（环境科学专业论文）城市生活垃圾填埋场选址适宜性区划分析——以青岛市为例.pdf

t h ea n a l y s i so fs u i t a b i l i t ya n dr e g i o n a l i z a t i o no fs i t e ss e l e c t i o n o fl a n d f i l lo fc i t yl i f ew a s t e 一ac a s es t u d yo nq i n g d a oc i t y a b s l 旺渔c r d e v e l o p m e n to fc i t yi st h es y m b o lo fp r o g r e s so fh u n i a nc i v i l i z a t i o n ，b u th u m a n b e i n gh a sa l s ob r o u g h ta b o u tas e r i e so fp r o b l e m st ot h ed e v e l o p m e n to fc i t yw h i l e c r e a t i n gc i v i l i z a t i o n t h ep r o b l e mo fw a s t eh a sb e c o m eab i gd i f f i c u l tp r o b l e mo fa l l t h ec o u n t r i e si nt h ew o r l d w i t ht h ef a c t t h a tt h ep e o p l e sc o n s u m p t i v es t a n d a r di s r i s i n g , t h eo u t p u to fl i f ew a s t e sb e c o m e sm o r ea n dm o r e n o w a d a y si th a sb e c o m e o n eb i gd i f f i c u l tp r o b l e mt h a ti n t e r n a t i o n a ls o c i e t yi sc o n f r o n t e dw i t h ；l a r g ea m o u n to f h o l d u po fr u b b i s hi st h r e a t e n i n gh u m a nb e i n gh e a l t hg r a d u a l l y n o wt h e r ea r em a i n l yf i v ew a y st od e a lw i t ht h em u n i c i p a lw a s t e ，s u c ha sl a n d f i l l ， i n c i n e r a t i o n ，p y r o g e n a t i o n ，c o m p o s ta n dj u m p i n gi n t ot h es e a b u tp r e s e n ta sa n e f f e c t i v em e a nt ot r e a tm u n i c i p a lw a s t e 1 a n d f i l li st h ep r i m a r ym e t h o da l lo v e rt h e w o r l d a r o u n dl a n d f i l ls i t e ，s o i l ，g r o u n d w a t e ra n da i rw i l lb es e ti nap o t e n t i a l l y d a n g e r o u ss t a t u s a nu n r e a s o n a b l es i t es e l e c t i o no fl a n d f i l lw i l lb ec a t a s t r o p h i ct o e n v i r o n m e n ti nt h ef u t u r e t h e r e f o r e ，s i t es e l e c t i o ni so fg r e a ti m p o r t a n c et ot h ew h o l e c o n s t r u c t i o no fl a n d f i l l m o s tf a c t o 娼i n f l u e n c et h es i t es e l e c t i o no fl a n d f i l l ，i n c l u d i n gl o c a le c o n o m y ， t r a f f i c ，g e o g r a p h i c a lc o n d i t i o n ，c l i m a t ec o n d i t i o n ，e n v i r o n m e n tg e o l o g yc o n d i t i o n ， h y d r o l o g yc o n d i t i o na n dh y d r o g e o l o g yp r o j e c tc o n d i t i o na n ds oo n ，s ot h ei s s u e so f t h es i t es e l e c t i o no fl a n d f i l li sav e r yc o m p l i c a t e dj o b 1 1 l ep a p e ra n a l y z e st h e i n f l u e n c ef a c t o 塔o fs i t es e l e c t i o nr o u n d l y b a s e do nt h ea v a i l a b i l i t yo fa h pi nm u l t i p l et a r g e t sd e c i s i o n ，t h ea u t h o ra p p l i e d i tt ot h es i t es e l e c t i o no fl a n d f i l l t h ea u t h o rt o o kq i n g d a oc i t ya sa no b j e c to f s t u d y ， a n dd i v i d e di ti n t o2 0 5e l e m e n t sg r i d d i n ga n de a c he l e m e n tg r i d d i n gi s4 k m 4 4 k m ， t h e nm a r k e de a c he l e m e n tg i r d i n ga p p l y i n ga h p m a k eu s eo ft h eg r i dm o d e li n s p a t i a la n a l y s i so fm a p g l st od r a wt h ei s e c l i n e s a tl a s t t h ea u t h o rd i v i d e dq i n g d a o c i t yi n t o “f i t t i n ga r e ao fd u m po fl a n d f i l l ，r e s t r i c t i n ga f e ao fd u m po fl a n d f i l la n d f o r b i d d i n ga r e ao fd u m po fl a n d f i l l ”a n db a s e do ni t ，t h ea u t h o re l e c t e dt e nb e s t l a n d f i l la r e ai nt h e s ea r e a s a n dt h i s p a p e rh a sp r o v i d e dar e f e r e n c ef o rt h es i t e s s e l e c t i o no f m u n i c i p a lw a s t el a n d f i l lo fq i n g d a oc i t yi nt h ef u t u r e k e y w o r d s ：l a n d f i ho fl i f ew a s t e ；s i t e ss e l e c t i o n ；a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ； g i s ：s u i t a b i l i t y 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中依法 引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于 他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。 本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。 论文作者签名： 日蜘7 年和，7 日 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校 享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表 或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为青岛大学。 本学位论文属于： 保密口，在 年解密后适用于本声明。 不保密叫 ( 请在以上方框内打“4 ”) 论文作者签 导师签啪 日科年疑f 7 b 日期： 弗年二月，孑日 ( 本声明的版权归青岛大学所有，未经许可，任何单位及任何个人不得擅自使用) 第一章绪论 1 1 课题的研究背景 第一章绪论 城市的发展是人类文明进步的象征，人类在创造文明的同时，也给城市的发展带 来了一系列问题。其中生活垃圾处理问题己成为困扰世界各国的一大难题。随着人们 消费水平的提高，生活垃圾的产量愈来愈多，垃圾的大量堆放已成为当今国际社会所 面临的一大难题，日益威胁着人类健康。全世界垃圾年平均增长速度高达8 4 5 ，年生 产总量约1 2 0 亿t 。我国垃圾的增长率达l o 以上，超过世界平均增长速度。我国已有2 0 0 多个城市出于垃圾的重重包围之中，国外也是如此，美国是一个垃圾产生大国，其排 放量居世界榜首，早在1 9 9 6 年其城市固体废物排放量就达到了2 1 亿t 。美国政府规定 的可以倾倒垃圾地的2 3 己达饱和，1 3 的地方只能维持几年，不少城市找不到垃圾堆 放点。时代杂志曾这样描述：“出了冰雪覆盖的阿拉斯加以外，美国已无处可找垃 圾堆放的地方。” 目前垃圾的处理方法主要有以下几种：填埋、焚烧、热解法、生物降解法、投海 ( 如在日本) 。但应用最多的还是填埋法( 见表1 1 ) 。其中，标准的卫生填埋法具有 成本相对低廉、处理能力大、适用范围广、无二次污染、环保效果显著和处置彻底等 优点，因此，得到世界各国的普遍采用。我国科委和建设部也将此法定为垃圾处理的 首选推广方法。 表1 1 各国垃圾处理方式所占比重对比表 国家填埋法( ) 焚烧( ) 堆肥( ) 英国7 9 41 9 61 美国7 51 05 澳大利亚 6 21 6 21 1 比利时 6 2 2 99 奥地利 5 9 8 1 6 2 2 4 德国4 5 55 0 54 荷兰 4 5 5 1 4 法国 4 0 3 82 2 在日本，仅东京每天就有5 0 0 0 辆满载垃圾的汽车来往于东京湾，东京湾畔竞堆成 了一座面积达2 2 3 公顷的新岛梦想岛，另一处达3 3 1 3 公顷的垃圾岛己露出水面。韩国 汉城，3 0 0 0 m 2 箕j - - e - 芝岛垃圾堆放场的垃圾已高出地面3 0 m 【3 l 。世晃上很多国家都面临这 青岛大学硕士学位论文 样的问题。随着垃圾的大量增多，产生了一系列的环境问题：大气污染、地面水污染、 地下水污染、土壤污染、区域生态环境的破坏。因此做好垃圾填埋场的选址工作对于 一个城市的发展起着越来越重要得地位。 1 2 国内外垃圾填埋场及选址发展动态 1 2 1 国外发展动态 有史以来关于垃圾填埋的最早记录是在在公元前3 0 0 0 1 0 0 0 年的古希腊米诺文时 期，克里特岛首府康诺所斯的居民把垃圾填入低凹的大坑中，并进行分层覆土。1 9 0 4 年在美国伊利诺伊斯州的香潘市建成了近代第一个城市生活垃圾填埋场，随后在美国 相继建成了多座城市垃圾填埋场。这是垃圾卫生填埋处理的前期阶段m ，他们对卫生填 埋技术等进行了相关探索，场址选择以交通方便为准则，却较少考虑环境保护。等到 2 0 世纪6 0 一7 0 年代，人们开始重视垃圾对环境的影响，主要表现在对场地的定性分析和 评价上，卫生填埋得到了很大的应用和广泛发展。2 0 世纪7 0 年代后期8 0 年代中期， 人们己经开始着重对单个污染组分与地下水或地层中矿物组分相互作用机理的研究。 2 0 世纪8 0 年代后期开始至今，卫生填埋技术得到了全面系统化研究，已发展成厌氧、 好氧、准好氧三种填埋方式。美国首先开展了一种改进式的厌氧填埋方式一生物反应 器型填埋技术的研究。目前日本一般废弃物的最终处置场普遍采用了准好氧填埋工艺。 计算机入工智能系统也被引入到垃圾卫生填埋领域来了。卫生填埋技术正向着生物反 应器和准好氧填埋方向发展。其中有代表性的人物有c h y n o w e t h 嘲。c a m p b e l l 嗍 m e i j e r ”1 和c h u g h ”1 等人。尽管垃圾卫生填埋新技术被不断选用，但对填埋场选址的要 求并未因此而弱化，相反，因渗滤液回灌等技术的实施，对场区的工程地质条件的要 求还有所增强。 德国于1 9 9 3 年2 月通过的城市垃圾最终处置规定，在场址选择、地质学的阻水层条 件、填埋后的表层覆盖系统等方面都有严格的要求。美国环保局颁布了固体废物处 置场规范。日本于1 9 7 0 年制定了关于废弃物的处理及清扫的法律( 简称废弃物处 理法) ，1 9 7 6 年部分修订后，1 9 7 7 年制定技术标准，1 9 7 9 年两次修订废弃物最终处置 场指南。由德国、法国、荷兰、意大利、瑞士和英联邦的环境工程、岩土工程专家 共同撰写的废弃物填埋场岩土工程工作委员会的建议( g l r ) ，在该书中介绍了废弃 物填埋场的设计和施工，反映了西欧诸国在这一领域中的最新经验和观点。 1 2 2 国内发展现状 位址的选择问题自古有之，从古老中国的看风水，到现今的每一个建筑与设施的 第一章绪论 施工都要涉及到地址的选择问题，其中有关商业网点分布、银行选址类的研究己经很 多。进一步发展及运用。由于应用目的不同，在涉及具体问题时的要求也不样。 翟云波等“1 最先把层次分析法用在城市生活垃圾填埋场选址中，王光华“提出了垃 圾填埋场选址中应注意的地质情况岩石、土质和水文地质条件的选定，构造地质与水文 条件的选定，并提出了解决问题的建议。甄文栋“”结合城市生活垃圾综合处理项目的特 点，阐述了选址评价在此类项目环境影响评价中的重要性，并对选址原则及选址的具体 要求进行了探讨。王红旗等“4 根据上海浦东新区的水文地质条件、水文地质结构模型 及对流弥散方程和相应的初始边界条件，以及上海市垃圾渗滤液的点源污染和不同污 染质成分概化为数学模型，运用模型对上海老港垃圾场地对其周围环境的影响进行了 模拟计算和分析，比较客观地评价和预测了该垃圾场地对环境的影响结果。刘长礼等“ 研究了浦东新区垃圾堆放的地质环境特征之后，运用综合指数法和层次分析法对区内 现有的3 0 个典型垃圾场的地质环境适宜性和综合适宜性分别作了评价，确定江镇和南 汇老港两个垃圾堆放场是适宜的。城市垃圾地质场址的选择涉及到经济、交通运输、 地质环境、环境保护等因素，是一项十分复杂的工作。支长礼等“”对浦东垃圾填埋场最 优地段的优选研究，提出了城市垃圾填埋场址选择的原则、原理、方法及其过程。 上个世纪九十年代中期，郝英臣等“”把g i s 用于固体有害废物安全填埋场选址，他 们探讨了g i s 在固体废物安全填埋场选址中的应用途径，在层次分析基础上建立的地埋 信息综合评判系统为填埋场选址奠定了基础。但是利用g i s 进行固体有害物安全填埋场 的选址，还应该对各种基础条件的进行深入研究，尤其要尽可能恰当的选择评价因素 及确定其分级指标和权重。 1 3 论文研究内容及思路 本论文首先将综合讨论城市生活垃圾填埋场选址的影响因素，然后对目前城市生 活垃圾填埋场选址的主要方法进行分析介绍。 其次结合山东省地质矿产勘查开发局公益性地质勘查项目“山东省海岸带城市建 设地质环境适宜性调查研究”项目中的子课题“山东省海岸带城市生活垃圾填埋场适 宜性区划研究”“。的要求，根据填埋场选址标准和原则，并对工作区内调查资料包括 气象资料、地形图、土地利用用规划图、交通图、水利规划图、地质图、水文地质图、 工程地质图、遥感解译图等进行全词分析，并结合误题掌握资料的全面性及可操作性， 分析影响青岛市生活垃圾填埋场选址的主要因素，建立青岛市生活垃圾填埋场选址适 宜性的评价指标体系。然后将评价指标因子与选址原则结合起来，建立层次分析结构 图。利用层次分析法把各选址限制因子进行量化，得出各因素的相对权重值。相对权 重导入m a _ p g i s 数据库。 最后按照青岛市区域特征建立网格化单元，然后利用m a p g i s 软件对掌握的青岛市 青岛人学硕十学位论文 水文、气象、土地利用、交通、地质等资料矢量化处理。根据选址的限制因子对格单 元进行评分，即限制因子的实际贡献权重。然后结合广义目标函数建立层次分析综合 评价数学模型对各评价单元进行比较分析得分，再根据生活垃圾填埋场选址适宜性评 判标准对工作区按照得分进行适宜性评价分区，据此划分出适宜区、较适宜区、不适 宜区。以次界定“可填埋区、限制填埋区、禁止填埋区”。用m a p g i s 空间分析中的d t m 分析g r d 模型绘制等值线图，按适宜性标准绘制适宜性区划图。并从中进一步确定出几 个垃圾场地的优选场址。具体技术框架如图1 1 所示。 城市生活垃圾填堋场选址适宜性分析 选址影响因素分析 洲洲 青岛市生活垃圾填埋场选址影响因素 城市生活垃圾填埋场选址适宜性方法 模 糊 数 学 法 层 次 分 析 法 色 法 青岛市生活垃圾填埋场选址分析方法 青岛市生活垃圾填埋场选址适宜性分析模型 青岛市生活垃圾填埋场选址适宜洼评价 图1 1 论文技术路线框架图 4 第二章城市生活垃圾填埋场选址影响因素分析 第二章城市生活垃圾填埋场选址影响因素分析 城市生活垃圾填埋场场址选择是一项综合性的工作，这一工作的好坏，不但直接 影响到垃圾填埋场的建设及建成后的经营管理，而且关系到垃圾填埋场的建设是否真 正能够实现垃圾处理减量化、资源化、无害化的总目标要求“”。 但目前，我国的城市垃圾填埋场只注重填埋场的设计而忽略了选址研究，选址的 要求仅是开阔地、离城市较近、能容纳足够的垃圾。尽管在设计中采取了防渗措施， 但一旦出现故障就可能造成渗滤液对周围环境的危害，直接受到危害的将是土壤环境 和地下水环境，最终将危害到人类健康。 本节结合有关垃圾场选址的法律、法规以及建设垃圾场的建设条件，综合分析影 响城市垃圾填埋场选址的影响因素。 2 1 城市垃圾填埋场选址的有关法规、标准 我国城市垃圾填埋场选址的主要技术法规、标准文件： 1 9 9 5 年1 0 月3 0 日全国人大通过并于1 9 9 6 年4 月1 日实施的中华人民共和国固 体废弃物污染环境防治法“8 1 ； 2 0 0 1 年建设部生活垃圾填埋污染控制标准( g b l 6 8 8 9 2 0 0 1 ) “”： 2 0 0 4 年建设部颁布了城市生活垃圾卫生填埋技术规范( c j 1 7 - 2 0 0 4 ) 例： 2 0 0 4 年建设部颁布城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准( 建标 2 0 0 1 1 1 0 1 号) m 1 等。 这些法规、标准对垃圾填埋场的选址提供了重要依据。 2 2 城市垃圾填埋场选址的影响因素分析 垃圾填埋场选址的总原则主要是考虑经济效益和环境效益，也就是从垃圾填埋场 建设到使用的过程中，以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，使单位垃圾的处理 费用最低，垃圾填埋场使用后资源化程度最高，达到最理想的经济效益；同时使卫生 填埋场在建设使用中和使用后对整个外都环境的影响最小，不能使场地周围的地表水、 地下水、大气、土壤等环境发生恶化，从而实现保护环境的目的。垃圾填埋场场址的 选择，涉及到当地经济、交通等的发展情况，地理地形条件、气候情况、环境地质条 件、地表水文条件及水文地质工程条件等众多影响因素，是一项十分复杂的工作，主 要应从工程学、环境学、经济学等方面来考虑，这些选址要求是相辅相成的2 】。 2 2 1 自然地理因素 5 青岛大学硕士学位论文 2 2 1 1 地形坡度 地形的坡度对场址的选择有很大影响嘲。坡度过大，首先给施工造成困难，土方 开挖量大，同时运输也不方便；其次，坡度大时地下潜水的水力梯度也就越大，地下 水的流速也会增大，有害物质在水中的运移速度和距离会随之增大，会加大对地下水 的污染。另外地形是地下水系统补给区、排泄区和径流区的决定因素，地形较高的地 段一般是地下水的补给区，同时也是分水岭。因此平坦地形、微斜地形和缓倾斜地形 都较有利，坡度以小于2 0 为佳。 2 ，2 1 2 地貌 从地貌形态上最好应位于平原地貌，因为这种地貌单元往往会有较厚的沉积层， 而厚沉积层中肯定会有一定厚度渗透性小的粘土或亚粘土层，是填埋场基础阻滞有害 物质泄漏的有利条件。 凡在地貌上呈现三面山岗环绕，其内有一“s ”或“y ”字型冲沟朝开敞方向伸展 的盆地，或数个小冲沟汇集而成的沟谷等地貌形态以其良好的封闭性，降低了污染源 对周围环境造成的污染；另外，这类盆地或沟谷底部平缓开阔，填埋空间充足，利于 延长填埋年限；最后，盆地、沟谷中的荒沟、荒坡利用价值较低，作为填埋场有利于 资源的合理利用，因此都是优选场址。 2 2 1 3 气候 影响垃圾场选址的气候因素主要有降雨量、降雨强度、蒸发量、风向和风速等嘲。 首先气候条件决定风的强度和风向，所选场地区域的风速影响场地的选择，当风 速超过4 5 m s 时就能携带物质的颗粒运移，使有害的气味、废物及飘尘影响邻近地段 环境，因此垃圾场应选在城市主导风向的下风向。青岛市常年主导风向为东南风，小 涧西垃圾场位于青岛市中心城区的西北方向，因此垃圾场对城区影响小。 另外，降雨量、降雨强度的增大可促进当地地表水系的发育，降雨量和降雨强度 过大不但会造成洪灾的发生，也会给填埋场的疏导造成困难，同时会增加垃圾场渗滤 液的量从而加强对地下水的污染。蒸发量的增大有助于缓解以上情况的发生。 2 2 1 4 地表水系 由于地表水系往往和地下水之问有着或多或少的水力联系，如果场区地表水受到 污染，由于地表水运动能力强，自身净化能力又弱，因此就会污染到远距离的地表水 和地下水。另外地表水系的发育也可能造成水土的流失，因此场地应尽量避开地表水 系。 2 2 1 5 植被 6 第二章城市生活垃圾填埋场选址影响因素分析 植被的种类对填埋场的选址影响很大，最好不要选在农作物或经济作物区，选在 利用价值低的荒地、盐碱地区为宜。青岛小涧西垃圾场区域土地为盐碱荒地，土地利 用价值低。 2 2 2 地质因素 2 2 2 1 第四纪沉积层的影响嘲1 1 、沉积层岩性的影响 资料表明，不同岩性的土渗透性不同，渗透性由弱到强依次为：粘土、亚粘土、 粉砂、细砂、中砂、粗砂、中砾、纯砾。一般含细小颗粒较多的土渗透性较弱，而颗 粒较粗的土渗透性较强。 2 、沉积层成因的影响 根据搬运和沉积的成因条件不同，沉积层可以分为：残积层、坡积层、洪积层、 冲积层、海相沉积层、湖相沉积层。 ( 1 ) 残积层 残积层主要分布在地表有岩石出露的地区，经受强烈的风化作用的山区丘陵地带 与剥蚀平原区，其组成物质为棱角状的碎石、角砾、砂砾和粘性土，残积层空隙多、 无层次、不均匀等，不宜作为垃圾场地。 ( 2 ) 坡积层 坡积层主要分布在山坡或山麓地带。坡积层搬运距离不远，颗粒由坡顶向坡脚逐 渐变细，表面的坡度越来越平缓。坡积层处于斜坡地形，厚薄不均、孔隙大、压缩性 高，工程地质条件较差，不宣选作垃圾场地。 ( 3 ) 洪积层 洪积层主要分布于山谷出口与山前倾斜平原的交汇地带。洪积层在谷口附近多为 块石、碎石、砾石和粗砂，离谷口较远的地方颗粒变细。洪积层常为不规则的交错层 理构造，往往有粘性土夹层、透镜体等产状。洪积层均匀性差，垃圾场选址应注意土 层尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。 ( 4 ) 冲积层 冲积层又可分为平原河谷冲积层、山间河谷冲积层、山间平原冲积洪积层、三角 洲沉积层和海相沉积层和湖相沉积层。 a 平原河谷冲积层 a 河床沉积层其上游的颗粒较粗，下游的颗粒细，有一定的磨圆度，土层级配 良好。 b 河漫滩沉积层常分为上下两层结构，下层为粗颗粒土，上层为泛滥成因的细 7 青岛大学硕士学位论文 粒土，局部往往夹有的有机质土、淤泥和泥炭。 c 河流阶地沉积层一般阶地位置越高，其形成的年代越早，通常土质越好，适 合为厂址。 d 古河道沉积层通常有较厚的淤泥、泥炭土，压缩性高、强度低，为不良厂址。 b 山区河谷冲积层这种冲积层多为漂石、卵石和圆砾，冲积层的厚度一般不超过 1 0 1 5 m 。山间盆地和宽谷中有河漫滩冲积层，主要为含泥的砾石，具有透镜体和倾斜 层理构造。此类冲积层工程性质和水文地质性质较差，一般不选为场址。 c 山问平原冲积洪积层这种沉积层有分带性，近山一带由冲积和部分洪积的粗 粒物质组成，向平原低地逐渐变为砂土和秸性土，这一地带对于填埋场选址较为可取。 d 三角洲沉积层河流搬运的大量物质在河口沉积而成三角洲沉积层，厚度达数 百米以上。海平面以上部分为砂或粘性土，海平面以下部分与海、湖相堆积物混合组 成。此种沉积层含水量高、承载力低，工程地质条件较差。 e 海相沉积层 a 滨海沉积层海水的高潮和低潮之间的地区失滨海地区，沉积物主要为卵石、圆 砾和砂土，有的地区存在粘性土夹层，对填埋场而言其工程地质条件较差。 b 大陆架浅海沉积层沉积物主要为细砂、粘性土、淤泥和生物化学沉积物。此种 沉积物具层理构造，密度小、压缩性高、工程地质条件差。 c 陆坡和深海沉积物沉积物主要为有机质软泥，工程地质条件极差。 f 湖相沉积层 a 湖相沉积层湖相沉积层包括粗颗粒的湖边沉积物和细颗粒的湖心沉积物。主要 为粘土和淤泥，夹粉细砂层，强度低、压缩性高，工程地质条件较差。 b 沼泽沉积物沼泽沉积物即沼泽土，主要为半腐烂的植物残余物积累形成的泥炭 组成。不宜作为永久建筑物的地基。 2 2 2 2 基岩的影响 1 、基岩的岩性特征1 基岩按其成因可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩。 沉积岩的颗粒大小和结构对它的渗透性有很大的影响，一般沉积颗粒细小的岩石 ( 如页岩、泥岩等) 的渗透性较小。对于场地的选择较有利。沉积岩的渗透性和强度 还与沉积岩的胶结程度有关，胶结程度越好，渗透性越小，强度越高，对场地选择越 有利。一般风化不严重的沉积岩，其强度可满足建造填埋场的要求。有证据表明，岩 浆岩的颗粒大小和石英的含量可以影响岩浆岩的强度，但处于未风化状态的岩浆岩基 本上是可靠的工程材料。另外，处于未风化状态的岩浆岩的渗透性也很小，完全适合 填埋场建设的要求。变质岩地区的构造复杂，对于选址的意义不大，故应尽量避免在 s 第二章城市生活垃圾填埋场选址影响因素分析 变质岩地区选择场地。 。 2 ，基岩的风化程度 岩石的风化程度和风化类型对填埋场选址的影响很大，易发生化学风化的基岩地 区如岩溶区，是不适合选为厂址的。岩石的物理风化使岩石产生裂隙，不仅降低了基 岩的强度，而且也增大了岩石的透水性，风化程度越强对选址越不利，所以填埋场选 在未风化或风化微弱的基岩地区较好。 3 、岩石裂隙的发育状况 岩石裂隙的产生原因很多，有的是由于风化作用产生的，有的是由于内应力作用 产生的。岩石裂隙的存在不仅大大释低了岩石的强度，同时也使岩石的透水性能加强。 裂隙的评价指标分为裂隙的大小、裂隙的发育率和裂隙的方向性。 裂隙越大，由于它延伸的远，宽度大，所以岩石的透水性就越强，强度越低。裂 隙的发育率越高，岩石的透水性就越强，强度越低。如果裂隙发育的方向单一，则裂 隙间的连通性较差，渗透性也就较小。如果裂隙间彼此交错发育，则裂隙间的连通性 好，岩石的渗透性就强，对场地的选择不利。 2 2 2 3 、地质构造因素嘲 l 、构造单元 场址要选在构造稳定的地带，大地的构造单元主要分成地台和地槽。地槽区沉积 地层的厚度很大，沉降的幅度很大，褶皱极为强烈，有时兼有火山活动，是地壳具强 烈活动的狭长条状地带，主要位于大陆的边缘；地台沉积地层的厚度较小，除了基岩 以外，岩层很少显示褶皱或褶皱较轻微，是地壳上的相对稳定的地区，显然地台区优 于地槽区，适合为场址。 2 、断裂的发育状况 断裂的存在对场区的条件影响很大。场地严禁选在活动断层、地震断层附近，也 严禁选在断层的复合部位。导水性断层的存在可以使不同的含水层相互连通，如果某 一层水受到污染，就可以通过导水断层扩散到另一含水层，使污染的范围扩大。断层 的发育，使断层周围地层中的构造裂隙增多，不但降低了岩石的强度，同时还增强了 岩层的导水性。在岩浆岩活动区、断裂带和断裂交汇带往往成为火山喷发或岩浆侵入 的通道，对于场地极为不利。总之，断层的发育对场地的选择有不利影响。 3 、褶皱的发育状况 褶皱带的地应力分布复杂，由于内动力地质作用和岩层的强烈变形在地层中产生 了很多裂隙小构造，岩层的强度和透水性能都不适合填埋场的要求，所以褶皱的存在 对于填埋场的选址是不利的。 在大型褶皱的不同部位，岩层的条件也往往不同。在褶皱的轴部，由于变形挤压 9 青岛大学硕士学位论文 强烈，这一部位的裂隙构造发育得很好，从而使强度降低，透水性增强，对场地形成 不良影响。而在褶皱的翼部，由于变形不太强烈，所以条件比轴部好，因此场址不宜 选在褶皱轴部。 场区内的小褶皱的发育状况对场地条件的影响也很大。由于翼间夹角很小的褶皱 变形强烈，所以这样的褶皱地区的裂隙较翼间夹角大的褶皱地区发育，对场地形成了 不良影响。 4 、地质力学特征 a 从构造体系的不同都位分析不同构造部位地质应力作用的强烈程度不同。山字 型构造的前弧、反射弧的转变地段和脊柱内侧地段应力作用强烈，变形剧烈，不能作 为场址；棋盘格式构造的两组扭裂面密集成带的地段，应力集中、变形强烈，不能作 为场址。 b 从联合复合的类型分析在归并、交接、包容、重叠的几种复合构造形式中，归 并、交接以及不同构造线、带的交接、交叉点等处，应力集中，受力方向复杂，变形 强烈，这些部位在选址时不宜考虑。 5 、地震 地震对填埋场的影响极大，填埋场一般不选在地震活动带上。当地震烈度达到6 度时疏松的土质就可能出现小裂缝。当地震烈度达到7 度时，就可能出现低裂缝。所 以当地震烈度接近6 度时，就要对场地的抗震性做出评价。原则上场址不能选在历史 上最大地震烈度超过6 度的地方。如根据山东省地震工程研究院关于垃圾处理场地震 安全性评价工作报告综合分析，青岛市小涧西生活垃圾填埋场不存在6 级以上地震的 构造条件”1 。 2 2 3 水文地质因素 2 2 3 1 含水层的特征对填埋场的影响 1 、含水层的渗透性 对于填埋场的选址，含水层的渗透性是一个重要的因素，它的大小直接影响到填 埋场的场址条件。 渗透性强的岩层不适合选为场址。首先，岩层的渗透性强，其渗水能力就强。在 同一水力梯度的影响下，渗透性强的含水层中的地下水流速快，故污染物质在含水层 中的传播速度也快，使污染物在水中传播类型由静水时的扩展传播，转变为流动状态 下的渗透弥散迁移，大大加强了污染物质的传播速度和传播距离。另外由于污染物质 的运移速度快，而渗透性强的岩层净化吸附能力又较弱，所以，污染物质来不及被吸 附和净化就传播到更远的地方。地下水中污染物质的含量降低得很慢，这样就产生了 1 0 第二章城市生活垃圾填埋场选址影响因素分析 不良的连锁反应，使污染物质的扩散效果增强，形成了地下水大面积的污染，给环境 保护工程带来了不良的影响。尤其是此类含水层的地下水流向下游地段时，严禁在其 下游地段有重点保护的地下含水层和地表水体存在，因为在地下水流速的影响下，污 染物质沿流向扩散的速度大、距离远，很容易影响到下游的地下水和地表水。根据国 外的有关资料表明，重点保护的地下水含水层和地表水体到填埋场的距离至少应大于 l k a t 。 2 、含水层的厚度 场址所在地含水层厚度对填埋场地的影响很大。场地所在地段含水层越薄，那么 在地下水同一流速的情况下，流经场区的地下水的径流量就越小，污染物质扩散的效 果就差，有利于场地的选择。同时，即使是渗透性很强的含水层，如果它的厚度很小， 那么采用人工治理的方法也很容易，所需的投资也很少。相反，如果含水层的厚度很 大，那么在同一水力梯度和流速的情况下，流经场区的径流量增大，污染物质的传播 范围扩大，而且治理设施的投资很大。所以含水层厚度小，有利于选址。 3 、含水层的水平分布面积 填埋场所能影响到的含水层的分布范围限制了有害物质的扩散范围，即使在渗透 性很强的含水层中，如果含水层的分布范围很小，基本处于封闭状态，那么污染物质 污染范围也只能限制在含水层的分布范围之内，所以这样的场地是一个条件较好的场 地。 4 、含水层的倾角 潜水含水层倾角越大，地下水力坡度也就越大，在含水层渗透性相同时，当流速 较大时，污染物质的传播速度就会增大，传播范围也会扩大，对填埋场形成不良的影 响。 5 、含水层问的水力联系 所选场地的含水层，最好是分布范围很小并且与其他含水层无水力联系的含水 层。这样的含水层的分布范围就是填埋场渗漏水的最大污染范围。但自然界中含水层 的情况是复杂的，水力联系是密切的。含水层可通过含水断层、陷落柱、溶蚀空洞等 通道和其他含水层连通，或是对其他含水层形成越流补给，可能使有害物质的最大污 染范围扩大。如果该含水层和其他含水层的连通通道距填埋场很远，在有害物质的污 染范围之外，则可免于考虑。但如果在有害物质的污染范围之内，将带来极不良的影 响。 根据以上的分析建议，在填埋场的选址时，要对场地的含水层结构发育状况进行 详细的调查。必要时，对场地所在地点的含水层和邻近的含水层进行抽水试验，以确 定它们之间有无水力联系以及联系密切程度。 6 、含水层与地表水的水力联系 青岛大学硕士学位论文 填埋场所在地的含水层和地表水系的联系对填埋场条件的影响是不可忽视的。如 果填埋场和地表水系被隔水层隔断水力联系，即使场地离地表水体很近，也不会对地 表水体形成污染。如果填埋场和地表水体之间无隔水层，地表水体和地下水的相互补 给关系就可能促使填埋场对地表水体形成污染。 如果地表水体离填埋场较近，但是地下水一年四季总是接受地表水的补给，有害 物质逆着水流方向运移，运移的距离也较小，则不会对地表水体形成污染。反之，如 果地表水体离填埋场很近，且地表水体有时接受地下水的补给，污染源就会沿着地下 水的流向方向扩散，在一定范围内可能对地表水体形成污染。 2 2 3 2 地下水特性对填埋场的影响 1 、地下水位 填埋场所在含水层中的地下水位对填埋场的条件影响极大。如果场地所在含水层 的地下水位埋深很大，则填埋场到地下水的距离就较远。从填埋场渗漏的含有溶出的 污染物质的水在到达地下水之前已经过了很大程度的净化，在含水层的净化能力的作 用下，污染物质的含量已经减少，它对地下水的污染就比较轻微，范围也较小。相反， 如果地下水的水位较高，从填埋场渗漏的含有污染物质的水未经充分净化就与地下水 混合，渗漏水中污染物质的含量还相当大，地下水的污染就严重，污染的范围也会扩 大。根据经验值，地下水的水位应位于填埋场基底以下至少2 m 处”“。 2 、地下水的赋存类型 地下水的埋藏类型可分为上层滞水、潜水和承压水。 上层滞水一般是季节性存在，并且在区域地下水的水位之上，不能形成流动系统。 所以，这种类型的水对污染物的运移能力差，对场地有利。 潜水直接与地表水体以及大气降水发生水力联系，所以受外界的影响很大，水位 也就不稳定，容易受降雨量和蒸发量等外界的影响。潜水的动态特征很不稳定，水位 的变化大，对场地不利。但是，潜水的水力坡度往往受地形的限制，在地形坡度平缓 地带，潜水的水力坡度一般很小，地下水的流速缓慢，这一点是对场地有利的。 承压水的情况较复杂，但承压水的水位较稳定，不易受外界的影响。在不揭穿承 压含水层时，对它的顶板留足够的厚度以抵抗水头压力，承压含水层对于填埋场的不 良影响就不是很显著。 3 、地下水的补、径、排条件 地下水的补给区、径流区和排泄区的场地条件各不相同，对场地的条件影响很大。 地下水的补给区显然不适合作场址，因为地下水是从补给区流向径流区和排泄区 的。污染物质总是沿着地下水流向的方向发展，所以，场址不能选在补给区，如果选 在补给区会使径流区和排泄区的地下水受到污染，不利于地下水的保护。 第二章城市生活垃圾填埋场选址影响因素分析 如果场址选在径流区，填埋场对地下水的污染将随着径流强度的不同而不同。若 场址选在强径流区，地下水的流速和流量很大，污染物质污染的范围就越大；如果场 址选在弱径流区，地下水的流量和流速就越小，污染物质的污染范围就越小，对场地 的选择有利。 场址选在地下水的排泄区，填埋场对地下水污染比选在补给区和径流区要小。值 得注意的是，通过地下水排向地表水体时，就必须与地表水体保持一定的距离，以免 填埋场对地表水体形成污染。同时，这个含水层的排泄区不能是另一个重点保护含水 层补给源，否则就会对另外一个含水层系统形成污染。所以场址最好选在地下水蒸发 排泄区，不会对地下水和地表水形成污染。 场址所在地的地下水的补给量、径流量和排泄量对场地条件的影响也很严重，如 果地下水的补给量极小，那么即使是地下水的补给区也可以选为场址。反之，如果地 下水的补给量极大，必然导致径流量的增大，对于这种场地，即使是在径流区或排泄 区选址也应慎重考虑。 4 、地下水动力类型及特征 ，- a 地下水动力类型地下水动力类型可分为层流运动、紊流运动和混合运动。地 下水的动力类型受水介质的影响，同时也受地下水流速影响。地下水的流速较小，一 般属于层流运动。随着流速的增大，地下水逐渐成紊流和混合流运动。地下水的动力 类型决定着污染物质在水中迁移的速度、类型和距离。 地下水为层流运动时，相对后两种动力类型，污染物质的迁移速度较小，距离较 近。在素流运动中，污染物质的迁移以渗流弥散为主，比层流迁移的速度加快，距离 远。在混合流运动中，污染物质的迁移速度是最快的，距离也最远，对场地最不利。 b 地下水流速地下水的流速对于填埋场的场地影响极大，它不仅决定了污染物 质迁移的方式和速度，同时也决定了其迁移的距离。 在地下水流速为零情况下，污染物质的迁移速度慢、范围小。随着地下水流速的 增大，污染物质的迁移速度和污染范围也逐渐增大。由于流速大的地下水中污染物的 迁移速度快，流经区域受污染的地下水来不及净化就渗流到远处，这样就使地下水受 到污染的范围变大，对于场地造成不良的影响，严重污染了地下水。 c 地下水流向地下水的流向主要控制了地下水的污染方向。一般情况下，污染 物质很难扩散到地下水流向的反方向。而在沿地下水流向的方向，污染物质的迁移速 度加快，距离越远。所以在选址过程中，在地下水的流向方向上，较近的地段内不能 存在与该含水层有水力联系的受保护的地下水和地表水。据有关经验资料，这一距离 应至少在3 k m 以上。 d 水力坡度水力坡度不直接影响场地条件，而是通过影响地下水的流速来影响 场地的条件，水力坡度越大对场地越不利。 青岛大学硕士学位论文 5 、地下水的动态特征 地下水的动态可分为三种类型。一种是地下水的水位呈上升趋势，另一种是地下 水的水位虽有变化但大体上保持不变，最后一种是地下水的水位呈下降趋势。根据前 面有关地下水水位对场地条件的影响的讨论可知：第一种地下水的水位上升对场地不 利：第二种只要地下水的最高水位在填埋场的基底以下至少2 m ，那么就可作为可选场 地；第三种是地下水的水位下降，对于场地的选择极为有利。 6 、地下水的流动系统状况 地下水的流动可以对污染物质的污染范围起到控制作用，污染物质的污染范围不 可能大于地下水的流动系统，所以场址所在地的地下水的流动系统最好是分布范围很 小的孤立系统，这样就能缩小并控制污染范围。如果场地所在地的地下水系统和其他 的地下水系统有水力联系，那么就不能对污染范围起到限制作用，甚至使污染范围扩 大化，对场址造成不良的影响，对环境的保护极为不利。 2 2 4 环境保护因素m 1 垃圾填埋场建设的最大宗旨就是避免环境受到污染，保证人类的身体健康。因此， 垃圾填埋场对周围环境的影响是垃圾场选址的重要影响因素之一。垃圾填埋场应在城 市工农业发展规划区、风景规划区、自然保护区、水源保护区、机场之外，尽量设在 地下水流方向的下游地区，并位于城市夏季主导风向的下风向。垃圾填埋场应远离小 型人居栖息点1 0 0 0 m 以外。例如小涧垃圾场办公区位于小涧垃圾场东约1 5 k m 处。 2 2 5 经济因素 2 2 5 1 垃圾运输费用 据有关资料表明，垃圾填埋场处理费用当中6 0 9 0 为垃圾清运费。所以垃圾 场应在保证对城市环境影响小的情况下离中心城区尽量近。另外交通位置要尽量方便， 减少专用公路的投资。 2 2 5 2 土地征用费和土地资源化 土地的征用费用尽可能低，最好是选择目前利用价值低的荒地、弃地等，使废弃土 地资源化。 1 4 第三章城市生活垃圾填堋场选址方法分析 第三章城市生活垃圾填埋场选址方法分析 目前用于选址的方法很多，如层次分析法、地理信息系统( g i s ) 洲、模糊数学法 嗍、灰色聚类法、专家系统法等。这些在城市生活垃圾填埋场选址适宜性中都有 应用。下面仅对本论文应用到的层次分析法、g i s 法进行介绍。 3 1 层次分析法 层次分析法( a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ，简称a h p ) 是美国运筹学家