城市垃圾填埋场选址地质环境适宜性评价研究

发表时间:2021/9/7   来源:《城市建设》2021年9月上17期   作者:时彧
[导读] 合理的垃圾填埋场址配置,可获得经济、环境和社会效益的最佳组合效益。本文以深圳市龙岗区垃圾填埋选址适宜性评价为例,综合考虑自然地理因素、地质因素、水文地质因素、工程地质因素、社会经济与法规因素等六个因素,采用层次—网格分析法进行垃圾填埋场选址区划评价研究,选出组合配置效益高的首选场址。

广东省水文地质大队   时彧    广东广州 510000

摘要:合理的垃圾填埋场址配置,可获得经济、环境和社会效益的最佳组合效益。本文以深圳市龙岗区垃圾填埋选址适宜性评价为例,综合考虑自然地理因素、地质因素、水文地质因素、工程地质因素、社会经济与法规因素等六个因素,采用层次—网格分析法进行垃圾填埋场选址区划评价研究,选出组合配置效益高的首选场址。
关键词:垃圾填埋场;垃圾处理;评价方法;适宜性评价
中图分类号:P694             文献标识码:A          文章编号:
        城市垃圾不断增加和不当堆放,引起了世界范围内人类健康和环境问题,垃圾填埋场选址问题亟待解决[1]。2020年深圳全市生活垃圾总量达到20250t/d,2020年产生总量为739.13万t。生活垃圾增长量迅猛,目前的垃圾填埋场所和焚烧处理量难以满足增长需求,新建或扩建填埋场所迫在眉睫。
        1深圳市龙岗区区域地质环境概述
        坪地评价区处于丘陵残丘台地地貌,地势总体较平缓,区内丘间谷沟、地貌发育,残丘地貌发育,丘坡15~20°为主,相对高差大部在60~120m之间,残丘多呈半圆状或馒头状与条带状分布。评价区地层主要为石炭系测水组(C1c)的细砂岩、粉砂岩为主,地表岩石风化强烈,一般地表出露其全、强风化岩段,厚度较大。残坡积粉质粘土层不发育,厚度小,多在1.00~3.00m之间,谷地第四系冲积土层覆盖厚度2.00~6.00m,未揭露有大面积强含水砂土地层和淤泥类软弱土层。坪地评价区内分布有松子坑水库、濑湖水库、石桥坜水库、花古坪水库和沙背坜水库等多个地表水库体,部分水库兼备饮用水供水水源。地表水体的分布和水库功能不利于新建垃圾场选址。
        该评价区周边商住和工业生产活动强烈,密布住宅区和工业园区,人类工程建设活动和工业生产活动强烈,对所在地段的原始地形地貌改变强烈。新建垃圾场或扩容扩建场所会对周边或多或少会产生影响,制约了场所的正常运营,为不利因素。
        2城市垃圾填埋场选址适宜性评价影响因素分析
        垃圾填埋场选址适宜性评价中的影响因素,一般包括自然地理因素、地质因素、水文地质因素、工程地质因素、社会经济与法规因素等,见表1。
        表1  影响垃圾填埋场选址适宜性评价的地质环境因素及指标

       

       
        2 地质环境定量评价方法
        2.1层次分析法
        层次分析法(AHP)是美国运筹学家沙坦(T.L.Saty)于20世纪70年代提出的,本身即是一种定性与定量结合的多目标决策分析方法。其基本思路是:先根据当地的城市规划、交通运输条件、环境保护、地质环境条件等,拟定若干可选场地(段),在将这些场地(段)的适宜性影响因素与上述选择原则结合起来,构造一个如图1所示的层次分析图,再把各层次的各种因素进行一一的量化处理,得出每一层个因素的相对权重,直至计算出方案层各个方案的相对权重,根据这些权重进行评判。

       

        图1  地质环境调查评价层次结构模型图
        基本原理:设有n件物体A1、A2、A3,…,An,它们的质量分别为W1,W2,…,Wn。若W乘以A矩阵,则得到

       

        标度的确定:
        为了使各个因素之间进行的两两比较得到量化的判断矩阵,引入1~9的标度。心理学家研究指出:人们区分信息等级的极限能力为72,特制订表3。

       
        2.2评价评分的数学模型
        从理论上讲,制约因素层次可以无限细分,但对深圳规划垃圾填埋场规划垃圾填埋场选址地质环境适宜性调查评价来讲,最多是三层。有的是第一层,或是第二层,不足三层子因素的。其对上层因素的权重分别可用Ki00=1或Kij0=0来补足。
        对于最后层次子影响因素,其对上层的权重由理论权重(层次分析法计算而得)和实际权重KijLS(用实际资料、数据、结合评判标准求得)综合而得。
        若按百分制计,层次—网格分析综合评价的数学模型则为:

       
        利用层次分析法求得各因素权重和这个评价模型即可对优选建设区适宜性进行综合评价。
        2.3 适宜性评价等级划分与标准
        地质环境适宜性评价标准分两类,一是等级标准,二是各因素对场区适宜性影响的具体标准。表4为垃圾填埋场地质环境适宜评价等级划分。

       
 
        垃圾填埋场场地适宜性评价标准是由建设发展规划、经济发展情况(经济实力)、土地资源、环境保护要求、垃圾的成分和数量、地质环境条件等所决定的。下列即是适宜性评价的具体标准。
        2.3.1 地质环境条件(B1)。

       
       

       

        2.4适宜性评价构造判断矩阵及理论权重计算
        2.4.1构造判断矩阵
        根据深圳市城市的规划与发展、地理位置和位置、交通运输条件、地质环境条件、环境保护要求、场地建设条件等在地质环境适宜性评价中所占的相对权重,我们认为,环境保护条件比交通运输条件、建场条件、社会影响都重要,但地质环境条件更重要。依次重要性排序为:地质环境条件>环境保护条件>交通运输条件>建场条件>社会环境影响。根据这种排序,构造了下列目标层A与制约因素层B之间的A-B判断矩阵:

       

        其条件所占的权重依次为:0.417、0.2630、0.1600、0.0970、0.0615。
        用同样的方法可计算得到第二层子制约因素对第一层制约因素之间的相对权重。
        地质环境条件的子制约因素C1、C2、C3、C4、C5分别对应的相对权重为:0.2、0.2、0.2、0.2、0.2。
        环境保护条件的子制约因素中,我们认为依重要性排序为土地利用价值>与地表水距离>与周边村庄距离>常年风向影响,则其相对权重分别为:0.545、0.233、0.138、0.0837。
        交通运输条件的子制约因素C1、C2分别对其相对权重为:0.5、0.5。
        建场条件的子制约因素C1、C2分别对其相对权重为:0.5、0.5。
        社会影响条件的子制约因素C1、C2分别对其相对权重为:0.5、0.5。
        3优选目标建设区权值的确定与评价结果
        3.1优选目标建设区权值计算
        根据选址适宜性分区情况,在龙岗区坪地评价区划分出的适宜选址区内根据地质环境最优原则选择优选目标建设区PD-Ⅰ-1,优选目标建设区进行相关评价指标的权值确定,其地质环境条件权值详见表10,环境保护条件权值详见表11,交通运输条件权值详见表12,建场条件权值详见表13,社会影响条件权值详见表14,综合评价得分详见表15所示。

       

        
       

        3.2优选目标建设区适宜建设性评价结果
        应用层次分析法对优选目标建设区进行评价,评价总得分如表15,根据适宜性等级标准(表4)得出评价结果如表16所示,从表中可以得出龙岗区坪地评价区优选目标建设区(PD-Ⅰ-1)为较适宜建设区。

       
        4结论
        在相符性、适宜性评价与分区基础上,在两个适宜选址区范围内,采用地质环境条件最优原则圈划出共两个优选目标建设区;利用层次分析法,对优选目标建设区影响垃圾填埋场选址各因素进行分析,量化处理后进行权重赋值,建立广义目标函数层次分析综合评价数学模型,分别对各评价单元进行得分比较分析,从而对优选目标建设区进行适宜性建设评价,最后得出龙岗区坪地评价区优选目标建设区(PD-Ⅰ-1)为较适宜建设场地。从地质环境角度为深圳市各区垃圾填埋场选址建设提供了理论依据。
参考文献
[1]尹明泉,尹志轩,董杰等.威海市城市垃圾填埋场选址地质环境适宜性评价[J]. 山东国土资源, 2011,27(4).
[2]赵海龙,石川,贡璐等.干旱区内陆城市垃圾填埋场址适宜性评价——以乌鲁木齐市西山大浦沟垃圾埋场为例[J]. 伊利师范学院学报, 2006,9(3).
[3]沈珍瑶.城市垃圾填埋场选址的水文地质要求[J]. 环境卫生工程, 1995,(4):32.
[4]曹建军,曾光明.层次分析法在城市生活垃圾填埋场选址中的应用[J]. 环境科学与技术, 2002,25(4)36-38.

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