,在施工過程中會產生一定的噪聲與空氣污染、水土流失。

一般影響的指標有基礎設施和公用設施。Y市防洪堤加高工程可能占用水電等基礎設施,但對大型公共設施移用或損毀的可能性很小。

4 結論與建議

4.1 結論

都市防洪堤加高工程可能對濱水建設用地產生較為不利的影響:對濱水區域的自然景觀、規劃發展潛力產生明顯的不利影響;對道路通達度、對外交通便利度、環境質量、人文景觀產生較為不利的影響;對基礎設施、公用設施呈一般的影響。

4.2 建議

a.優化防洪堤加高方案。優化防洪堤加高方案應有序協調與城市規劃、景觀美化、道路建設、設施配備的關系,開發防洪堤多樣化功能。首先,在城市規劃中,將防洪堤加高工程設計與城市建設規劃相融合,建立合理的投資估算與資金使用方案,引入PPP等市場化模式,吸收社會資本,協同各方利益帶動濱水經濟;根據城市用地性質和功能,確定其最優加高堤線長度及征用土地范圍,對公益性工程土地進行合理補償。其次,在堤防設計上可選用土筑堤壩,將污染小、易綠化的土石堤型應用于加培堤面,在現有堤防綠化手段的基礎上,考慮設置護岸結構物或修建人工生態駁岸等措施,合理結合自然岸線資源,建設親水文化平臺,構建人水互動空間。加高堤頂部分可使用混凝土澆灌,調整坡度,減小對外占地的影響。防洪堤后續開發與完善,應持續恢復河道生態,利用新型數字化通信手段進行環境管理與監督,完備河堤走廊、親水文化平臺等設施,開發利用部分堤外地塊,完善配套娛樂休閑設備及場地,以良好的生態與歷史人文為基底,融合地方旅游與河岸宜居濱水住宅,打造濱水區域居住、商業、旅游、休閑等全功能空間。

b.選擇替代性外圍工程。對替代性外圍工程做好可行性及效益評估工作,在可行的投資金額和工程量范圍內,選擇不利影響更小、效益更大的替代工程方案。以河口建閘為例,當遭遇千年一遇的風暴潮時,河口閘的關閉可以有效地控制水位,避免防洪堤薄弱環節的出險,從而成為替代防洪堤加高工程的有效選擇,且由于選址偏僻,占用土地成本較低,對城市發展環境的影響較小,工程建設后的自然環境恢復也相對容易。

c.確立完善的非工程措施。解決城市洪澇問題不能僅依靠工程手段,還要重視非工程措施的重要作用,削減盲目的工程建設對濱水地區發展的影響。要做好城市總體規劃、專項規劃、詳細規劃,從不同層面布局非工程防洪工作,以立法的形式明確相關單位的責任義務與協調機制,建立健全洪澇災害預警制度與應急體系,利用信息化技術手段,提升城市極端降雨的預報能力,針對突發性災害完善預警方案和應急方案,以減少洪澇災害應急響應時間,為政府、群眾及時避險留足空間。