垃圾填埋场水土流失预测

1、 编号： 毕业论文(设计)题 目 某垃圾填埋场水土流失预测 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 环境工程专业 教学单位 德州学院化学化工学院 （盖章）二零一四年六月一日目 录摘要及关键词11 绪论11.1 垃圾填埋场水土流失现状11.2 垃圾填埋场水土流失预测21.2.1 预测的目的和意义21.2.2 预测方法 22 垃圾填埋场的概况33 某垃圾填埋场水土流失预测43.1 水土流失现状43.2 水土流失成因分析43.3 水土流失预测53.3.1 预测方法及参数选取53.3.2 预测结果及其分析64 水土流失的防治措施8参考文献10英语摘要11致谢12独创性说明13ContentsAbstrac

2、t and Keywords11 Introduction11.1 Soil erosion of landfill 11.2 Soil erosion prediction for landfill21.2.1 Prediction purpose and meaning21.2.2 Prediction methods22 Overview of landfill33 Soil erosion prediction for some landfill43.1 Soil erosion of some landfill43.2 Causes of soil erosion43.3 Soil

3、erosion prediction53.3.1 Prediction methods and parameters selection53.3.2 Results and analysis64 Prevision measures for soil erosion8References10Abstract11Acknowledgments12Originality statement13德州学院 化学化工学院 2014届 环境工程专业 毕业论文某垃圾填埋场水土流失预测（德州学院化学化工学院 山东德州 253023）摘 要：作为建设项目，垃圾填埋场造成的水土流失不容忽视。本文以某垃圾填埋场为研

4、究对象，针对不同施工区域采用加速侵蚀系数法预测项目施工期及运营期不同场地可能造成的水土流失量，并依此提出防护措施，降低垃圾场施工期和运营期造成的生态环境影响，为建设项目建设正确决策提供科学的依据。关键词：加速侵蚀系数法；水土流失量；施工期和运营期；防护措施1绪论1.1垃圾填埋场水土流失现状 近几年来，我国每年上亿吨的城市垃圾产生量，并且呈直线上升的趋势。这数亿吨的城市垃圾中其中约占90%以上的处理以填埋为主1。我国从80年代后期开始使用垃圾填埋的方式处理垃圾，并且是最为简易的垃圾填埋方式，对垃圾直接填埋，并无处理2。根据建设部统计，我国2005年城市生活垃圾产生量为1.56亿吨。在产生的这些生

5、活垃圾中44%进入卫生填埋场，29%被简易填埋，5%被焚烧处置，2%被堆肥处理，另外20%被随意丢弃、倾倒3。属于建设项目的垃圾填埋场的大量兴建会占用大量土地4，并且造成地表土层和植被直接的、严重的、甚至不可逆转的破坏，进而由于地表径流的冲刷，造成大量的水土流失5。填埋场的水土流失不仅使土地生产力下降造成一定的经济损失还会造成垃圾场周边道路淤积，导致封场后垃圾重新裸露并产生有害气体释放出来，垃圾中的有害物质随地表径流污染周边的土壤及河流、地下水等，从而影响周边居民的身心健康6。进一步而言，垃圾填埋场水土流失引起的污染水质影响着周边的生态平衡情况，受污染的水质可能对周边的居民及生物造成不可颠覆的

6、灾难7。而我国城市人口量不断增加，城市垃圾量更是与日俱增。结果就间接导致，垃圾填埋场的水土流失情况更加严峻8。中国现行的垃圾填埋场的后期治理维护还存在许多不足的地方，所以我国垃圾填埋场水土流失现状不容乐观，亟待解决4。1.2垃圾填埋场水土流失预测1.2.1预测的目的和意义 开发建设项目水土流失预测是评价开发建设项目水土流失状况和编制水土保持方案的的基础9，正确合理的水土流失预测有助于评价建设项目区的水土保持情况，以及其对周边区域的影响，有利于制定长期的水土保持规划10。本文以某垃圾填埋场为例探讨此类建设项目的水土流失环节并对水土流失量进行预测，从而为建设项目的选址及水土保持提供一定的参考依据。

7、1.2.2预测方法常用的水土流失方程通常分为以下几种。由于各地方自然条件、地理环境等都存在较大差异，不能一概而论。(1)一般使用的土壤流失方程USLEUSLE方程式如下： 式中：降雨侵蚀力因子； 土壤可蚀性因子； 坡长坡度因子； 植被和作物管理因子； 土壤保持措施因子。 (2)加速侵蚀系数法 计算公式：式中：第块扰动地表区水土流失的面积，； 第块扰动地表区上原地貌条件的土壤的侵蚀模数， 第块扰动地表区预测时段内的年加速侵蚀系数， 第块扰动地表区水土流失预测时段，a。 (3)分类分级法 计算公式： 式中：扰动地表面积，；  不同预测单元扰动后的土壤侵蚀模数，； 不同预测单元原生土壤侵蚀

8、模数，； 预测时段，。 (4)流失系数法 计算公式: 式中：弃堆土流失量，； 堆土时间，； 流失系数，自然条件下流失量与总量的比值。此次预测项目有关城市垃圾填埋场的水土流失预测方法，推荐用加速侵蚀系数法。因为垃圾填埋场建设施工及填埋期过程中，虽然各部分施工的具体情况比较复杂，但各部分具体的占地情况都比较明晰。加之，垃圾填埋场所在地近几年具体情况的相关统计数据，对所建垃圾填埋场周围土壤侵蚀模数、加速侵蚀系数等相关参数都有非常明确。因而，我们采用加速侵蚀系数法推算也能较容易得出较为切合实际的该垃圾填埋场建设前后的水土流失量。2垃圾填埋场的概况新建垃圾填埋场起始规模69.4，填埋服务期17年，整个填

9、埋库区占地78.22亩，主要建设内容主要包括垃圾处理、中转、运输、填埋处理、覆土取土场、渗滤液处理及输送管线、生活办公设施等。覆盖土量约需15万。垃圾填埋场建设施工，占有的土地类型为山林地,植被的覆盖率大约70。其中主要植被类型为：次生常绿阔叶林，针叶混交林为主。高植被覆盖率，使得本地生态环境非常优越，并且基本上不存在水土流失现象。垃圾填埋场建设运行期植被破坏主要发生在施工期和填埋期过程中的以下几个部分：场外进场道路及环库区道路、填埋库区、污水处理场、生产管理区及附属设施等（围墙、停车场、高位水池）。考虑到生态价值与城市垃圾处理的社会价值之间的平衡关系，现行的垃圾填埋场施工运行情况的严峻性，对

10、拟建垃圾填埋场进行环境影响预测评价十分有必要。3某垃圾填埋场水土流失预测评价3.1水土流失现状垃圾填埋场的水土流失主要是施工过程中的设备碾压、动工动土造成的地表植被破坏，致使施工区地表植被覆盖率下降，蓄含水能力降低。加之，特殊的气候特点，使施工过程中水土流失情况频发11。 又由于有垃圾坝的存在，垃圾坝以外的地方受到水土流失影响可能性很小，故不需要进行垃圾坝的预测计算。因此我们对垃圾填埋场的最主要的水土流失量的预测就集中在其施工期和填埋期可能产生的水土流失量。 垃圾填埋场属于以水力侵蚀为主的地区，侵蚀的程度比较低，中度侵蚀地区主要受人类活动的影响，土壤侵蚀模数大约在2300左右，本次评价取230

11、0。3.2水土流失成因分析 垃圾填埋场的水土流失主要发生在施工期和填埋期。垃圾填埋场建于山林区。原山林区主要自然生长常绿阔叶林及针叶混交林，由此可以判断此地多为亚热带。亚热带气候具有冬天不冷，夏天比较热的特点。就温度来说的话，一般一月份的温度在零度之上，而七月份的温度在二十五度左右。季风的变化很明显，变化很大。最要集中在夏天的降雨量较大，冬季相对小得多，冬夏两季降水差别较大。 由于垃圾填埋场一年之中经受的降水分布情况很不均匀，而填埋场的水土流失情况与降水的强度有正比例的关系，因此在夏季发生强降雨和持续降雨的时候，垃圾填埋场就可能出现比较急速的水土流失的情况12。夏季强降水和春冬季节的积雪面蚀作

12、用，垃圾填埋场土壤经过长时间的冲刷及部分其它外力的作用下，填埋场土层地面，特别是坡面，就会变得起伏不平，沟壑丛生。与此同时，由于雨雪作用使得垃圾场原来的平缓的地段的土壤结构变得疏松，变得更容易被冲刷带走，水体流失现象中“跑水、跑肥、跑土”严重情况很容易就产生了，这就是垃圾填埋场水土流失原因中的水蚀现象13。 其次，垃圾填埋场水土流失还有一个重要的原因，那就是风蚀。垃圾填埋场的风蚀情况主要发生在降水量少多风的冬季。在降水量不足的冬季，垃圾填埋场的土壤结构松散易蚀。而在没有任何防护措施情况下，垃圾填埋场厂区地表土壤抵御风力作用便显得非常薄弱，进而“扬失”、“跃移”等风蚀现象频发13。在多风的冬季遇

13、到大风，发生“扬失”为主的风蚀现象，尘沙飞扬，严重时影响厂区及周围地区居民的生产、生活14。 以上都是自然因素引起的垃圾填埋场的水土流失状况。引起垃圾填埋场水土流失状况的最主要原因应是：垃圾填埋场施工运行过程中，人为生产活动引起的土壤扰动。全面的施工填埋过程中，不仅大大的减少厂区的植被覆盖率，而且大量的扰动土壤，引起土壤结构的较大改变。加之特殊的自然原因下，引起水土流失现象的发生。3.3水土流失预测 垃圾填埋场的建设是大项目、大工程，其在建设过程中必然会引起原来地形地貌的改变，这种大型动土工程对土地的地貌改变是必然存在的。无论是在项目的施工期，还是垃圾填埋场的填埋期，都会有动土作业，然后在流水

14、冲刷下造成水土流失15。将本项目各个时期不同工程项目对扰动面积统计如表3-1、表3-2。表3-1 施工期各项目扰动面积 ()工程类型填埋区管理区渗滤液处理站及渗滤调节池排水管道截洪沟进场道路场外排水沟环场道路总扰动面积施工期60900303351336000400050001200420089466表3-2 填埋期各项目扰动面积 ()工程类型垃圾坝进场道路及环场道路的坡面取土场总扰动面积填埋期150010000800123003.3.1预测方法及参数选取 (1)预测方法 我国关于垃圾填埋场水土保持工作起步较晚，对项目水土流失定位观测和动态监测数据十分缺乏，又由于垃圾填埋场建设投用年限长、模型法

15、参数选取困难，根据拟建垃圾填埋场的现实情况，确定水力侵蚀是其水土流失最主要因素。所以，该拟建项目将采用加速侵蚀系数法来进行流失预测，而不是一般情况下采用的ULSE数学模型法。采用此种方法，首先，要确定原土地在现有条件下的水土流失背景值；然后，要通过相关的调查、分析，进而确定垃圾填埋场施工期和营运填埋期再塑地貌的土壤侵蚀情况。 (2)参数选取 原土壤地貌条件的侵蚀模数，本工程取2300； 加速侵蚀模数，本工程取0.91.8； 可能造成的水土流失面积和预测时间。3.3.2预测结果及其分析 (1)水土流失背景值根据垃圾填埋场的地利情况，可以得出项目在施工期及填埋期的水土流失背景值，表3-3。表3-3

16、 工程施工期及填埋期水土流失背景值用地类型占地面积()原生地貌侵蚀模数()水土流失背景值()施工期填埋库区609002000121800管理区303312003639.6渗滤液处理站及调节池5133235012062.55排水管道6000210012600截洪沟400022509000进场道路5000210010500场外排水沟120022002640环场道路420023009660填埋期垃圾坝150023003450进场道路及环场道路的边坡10000200020000取土场8000210016800合计108966115377.15(2)新增水土流失量 本工程水土流失主要是施工运行期间破坏清

17、除表层耕植土、机械土石方开挖、填路基、车辆的碾压，以及填埋期移土覆盖等引起的。在此过程中对地表土壤都有较大的扰动，水土流失现象主要表现为：降水的冲溅和地表径流的流失等。根据加速侵蚀系数法预测施工期、填埋期新增水土流失量见表3-4、表3-5。表3-4 工程预测水土流失表（施工期）用地类型侵蚀系数预测时间流失预测面积()实际流失面积()流失时间()预测水土流失量()背景流失量()填埋库区1.12011年60.960.911540771218002012年60.959.51150535121800合计60.9304612243600管理区1.02011年3.0332.99168773639.6201

18、2年3.0333.00169003639.6合计3.033137777279.2渗滤液处理站及渗滤调节池1.42011年5.1335.1011642212062.552012年5.1335.011610012062.55合计5.1333252224125.1排水管道1.02011年6.005.88113524126002012年6.005.7611324812600合计6.002677225200截洪沟1.32011年4.03.96111840.490002012年4.03.82111421.89000合计4.023261.818000进场道路1.22011年5.04.511242010500

19、2012年5.04.811324810500合计5.02566821000场外排水沟1.02011年1.21.21276026402012年1.21.1125302640合计1.252905280环场道路1.32011年4.24.211255896602012年4.24.05112109.59660合计4.224667.419200表3-5 工程预测水土流失表（填埋期）用地类型侵蚀系数预测时间流失预测面积()实际流失面积()流失时间()预测水土流失量()背景流失量()垃圾坝1.22011年1.51.351372634502012年1.51.4814084.83450合计7810.86900进场

20、道路及道路的边坡1.52011年109.8133810200002012年109.513277520000合计106658540000取土场1.62011年8.07.65128152168002012年8.07.8512888816800合计8.05704033600 (3)水土流失预测总量 施工期及填埋期不同场地的水土流失预测总量变化如表3-6所示。表3-6 施工期填埋期水土流失量变化统计表用地类型流失时间(a)水土流失量()背景流失量()水土流失增减值()施工期填埋库区130461224360061012管理区1137777279.26497.8渗滤液处理站及渗滤调节池1325222412

21、5.18396.9排水管道126772252001572截洪沟123261.8180005261.8进场道路1256681050015168场外排水场道路124667.4192005467.4填埋期垃圾坝17810.86900910进场道路及道路的边坡1665854000026585取土场1570403360023440合计588006433684.3154322 根据对施工期积填埋期各个环节的水土流失预测分析情况可以看出，此城市垃圾填埋场项目在一定程度上，对本地区原有水土保持情况产生不利影响。如：扰动、破坏原有土壤土貌，使地表植被覆盖率显著下降。进一步导致垃圾填埋场

22、的土壤呈现：土层松散易蚀、表层土含蓄水及抗蚀能力大大减弱，从而增加了水土流失现象情况的发生。该垃圾填埋场总的占地面积为1.08966×，在仅建有垃圾坝一道屏障而没有其他的任何水土防治措施的前提下，2年的施工运行时间内新增的水土流失量为154322。4水土流失的防治措施 (1)垃圾填埋场选址前后，认真对周边水土流失背景情况进行记录调查。 详尽的背景调查，一方面，能进一步确定好选址的合理性与否；更重要的，另一方面；能提高后续水土流失预测评价的效率，为后续工作中的部分突发状况做好预防 ，尽可能的减少了后续施工建设过程中可能出现的不必要的水土搅动等情况。 (2)施工前认真按照设计对工程各部分

23、进行水土流失预测 所谓“知己知彼，百战百胜”，施工前的预测分析在符合国家“预防为主，防治结合”的方针政策的同时；对了解工程各部分可能造成的水土流失状况也十分必要。施工前的预测为后序垃圾填埋场施工期以及填埋期的水土保持工作提供参考依据，有利于后续工作的进一步开展。 (3)施工期和填埋期必须选择专业人员施工 相对于非专业人员，专业的技术人员具有更多的操作经验，施工过程中更规范，能够有效地避免不必要的动土和动土后带来的水土扰动情况。按照施工设计能够减少盲目性，又能高效的完成动土作业，是减少水土流失的十分必要的要求。 (4)加大垃圾填埋场植被覆盖率 绿色植被能够大大提高土壤的蓄涵水量，能够减少水蚀情况

24、带来的水土流失，同时，绿色植被还能起到防风护沙的作用，这样可以减少风蚀带来的水土流失。 (5)加强水土保持设施的建设与维护此垃圾填埋场设计施工中建有垃圾坝部分。垃圾坝的建设有力地阻止了垃圾填埋场水土流失情况的外扩。因此，加强垃圾坝建设过程中的质量监督与垃圾场正常运行后对其的维护有重大意义。 (6)相关部门及企业本身要加强工作的开展。 政府部门作为我国重要的职能部门，对公众生活、生产有着重要的的意义。政府部门应积极对企业水土保持工作做出合理的批评与指导，并尽快的帮助解决具体的问题。作为企业应积极配合相关部门的检查监督，认真落实政府部门的指示与方针。政府企业联手争取把水土保持工作做到最好。同时，企

25、业自身应加强水土保持知识的宣传。积极主动地提高每个员工的水土保持意识与技能。参考文献：1 刘艳辉, 魏天兴, 孙毅. 城市垃圾埋场植被恢复研究进展. 水土保持研究, 2007, 14(2), 108-111.2 陈峰, 高洪振, 于明泉等. 简易垃圾填埋场综合治理方案. 环境工程, 2011, 29(1), 89-91.3 林学瑞, 廖文波, 蓝崇珏等. 垃圾填埋场植被恢复及其环境影响因子的研究. 应用与环境生物学报, 2002, 8(6), 571-577.4 何伟. 城市垃圾填埋场水土保持治理技术探讨. 水土保持研究, 2004, 11(4): 192-193.5 赵永军. 生产建设项目水

26、土流失防治技术综述. 中国水土保持, 2007(4), 47-50.6 张望军, 王国生. 城市垃圾卫生填埋场浸出液的处理. 重庆环境科学, 1995, 17(2), 44-47.7 孙海丽, 王娟, 刘媛媛. 生活垃圾填埋场渗滤液处理技术的研究. 中国粉体工业, 2010, (6), 15-17.8 田超. 水土流失与水土保持简述. 水利天地, 2010, 6: 11-11.9 曾大林. 对水土保持方案编制有关问题的研究. 中国水土保持, 2001, 2: 34-35.10 高旭彪. 浅探开发建设项目水土流失预测存在的问题及建议. 水力发电, 2008, 34(1), 9-10, 41.11

27、 Amokrane A. landfill leachate pretreatment by coagulationflocculation. War Res. 1997, 31(11), 2775-2782.12 郭改娥. 城市水土流失和水土保持措施探讨. 山西水土保持科技, 2010, (1), 40-41.13 王礼先. 中国水利百科全书-水土保持分册. 北京: 中国水利水电出版社, 2004.14 焦居仁. 开发建设项目水土保持. 北京: 中国法制出版社, 1998.15 Kehew A E, Passero R N. pH and redox buffering mechanisms

28、 in a glacial drift aquifer contaminated by landfill leaehatev. GroundWater, 1990, 28(5), 728-737.Soil erosion prediction for some landfill(College of Chemistry and Chemical Engineering, Dezhou University, Dezhou 253023, P. R. of China)Abstract: As construction projects, soil erosion caused by the landfill can not be ignored. According to some landfill, accelerated erosion efficient was used to predict soil erosion quantity in different construction areas for construction and oper