固体垃圾废弃物填埋场课程设计.docx

目录1.城市概况和自然条件31.1城市概况31.2自然条件31.2.1地质地貌31.2.2气象条件31.2.3水文条件42. 城区垃圾处理现状52.1城区环卫管理体制52.2垃圾的产生、清运及处理现状52.2.1生活垃圾产生状况52.2.2生活垃圾的构成52.2.3生活垃圾的清运和处理现状63.工程建设规模73.1未来的人口预测73.2垃圾产率73.3垃圾产生量预测84.填埋场的选址94.1填埋场场址选择原则94.2场址选择94.3所选场址区基本条件104.3.1.场址综合地质概况104.3.2场区地震效应114.3.3岩土工程分析评价115. 填埋区排水导排系统135.1 填埋区地下水导排系统135.2填埋场防洪系统135.2.1 永久截洪沟135.2.2临时截洪沟165.3场区排水175.4 垃圾坝176.1 填埋场库容及使用年限186.1.1 填埋场库容186.1.2填埋场使用年限186.1.3 工程规模186.2 填埋场结构选择196.3 库区平整挖填196.4 填埋工艺206.4.1 填埋单元206.4.2 填埋中间层216.4.3 填埋分区分层作业216.4.4 终期封场226.4.5 覆盖用土226.5 填埋作业道路227.小结231.城市概况和自然条件 1.1城市概况 洪湖市位于湖北省中南部、长江中游北岸、江汉平原东南端，隔长江与嘉鱼县、赤壁市及湖南省临湘县相望，西邻监利县，北滨东荆河与仙桃市、武汉市蔡甸区一水相隔。 洪湖市属于古云梦泽东部的长江泛滥区冲积平原，东、南、北三面为长江、东荆河围绕西面的洪湖与荆北水系相连，全市地势平坦较低洼。地面高程在海拔24米左右（黄海高程以下同）。境内为四湖水系的汇水之地，河渠纵横交错，密如蛛网，大小湖泊星罗棋布，形成了江南地区特有的地理特征。市域内主要河渠59条，长达650公里，千亩以上湖泊21个，湖泊面积486平方公里。洪湖市国土面积2554平方公里，其中水域面积860平方公里，耕地面积98.05万亩，全市东西长94公里，南北宽62公里，呈三角形，长江岸线长约135公里。洪湖市城区为全市政治、经济、文化中心，工业以化工、纺织服装、机械制造、工业为主，以医药生化、电子器件等为主的新型产业逐步兴起，以农副产品、水产品加工为主的特色产业迅速发展。将大力发展商贸、服务业、旅游等第三产业。 1.2自然条件 1.2.1地质地貌 1地质 ： 全市境内以第四纪冲积、湖积物组成的土体为主，其分布面积占全市总面积9%其余还有冲积、河积、湖积、沼泽型泻湖沉积等类型，以冲湖积为主。2地貌：本区域的地貌类型为冲积平原，地势自西北向东南呈缓倾斜，形成南北高、中间低的地势，广阔而平坦，其海拔大都在22-28.5m之间。螺山顶部最高为60.48m，境内平均坡度约为1。1.2.2气象条件洪湖市属亚热带过渡性季风气候区。四季特征明显，光照充足，雨量充沛，温和湿润。无霜期较长，具有严寒酷暑短的气候特征。全市历年平均风速2.7m/s，风向随季节交替而变换各月都有大风发生，以3-4月份为最多，一般夏季盛行南风和西南偏南风，春秋冬季盛行北风和东北风。全市平均每天日照系数在5.5hr左右，年日照率为45%，以6-8月份日照最高。年平均气温 16.60 极端最高气温 39.60 极端最低气温 13.20无霜多年平均 266.5天 多年平均降雨量 1320mm 多年平均降雨日 135.7天 多年平均暴雨日 38天（城中心最高达48天 ）历年最大降雨量 2204.8mm 一日最大降雨量 247.2mm（1996年7月16日）三日最大降雨量 428.6mm（1996年7月14-16日）历年主导风向为nne(北北东) 次主导风向ssw（南南西）春东季盛行nne夏秋季盛行ssw 1.2.3水文条件1地表水洪湖市境内河流密如蛛网，湖泊星罗棋布，河湖港汊交叉纵横。境内大小河流41条，河渠113条，总长1338.5公里，河网密度每平方公里达到1.89公里。地表水资源平均经流量为1.91亿立方米，大气平均降水量为28.67亿立方米，属降水的湿润带，其中27.1%形成地表径流，72.9%被蒸发和向地下渗透。因此境内蓄水能力达19.02亿立方米，其中湖泊15.56亿立方米，河渠2.52亿立方米，塘堰9.42亿立方米。内荆河（四湖）最高水位26.51m（1998年8月31日），最低水位枯（1998年2月11日），危险水位24.36m，设防水位23.96m，警戒水位24.16m，长江水位，最高水位34.33m（1998年8月20日），最低水位17.27m（1996年2月29日）。 2地下水境内诸水汇集，地下水与江河水质贯通互补，各含水层均能找到可资利用的地下水，特别是以松散岩类孔隙水，碎屑岩裂隙承压水，碳酸盐岩溶水为主要类型。 2. 城区垃圾处理现状 2.1城区环卫管理体制 洪湖市环境卫生管理局是洪湖市区的环境卫生工作的专业单位，归属于市城乡建设委员会是市政府下属的事业单位，负责对全市环境卫生工作进行统筹规划与管理，洪湖市区道路清扫、公厕建设与管理以及垃圾清运，与处理等工作。洪湖市市容环境卫生管理局现有职工378人，局机关下设城区清扫所、城区清运所，在行政业务上隶属于市容环卫局。2.2垃圾的产生、清运及处理现状 2.2.1生活垃圾产生状况 目前，市区年产生活垃圾约8.03万吨，日产垃圾220吨，垃圾清运率为70%，均采用人工加华川农用运输车和多功能垃圾运输车清运方式。其它市政府，市建委 ，市容环卫局 ，城区清扫所，城区清运所垃圾均由单位、个体自运或堆放在低洼地、城乡交界处。 2.2.2生活垃圾的构成 影响城市生活垃圾组成和特征的变化因素很多，例如人口结构、人民生活水平、居民生活习惯、燃料结构、气候条件、地理环境等等。根据城市生活垃圾采样和物理分析方法（cj/t3039-95）标准对该镇垃圾进行采样和分析知：洪湖城区生活垃圾物理成分 表2-1类别成分含量/%有机物动物11.40 植物8.95无机物 灰土40.10 砖瓦，橡胶10.24可回收物纸类2.10塑料，橡胶20.28 纺织物0.75 玻璃4.55 金属0.10 木竹1.37其他0.31 混合0.21 合计100洪湖市城区垃圾物理性质 表2-2类别 含水率 灰分 挥发分 容重(t/m）发热量（kj/kg）数值20-40%4-50% 10-15% 0.5-0.6小于3500洪湖市城区生活垃圾组成有如下特点：1. 无机成分含量高，占50.34%，有机成分低，仅占19.99%，可生化降解，堆肥成份少；2. 可燃成分低，垃圾热值较低，小于3500kj/kg；3. 可回收利用成分较高占29.15%；4. 垃圾中塑料、橡胶的含量达20.28%。洪湖市燃料结构现状以燃煤、燃气为主，垃圾中灰土含量很大，随着城镇化水平和居民生活水平的提高，燃料结构会逐渐发生变化，垃圾的组分也将发生变化，预测2023年垃圾中灰份的含量将降为30%左右，厨余的含量将增加至25-30%，纸和金属的含量将会达到5%，塑料和玻璃的含量不会有太大的变化。2.2.3生活垃圾的清运和处理现状 目前洪湖市生活垃圾的收集、运输和处理由市环境卫生管理处进行统一负责。生活垃圾收集采用垃圾站（点）为主要收集方式，企事业等单位垃圾自行运至垃圾填埋场，见图2-1。城区共有垃圾收集站40处，其中集装箱式垃圾收集站13处，垃圾池27处，垃圾收集点100个，均为垃圾箱长3.2m，宽1.8m，高1.2m，单个垃圾箱容积为6.912 m。居民生活垃圾垃圾收集点垃圾收集站垃圾填埋场单位生活垃圾图21 洪湖市市垃圾收运方式现状图 洪湖市城区现有垃圾填埋场一座，距离中心城区7.5公里，位于城区排水河西岸螺山镇新联村熊家窑，占地面积65亩，垃圾到填埋场后只进行简单的填埋，垃圾渗滤液没有进行收集处理，直接渗入地下水和周边渔塘造成周边渔塘翻塘，污染了垃圾场周边的土壤和地下水体，破坏了周边的生态环境，进而威胁到洪湖的生态环境。 3.工程建设规模 根据中国环境科学研究院对我国五百多个城市生活垃圾产量的统计分析我国中小城市人均垃圾产量一般在1.0-1.2kg/人d左右，垃圾密度一般为0.4-0.6t/m3。洪湖市环卫管理局统计数据表明，洪湖市城区2013年日产垃圾量共276吨，假设垃圾清运率为100%。人均垃圾产率约为1.2kg/capd。城市生活垃圾产量主要与城市性质、城市居民生活水平、消费习惯、城市气候特征、城市燃煤和燃气使用率等因素密切相关。参照国外城市垃圾产率的变化规律，考虑到垃圾分类收集和回收利用的逐步实施，我国的城市垃圾产率将随着人民生活水平的提高，在一定范围内呈缓慢下降的趋势。目前总人口数23万人（包括移动人口数），预计未来的年人口增长率5%左右。3.1未来的人口预测未来的人口预测采用下公式：式中 ：第n年的服务人口数，人；：初始服务人口数，人，本次设计中据永福镇当地的资料取23万人；p：人口自然增长率，p0.05;n：第n年。3.2垃圾产率根据当地的调查资料显示，该镇现在的人均垃圾产生率为1.2 kg/(dp)，结合该城市以生产农产品为主的特点，采用下公式预测该镇垃圾产生量在未来的变化趋势。式中 a：初始垃圾人均日产生率，kg/(dp)：第n年的垃圾人均日产率，kg/(dp)；：每年垃圾增长系数，kg/(dp)。由于设计该城市的生活垃圾将在未来的几年呈缓慢递减的趋势，其增长系数过小，可以忽略，即保持每年垃圾人均产量不变，1.2 kg/(dp)。3.3垃圾产生量预测垃圾产量预测公式：式中 ：第n年的日产垃圾量，t/d；：第n年的服务人口数，人；由以上三式得年的服务人口及垃圾产生量如表5-1所示：洪湖市城区逐年生活垃圾产量预测表 表3-1 年份服务年限年份环卫服务人口数(万人)人均日产量(kg/dcap) 日产量(吨/日) 年产量(万吨/年)清运率（%）年清运量(万吨/年)累计产量(万吨) 1201323.00 1.2276.00 10.07 100%10.07 10.07 2201424.15 1.2289.80 10.58 100%10.58 20.65 3201525.36 1.2304.29 11.11 100%11.11 32.31 4201626.63 1.2319.50 11.66 100%11.66 43.98 5201727.96 1.2335.48 12.25 100%12.25 56.22 6201829.35 1.2352.25 12.86 100%12.86 69.08 7201930.82 1.2369.87 13.50 100%13.50 82.58 8202032.36 1.2388.36 14.18 100%14.18 96.75 9202133.98 1.2407.78 14.88 100%14.88 111.64 10202235.68 1.2428.17 15.63 100%15.63 127.27 11202337.46 1.2449.57 16.41 100%16.41 143.67 考虑到洪湖市城区规划期内垃圾量的增长情况和垃圾处理场的使用年限，以人均垃圾日产率为依据推算的垃圾量逐年预测值合计的平均值356.5 t/d作为本工程的设计规模。规划年限2013-2023年内垃圾总量为143.67万吨。4.填埋场的选址4.1填埋场场址选择原则填埋场场址选择应遵循以下原则： 1符合城市总体规划 2少拆迁、少占良田 3有足够的库容以确保垃圾填埋所需要的使用年限 4运距合理有方便的交通和供水、供电条件 5填埋库区与人畜居栖点的距离不小于500m 6有良好的工程地质条件尽可能减少填埋库区工程投资和垃圾处理成本。填埋场不宜设在下列地区： 1地下水集中供水水源的补给区 2洪泛区 3淤泥区 4填埋区距居民居住区和人畜供水点500m以内的地区 5填埋区直接与河流和湖泊相距50m以内的地区6 活动的坍塌地带、地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区 7珍贵动物保护区和国家自然保护区 8公园、风景、游览区、文物古迹区、考古学、历史学、生物学研究考察区9军事要地、基地、军工基地和国家保密地区。 4.2场址选择 填埋场选址总原则是以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。在评价一个用于长期处置固体废物的填埋场场址的适宜性时，除要有足够大的填埋容积外，还必须考虑运输距离、场址限制条件、可用土地面积、出入场地道路、地形、地貌、土壤条件、气候条件、地表水水文、工程地质和水文地质条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用等诸多因素。 根据洪湖市城市总体规划修编，洪湖市为平原湖区，地形平坦，一般海拔在22-28.5m之间，平均坡度约为1。按垃圾填埋场选址技术规范，选择适合的垃圾填埋场场址有一定难度。通过在城区1：10000地形图上查找到了大兴、洪林、新联、河岭等场址，通过逐个现场踏勘和对有关资料进行分析后，确定新联村熊家窑为最佳选址。 新联熊家窑场址位于洪湖市城区东南方向的螺山镇新联村，洪沙公路北侧，距市中心约7.5公里，距洪沙公路2公里，距离城市边缘1.5公里，道路基础良好，电力条件充足，水源丰沛，北边150m左右为原有垃圾堆放场，场址周围500米范围内居民户仅1户，移民搬迁任务小，而且该场址，处于洪湖市主导风向的侧向，符合洪湖市城市总体规划要求。该场与洪湖市旧的垃圾填埋场相邻，征地总面积占332亩，其中填埋区占地约300亩，20万m2场地为南北走向该区域土壤为黄色粉质粘土。初步估算填埋场库容为150万m3，考虑到垃圾坝及覆盖土约占10-15%库容，本工程按10%考虑在整个服务年限内11年垃圾填埋和覆土实际需要总库容为316.076万m3。4.3所选场址区基本条件 4.3.1.场址综合地质概况1）自然地形、地貌概况 拟建场区原为农田，勘探施工时地面高程19.80-20.98m，地势平坦、开阔。场区位于长江以北，排水闸河以西，属古云梦泽东部的长江泛滥平原，地处长江一级阶地之上。 2）地质概况填埋场地地质条件较差岩性变化较大但不存在古河道、沟浜、募穴等不良地质现象。场区地层为第四纪全新世沉积的粘性土和砂类土及粉质粘土、粉土、粉砂互层组成地表为耕植土，其下为湖相淤积和长江冲积交互沉积形成的粘性土、粉砂及粉质粘土、粉土、粉砂互层。根据野外岩性记录，室内土工试验报告及ps曲线线型特征，将勘探深度内的地层共分为7层，自上而下为：a粉质粘土粉土粉砂互层：厚1.4-2.5m，平均厚1.92m，黄褐色，饱和粉质粘土呈软，可塑状态，含少量腐植物、螺壳碎屑，切面稍有光滑。粉土呈松散状态，摇振反应中等，干强度低，韧性低，粉砂呈松散状态。b粉质粘土：厚2.3-5.2m，平均厚3.36，顶板埋置深度1.4-2.5m。灰色，饱和，可硬塑，含少量螺壳碎屑，切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。c .粘土：厚1.2-6.0m，平均厚3.25m，顶板埋置深度4.5-5.3m。灰色，饱和，可硬塑，含少量螺壳碎屑、少量腐植物，韧性高，干强度高。d. 粉质粘土粉土粉砂互层：厚2.0-6.2m，平均厚4.94m，顶板埋置深度6.0-10.5m。灰色，饱和，粉质粘土呈软可塑状态，含少量腐植物。粉土呈松散状态，摇振反应中等，粉砂，灰色，松散。e .粘土：厚6.0-7.2m，平均厚6.33m，顶板埋置深度12.4-13.7m。灰色，饱和，可塑，含少量腐植物，切面稍有光滑，干强度高，韧性高。f .粉砂：厚7.95-11.5m，平均厚9.72m，顶板埋置深度12.5-13.0m。灰色，饱和，松散，砂类主要成分为石英、云母、长石，分选性差。g .粉质粘土粉土粉砂互层：钻孔揭露深度大于5.38m，顶板埋置深度18.5-24.0m。粉质粘土灰色，饱和，软，硬塑状态，韧性中等，干强度中等。粉土，灰色，饱和，松散，摇振反应中等，粉砂，灰色，饱和，松散，稍密，砂类主要成分为石英、云母、长石分选性差。 3）水文地质条件 地下水类型、含水层及隔水层 场区地下水类型为孔隙潜水，依据含水介质的含水，透水性可划分为：相对含水层和隔水层两大类。共分两个含水层组：a层属孔隙潜水含水层组，b、c、e层属相对隔水层组，d、f、g层属孔隙承压水含水层组，地下水含水量较丰富，略具承压性。地下水补、迳、排条件上部孔隙潜水主要接受大气降水和地表水补给，以蒸发为主要排泄方式，深部孔隙承压水，除垂直渗入补给外，还接受侧向补给，其补给、排泄与长江、排水闸河的水位涨落有一定影响。地下水动态 场区孔隙水动态变化受大气降水量影响明显，枯水期水位埋深为1.1-1.6m，丰水期水位埋置深度0.7-0.85m。根据长期监测资料，全年中一、二、三、十一和十二月为地下水枯水期，其余月份为洪水期，全年水位埋深变化为0.4-0.65m。勘察期间测得地下水稳定水位埋置深度为0.7-0.85m。4.3.2场区地震效应 1)场地土类型及场地类别根据建筑抗震设防分类标准（gb50223），拟建物抗震设防类别为丙类建筑。根据湖北省建筑地基基础技术规范（db42/242-2003），由岩土层标准贯入和静力触探平均值经查表计算得土层剪切波速vs=159.5m/s，结合场区岩土名称和性状，按建筑抗震设计规范（gb50011-2001），场地土类别为中软土。根据区域地质资料场地土覆盖层厚度小于50m，上部20m覆盖层等效剪切波速vse=163.5m/s，按建筑抗震设计规范（gb50011-2001）拟建场地类别为类。2)抗震地段 根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001）本地区设计基本地震加速度值为0.05g，抗震设防烈度为6度，设计地震分组分第一组，属可进行建设的一般场地。4.3.3岩土工程分析评价1）场地稳定性与适宜性评价场区地势平坦，开阔，周边不存在边坡或陡坎等影响工程稳定的不良因素，场地稳定性良好，适宜本项工程建设。2）环境适宜性评价 本地区四季风向以东北风和东南风偏多，场区地面开阔，离居民区较远，垃圾形成的空气污染不会对居民生活产生过大影响。拟建区东面虽然有鱼池及排水闸河水系，但排水闸河距场区有150m左右的距离，满足填埋场场址选择原则规定的填埋区直接与河流和湖泊相距大于50m的要求。3）地下水评价填埋场地环境类别属类，根据本工程特点，地下水腐蚀性评价应包括地下水对混凝土结构和地下水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀两部分。依据地下水分析成果报告，场区地下水为重碳酸型水，属中性水，ph=7.2-7.3，侵蚀性co2含量为0mg/l，地下水对砼结构无腐蚀性。cl-含量为25.3-17.1mg/l小于5000mg/l，地下水对砼结构中的钢筋无腐蚀性。4）地震效应作用根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001），场区抗震设防烈度为6度。设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g，场地土类型为中软土，场地类别为类。 5）场区工程地质评价场区大部分土层均属软弱土层，承载力低，压缩性高，地基均匀性差，且岩性变化较大。对于荷载较大的建筑物不宜按天然浅基础设计。即使地基强度能够满足上部荷载，但应以变形控制设计为主。综上所述，本拟建场地在综合地质条件方面能满足建设城市生活垃圾卫生填埋的要求。 5. 填埋区排水导排系统5.1 填埋区地下水导排系统 填埋场区的地下水水位埋深0.7-1.6米，地下水与地表水相互沟通互相补给。场内各土层的渗透性测试指标均小于110-4m/s，属弱透水层。地下水与地面水排泄方向为由东北排向南西。填埋场区需设置地下水导排系统，将地下水及已透过表面覆盖的地面径流导排至场区下游，最后进入排水河。由于地下水位较浅，受排水河水位的影响较大，应在场区外设置地下水位调节井，多余的地下水排入附近的截洪沟。5.2填埋场防洪系统 为了确保填埋场防洪安全，减少进入垃圾填埋库区内的水量和垃圾渗滤液的产量在工程措施上采取设置环库截洪沟和垃圾封场后设置表面排水沟的方式以组成库区防洪系统。5.2.1 永久截洪沟 沿填埋库区周边设置永久截洪沟，承担的库外总汇水面积约为0.24km2，此外填埋库区封场后库内雨水也由表面排水沟汇集后接入永久截洪沟内。库区内封场后的汇水面积为0.24km2。因此截洪沟承担的总汇水面积为0.48km2，根据城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准及本工程填埋场的规模，本工程为四类工程建设标准，永久截洪沟的设计流量按20年一遇洪水进行计算，按50年一遇洪水进行校核。为了确保垃圾填埋场的防洪安全，必须截取填埋库区四周山坡的地表径流，尤其是降雨时期产生的地表径流，减少进入填埋库区的水量和垃圾渗滤液的处理负荷，在工程措施上便采取设置截洪沟来进行防洪。1.洪峰流量的计算理论计算公式： （1） （2） （3）式中：q 暴雨强度，mm/h； 暴雨径流系数，本设计取0.9； 降雨历时，即汇水时间，本设计取10min，即0.167小时；f 汇水面积 km2；取0.120 km2n 暴雨衰减指数，本设计取0.60； 多年平均最大24小时雨量（mm），本设计取247.2mm； 设计频率p最大24小时雨量（mm）； 最大24小时雨量的变差系数，查给水排水设计手册 （第7册） 城市防洪“全国分区值”得，附表15，本设计的=0.41，查附表16知cs/cv=2.5。则cs为1.0； 皮尔逊型曲线的离均系数；查给水排水设计手册 （第7册） 城市防洪得，当设计频率p=2%时，=2.94；当p=5%时，=2.00。由于本填埋场汇水面积小，汇流时间短，属全面汇流，为了简化计算，上式计算中，汇流时间（）取10分钟，即0.167小时，汇水面积根据1：500地形图以及工程地质勘察报告计算，填埋场汇水面积为0.120 km2，经计算：当p=5%，即重现期为20年时，=2.00，则：；暴雨强度q为： ；洪峰流量为：2.暴雨强度公式计算由荆州市地区城市规划勘测设计院及同济学院采用解析法编制的荆州地区暴雨强度公式为：其中： q暴雨强度，（升/）； p重现期（年）； 降雨历时，本次设计取10min，即0.167h。当p=5%，即重现期为20年时，暴雨强度为：汇水量公式：其中：f汇水面积 km2，径流系数，此处取0.294填埋区：；可知：暴雨强度公式推导所得重现期为20年的洪峰流量值大于推理公式计算推导所得流量值值。故洪水总量以及管渠计算都按暴雨强度公式计算结果来求。3.截洪沟设计计算: 截洪沟沟底宽度应满足施工要求,因此沟底宽度要不小于0.4m,其过水断面为梯形。截洪沟的断面面积为： 式中:b截洪沟沟底宽度，m；h截洪沟内水深，m；m边坡系数，可通过查表得出，本设计取1.0。由于山地的土质一般为粘土或非粘土的土壤，查给水排水设计手册 （第7册） 城市防洪得，其容许的不冲刷流速都很小，大部分都小于1m/s，抗冲刷能力很差，所以必须进行防护处理。本设计采用的是混凝土护面进行防护，其抗冲刷能力很强。查给水排水设计手册 （第7册） 城市防洪得，混凝土护面的边坡系数为，混凝土护面（无抹灰的混凝土）的糙率为n=0.013。流速计算公式为： 其中： r水力半径，m；i沟底纵坡，其值不小于0.2%，本次设计可取2%；c流速系数，其值与水力半径r和护面的糙率n有关，。假定设计水深为h=1.5m, 取b= 1.0m。断面面积：湿周：水力半径：由r和n值得流速系数c=69.458;则沟内流速为：所以流量q为：由经验公式推导所得设计流量 校核流量：由5%为设计允许最大误差，所以假定的h值符合要求。即截洪沟的设计尺寸为：沟底宽度b=1.0m；设计水深h=1.05m；沟内流速为v=7.232m/s. 由于采用的是混凝土作为保护层的方法，因此其抗不冲刷的容许流速较大（一般在10m/s左右），所以完全不必担心产生冲刷；而一般粘性土壤的最小不淤流速都只在1m/s左右，所以混凝土护面的不淤流速要比粘性土壤小很多，基本不会存在淤积的情况。综上所述，本设计的沟内流速v=7.232m/s可以满足设计要求，同时，为了安全起见，设计水深应加上一安全高度h=0.2m，所以最终的设计结果如下：截洪沟过水断面为等腰梯形，并采用混凝土护面进行防护，沟底宽度b=1.0m；设计水深h=1.25m；沟内设计流速为v=7.232m/s。有关经流模数取值，取自给水排水设计手册第七册表4-63中的数据，当重现期为20年时，k=19。永久截洪沟设计断面尺寸为，bh=1.0m1.25m，截洪沟采用浆砌块石铺砌。 根据库区地形设置一座排水口，填埋场四周截洪沟最后汇集于一点排入附近排水闸河内。在丰水季节排水闸河水位较高，高于填埋场的水位，因此，建议把截洪沟收集的雨水引入到城市雨水收集管网中。5.2.2临时截洪沟填埋场运行初期，有大面积的待填埋单元，将这些汇水区上的未经污染的地表径流单独收集排放对降低渗滤液处理量意义重大。本工程在每个填埋单元设置一条临时排水沟，并与截洪沟连接。断面bh=1.5m0.8m，不作铺砌。当一个填埋单元封场后，填埋另外一个填埋单元，并把该单元内的临时排水沟改为渗滤液收集盲沟，同时隔断和永久截洪沟的连接，并铺设管道通往集水井。5.3场区排水场区排水系统主要排除管理区生活污水、洗车场排水及场区雨水。管理区生活污水和洗车废水经管道排入附近的集水井。场区雨水直接就近排入截洪沟至下游排放。已经封场的填埋区域，在垃圾堆体上设置表面排水沟。表面排水沟为浆砌块石铺砌bh=0.5m0.5m，并汇集于周围的截洪沟。 5.4 垃圾坝 本工程垃圾坝的作用不但是为了取得初始库容，阻拦垃圾外溢、稳固垃圾堆体、有序引排渗滤液，而且可兼作填埋作业道路。根据场区地形和填埋工艺要求，设置主垃圾坝和副垃圾坝。主垃圾坝分布在填埋场四周，总长1400m，坝的高度4.0m。考虑到用垃圾作为填埋场作业道路，坝顶宽设为6.0m，坝外侧坡度为1：2，采用浆砌石加草皮护坡，坝内侧坡度为1：1，垃圾坝坝体均采用粘土坝，最上面为5m宽泥结石路面和两边0.5m宽的土路肩。副垃圾坝的作用除可以分隔各单元，减少渗滤液量的产生，作为填埋场作业道路外，还有利于渗滤液导排及导排系统的布置施工。 6.填埋场的工程设计6.1 填埋场库容及使用年限 6.1.1 填埋场库容本填埋场属于平原型，需要把填埋区挖深填埋作业，并在农田四周建筑垃圾坝，用于填埋场行初期垃圾的填埋和确保整个填埋场垃圾填埋体的稳定。由于填埋场地形平坦，为取得可能大的库容，整个填埋场区应充分利用地形，往场地上方高空发展。自垃圾坝顶以上垃圾逐层堆积压实加高至填埋场高程。垃圾锥体外坡设计坡度为1：3，便于作业机械的运行和边坡维护检查。考虑到场区地质、地形、进场道路修建及一次性征地费用等方面的因素，本工程确定的填埋场近期工程最终封场标高为36.48m，根据上述参数和填埋场区域的地形图，计算出新联村熊家窑填埋场库区实际库容为150万m3。考虑到城市未来发展的需要，填埋库区留有一定发展空间，当近期工程填埋标高达到后，可重新征填埋区域。 一般情况下，垃圾卫生填埋，每日覆盖需要占用一部分库容，有效填埋库容约为总库容的0.9左右，即本填埋场的有效库容为135万m3。 6.1.2填埋场使用年限 垃圾经过填埋压实和自然降解，体积减少，密度增加。根据国内外调查资料，填埋垃圾的最终压实密度约为1.0t/m3。洪湖市城区规划年限内平均年垃圾产量为13.061万吨，从2013年1月起，新联村熊家窑填埋场垃圾开始进场填埋，至规划期末2023年12月，城市垃圾累计产量为143.67万吨，需要净库容143.67万m3的有效库容。由于本填埋场能提供124.1万m3的有效库容，所以新联村熊家窑填埋场的预计使用年限约为11年。随着城市经济的发展，人民生活水平的提高，环卫科技的进步，垃圾分类收集、减量化和资源化等措施的逐步实施，服务期内实际进入填埋场的垃圾量将小于计算值，因此，填埋场的实际使用时间将长于11年。 6.1.3 工程规模 2013年1月垃圾填埋场开始营运时，洪湖市城区生活垃圾日产量276t/d，2023年垃圾日产量449.57t/d，规划年限内垃圾总量为143.67万吨，平均垃圾日产量为356.5t/d。所以本工程的设计规模定为356.5t/d。6.2 填埋场结构选择填埋场结构形式一般可分为五种类型1简易填埋:无防渗、排水及导气系统，也不进行即日覆土，工程设施简单，填埋作业简单，填埋场渗滤液浓度高，对地下水污染严重，容易发生火灾及爆炸事故填埋废物的稳定化周期长，不利于封场后土地的早期利用。2简易卫生填埋：在简易厌氧填埋的基础上，增加即日覆土，对填埋场周围的环境卫生状况有所改善仍不能解决由渗滤液和释放气体引起的环境污染问题。 3改良型厌氧卫生填埋：在填埋场设置防渗、排水、导气系统，在填埋施工过程中实施即日覆土、中间覆土和最终覆土，卫生标准高，可以解决填埋场可能造成的对环境的二次污染。4准好氧卫生填埋:在改良型厌氧卫生填埋的基础上，扩大排水和导气空间，兼作通风通道，扩大填埋层的好氧区域，加速有机物有分解。有利于渗滤液水质的改善和填埋场的早期稳定化。5好氧卫生填埋：采用强制通风方式扩大填埋层的好氧区域,垃圾分解速度快,渗滤液水质改善效果明显,但填埋场构造复杂,动力消耗大,运行成本高,在实际填埋场中的应用案例较少。 随着对环境质量要求的提高,简易填埋和简易卫生填埋由于存在对环境二次污染的问题,已不再使用。国内外均以改良型厌氧卫生填埋作为标准填埋方式。在我国到目前为止,仍在大量使用简易厌氧填埋和厌氧卫生填埋,由于环境保护设施不健全,造成对环境的严重污染。为了避免和减少填埋处置对环境的影响,国家颁布了城市垃圾卫生填埋处置技术标准,如cj/t3037-1995、gb16889-1997和cjj17-2004等,其基本要求相当于改良型厌氧卫生填埋。国内新建的填埋场如杭州天子岭、深圳下坪、北京阿苏卫等均属于此类型。准好氧卫生填埋方式主要用于日本,我国包头也有类似形式。该方式的优点主要是有利于渗滤液水质的改善和实现填埋场地的早期稳定化。本填埋场工程推荐采用改良型厌氧卫生填埋结构设计。 6.3 库区平整挖填 填埋场建设初期,需对库区进行场地平整,其主要作用是:除库区表层耕植土,以去除有可能损伤防渗膜的杂物如树根、碎玻璃、石子等对库底进行平整以利于渗滤液的排除。库区平整的方案特别是库底平整标高设计是否合理对填埋场的工程投资及正常运行非常重要,本工程填埋场总体比较平坦,场区由南向北倾斜南北向原地形坡度约在0.002左右,库区平整主要考虑以下几个因素: 由于场区工程地质条件较差,地下水位埋深较浅,因此库区平整只考虑清除表层耕植土,表层耕植土的清除平均厚度按0.3m考虑 由于库底面积较大,在保证填埋场库容、纵横向坡降的条件下,尽量减少库底的开挖深度,这样可减少土方量,减小渗滤液收集系统和调节池的埋设深度同时又可使库底防渗层受地下水位顶托的影响较少,可节省工程投资,调节池的池深减少,可大大减小池体结构设计的难度和工程量,降低工程造价 库底南北向自然地形由南向北倾斜,坡度在0.002左右,远小于规范要求的不小于0.02的平整坡度,设计库底平整坡度按0.02控制,为减少库底的开挖深度,采用分区分级平整的方法,每根次盲沟东西向库底均按0.02的坡度坡向渗滤液主盲沟,每根主盲沟按0.007的坡度坡向集水井,采取分级平整的方法减少了库底挖填深度 在最大限度减少土方量的同时尽量使挖填土方量平衡。由于本次垃圾填埋场地势平坦，地下水位埋深较浅，填埋库区的挖土，方量非常有限，而附近具有较多的荒芜农田，因此，挖填平衡后所欠的土方量主要来自于附近农田的取土。6.4 填埋工艺 垃圾填埋采用“分区单元式”填埋方式。填埋场投入运行后，从垃圾坝处依次自下往上分单元、分层进行填埋直至设计高程。 6.4.1 填埋单元 填埋单元根据日产垃圾实际进入库量确定，每2-3天作业一单元，每个单元填成斜四棱体高度5.0m，其中压实垃圾厚度，下层2.3m，上层2.2m，单元覆盖层厚度0.2m，中间覆盖层厚度0.3m，底面长度和宽度视垃圾入库量不同而改变，其斜坡不大于1：3=高：底。6.4.2 填埋中间层 填埋中间层压实厚度0.3m，每个填埋中间层由二层填埋单元组成，高度5.0m，实际填埋垃圾压实厚度4.5m。6.4.3 填埋分区分层作业 由于本垃圾填埋场占地面积较大，渗滤液的产生量受降雨的影响也较大，因此，考虑将填埋场进行作业分区。其主要目的为： 渗设施按分区分次铺设，可避免远期填埋范围内的防渗膜长期裸露而被破坏。 按作业分区设置雨水截流设施，实现雨污分流，减少填埋初期渗滤液的产量。 利于作业交通组织。 作业分区的具体设计如下，考虑到地下水位埋深较浅，渗滤液导排系统布置困难，因此，本次工程将分三个填埋作业区a、b、c三个区，每个区通过挖填形成4个小单元。通过挖填后每个小单元形成的横向坡度为2，纵向坡度为7。每个填埋作业区面积为6.67万m2，使用年限约4.33年。每个填埋区之间用垃圾坝分开，垃圾填埋先使用填埋作业区中的一个单元当此单元填埋达到10m高时，对单元进行封场，封场坡度不小于5%，以利于降水的排除。一个填埋区封场后，另外一个单元接着填埋作业，填埋方式相同，直到整个填埋区都封场为止。当所有单元填埋完后，填埋库区西侧具有较大的空地，可考虑作为二期填埋场征地使用。 每个填埋单元区渗滤液通过次盲沟汇向库底的主盲沟，主盲沟的渗滤液再汇向库区外侧的集水井，然后通过潜水泵把渗滤液收集到主干管流向调节池，主干管设置两根，分别布置在