層次分析法在生活垃圾綜合處理項目選址中的應用

王 健，陳海濱

（1.中山市環(huán)境衛(wèi)生管理處，廣東 中山 528403；2.華中科技大學，湖北 武漢 430074）

層次分析法在生活垃圾綜合處理項目選址中的應用

王 健1，陳海濱2

（1.中山市環(huán)境衛(wèi)生管理處，廣東 中山 528403；2.華中科技大學，湖北 武漢 430074）

利用層次分析法，建立了以交通運輸條件、建場條件、環(huán)境地質條件、環(huán)境及社會條件為一級指標的生活垃圾綜合處理項目選址評價模型。通過中山市南部組團垃圾綜合處理基地選址實例，證明該決策方法的可行性。

層次分析法；生活垃圾；綜合處理；選址

隨著我國經濟的高速發(fā)展，城市化水平迅速提高，城市生活垃圾產生量以平均每年10%的速度在不斷遞增［1］，由此引起的環(huán)境污染和資源浪費問題已經對經濟發(fā)展和社會進步造成了嚴重影響。目前，我國的垃圾處理大多以單一工藝的方式進行，但是由于生活垃圾的混合多樣性以及單一處理工藝本身的缺陷，使得無論采用焚燒、堆肥，還是填埋等任何一種末端治理的手段，都不能使生活垃圾達到最佳的處理效果。在這種情況下，以“循環(huán)經濟、節(jié)能減排”為指導思想，將焚燒、堆肥、填埋技術優(yōu)點相結合的生活垃圾綜合處理技術逐步發(fā)展起來，并將成為今后垃圾處理的發(fā)展方向［2］。生活垃圾綜合處理項目選址作為項目全過程管理的第1步，是極其關鍵的環(huán)節(jié)，合理的選址將對項目優(yōu)化實施和良性運行起到基礎性作用。

關于生活垃圾綜合處理項目選址方面的研究主要涉及使用目標層次法進行城市固廢綜合處理廠的選址［3］、結合多種因素進行垃圾綜合處理工程的統(tǒng)籌規(guī)劃［4］和城市生活垃圾綜合處理項目選址評價的重要性、選址原則及選址的具體要求［5］等內容。筆者結合中山市生活垃圾綜合處理項目選址實踐進行了初步研究，建立了生活垃圾綜合處理項目選址層次分析法評判模型，使用相關軟件對模型進行求解，并通過綜合評價，證明推薦方案具有較強的綜合優(yōu)勢——利用層次分析法進行生活垃圾綜合處理項目選址，減少了一定的主觀性，使結果更加數(shù)據化、合理化。

1 層次分析法原理

層次分析法（AHP） 是20世紀70年代由美國運籌學家Satty TL創(chuàng)立的一種定性分析與定量分析相結合的多準則決策方法，近年來在場址選擇等多個領域得到廣泛應用。原理是將待評判系統(tǒng)的有關替代方案的各種要素按照上一層次為準則，對該層次元素進行逐次比較，依照規(guī)定的標度量化后寫成矩陣形式，即構成判斷矩陣。根據兩兩比較算出各因素的權重，根據綜合權重，按最大權重原則確定最優(yōu)方案。

2 生活垃圾綜合處理項目選址比選方法

首先根據垃圾填埋、焚燒、堆肥的標準、規(guī)范，確定選址原則和場址面積；其次通過地理信息系統(tǒng)分析及現(xiàn)場踏勘，選出符合面積要求的生活垃圾綜合處理基地可能選址地點若干；最后在獲得可能選址地點的大量背景資料的基礎上，應用層次分析法確定最佳推薦場址，并對最佳推薦場址進行適宜性評價［6］。

2.1 構造層次分析模型

參考已有垃圾單一處理工藝層次分析模型［7-10］，將垃圾綜合處理項目場址的適宜性作為層次分析的目標層（A），將制約因素作為層次分析的資源層（B），包括交通運輸條件（B1）、建場條件（B2）、環(huán)境地質條件（B3）、環(huán)境及社會條件（B4），將制約因素的子系統(tǒng)作為層次分析的元素層（C），其層次結構如圖1所示。

2.2 判斷矩陣的確定和層次單排序

通過相關專業(yè)專家的經驗判斷，得出第1層制約因素在適宜性分析中的相對重要性排序，為地質環(huán)境條件＞環(huán)境及社會條件＞建場條件＞交通運輸條件。專家根據判斷矩陣標度含義（如表1），對每層因素之間的相對重要性進行賦值，構成該層次結構的判斷矩陣。使用層次分析法軟件yaahp version 0.4.1，填寫各指標的重要性賦值，可分別計算各級指標中各制約因素的理論權重。經層次單排序一致性檢驗，一致性比例均小于0.10，所以判斷矩陣具有滿意的一致性。計算過程及結構見表 2～6。

2.3 適宜性評價

為確保優(yōu)先排序候選點為合格選址，需使用適宜性評價數(shù)學模型，進行適宜性評價驗證。

表1 標度含義

表2 目標A與制約層B判斷矩陣

表3 目標B1與制約層C1～C2判斷矩陣

表4 目標B2與制約層C3～C7判斷矩陣

表5 目標B3與制約層C8～C10判斷矩陣

表6 目標B4與制約層C11～C16判斷矩陣

2.3.1 確定評價標準及各評價因素分值

首先將圖1中制約層C層各因素作為場址適宜性影響的具體評價標準，并參考焚燒、堆肥、填埋等工藝選址的要求，提出生活垃圾綜合處理項目場址適宜性評價的各分級指標標準值，標準值采用3級1分制，最高為1分，最低為0分，評分之間的最小分差為0.5分。其次，根據候選場址影響因素的實際情況，按照評價標準進行評分，可獲得每一因素的實際貢獻權重。

2.3.2 計算場址適宜度的綜合評價分數(shù)

計算公式是：

式中：ZA為需檢驗的備選場址的適宜性總分；ZBi為B層第i項制約因素的適宜性得分；n為B層制約因素的總個數(shù)；KBi為B層第i項制約因素的權重；KCj是與Bi對應的C層制約因素第j項因素權重；m為與Bi層對應的C層制約因素的總個數(shù)；FCj是Cj的評價得分。

2.3.3 得出評價結果

將評價場址的綜合評分結果參照場址適宜性等級標準（如表7）進行分級確定場址的適宜性等級。

表7 適宜性等級標準

3 垃圾綜合處理項目選址應用實例

以中山市南部組團垃圾綜合處理基地項目選址為例，驗證層次分析法在選址決策中應用的可行性。其各階段評價結果見表8～10。

3.1 項目概況

中山市南部組團垃圾綜合處理基地采用垃圾焚燒為主、填埋和生化處理為輔的綜合處理技術。建設規(guī)模為日處理生活垃圾1 200 t?；胤衷O垃圾焚燒發(fā)電廠、垃圾滲瀝液處理廠、衛(wèi)生填埋場、預處理中心、生化處理廠、爐渣制磚廠、管理中心及其他配套設施等專項。

3.2 備選場址的選擇

根據選址原則，通過現(xiàn)場踏勘等非量化篩選，初選綜合處理基地備選場址3個。

備選場址Ⅰ：位于中山市神灣鎮(zhèn)古宥村，煙墩山南坡面，北面距廣珠公路約6 km，南面距神灣至斗門公路約2 km。場址主要由5條山脊及4條山溝組成，北側為煙墩山分水嶺防火帶，南側為東西向山谷低洼地，山體最大相對高差約130 m。在山坡高地或山脊地帶主要為松樹、桉樹種植地或雜樹野生地；在山坡邊緣地帶多為菠蘿等種植地。整個山坡面植被較好。山谷平地為農業(yè)種植地，并見一水溝呈東西向通過山谷，水溝常年流水，水質清澈。

備選場址Ⅱ：位于中山市神灣鎮(zhèn)宥南村北溪斜飛鳳山西南側坡地，北面距廣珠公路約5 km，南面距神灣至斗門公路約1.5 km。場址西北側為較大型花崗石開采場，現(xiàn)狀有簡易泥路可從石場通往神灣至斗門公路。場址東北面為斜飛鳳山分水嶺防火帶，西南側以農作物地為主，山體最大相對高差約180 m。整個地形三面環(huán)山，向西南側開口。場址中部有1幢4層樓房，其下游有1個較大的水塘，主要用于養(yǎng)魚及農作物灌溉。山坡上有多處墓地。整個山坡面植被較好。

表8 制約層C與方案層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ判斷矩陣計算結果

備選場址Ⅲ：位于北倚黃牛山，西側由2個自然山窩組成，東側坡腳灘地相對低凹，南側緊鄰古神公路規(guī)劃控制紅線，距石岐河岸線約250 m。兩處自然山窩均三面環(huán)山，向南側開口，與古神公路相望，其中西側山窩現(xiàn)已用作板芙鎮(zhèn)生活垃圾簡易堆場，環(huán)境非常惡劣。北側山坡植被良好，山坡下的開闊地大部分為水塘，目前已有一條東西走向的道路正在進行路基施工，場址交通條件便利。

表9 最終結果（標度類型1～9）

表10 評價標準及實際貢獻分值

3.3 建立層次結構模型

根據垃圾綜合處理項目選址比選方法，構建場址適宜性層次分析模型結構見圖1。

3.4 構造判斷矩陣及理論權重計算

通過組織多名相關專業(yè)專家對選址備選方案的制約因素進行重要性比較，獲得各因素的相對權重，使用層次分析法軟件進行計算。經計算機自動檢驗，構造的各判斷矩陣一致性較好，相對權重計算正確，計算過程見表8。

經計算得出排序結果見表9?？梢姡瑐溥x場址Ⅲ的權重值最高，該場址的比選結果最佳。

3.5 最終評價

根據B層B1～B4的權重、C層C1～C16的權重及表10中各備選場址的實際貢獻分值，計算得出備選場址Ⅲ的綜合評價得分為79.5。

結合表7，備選場址Ⅲ是一個較適宜的場地。

4 結論

層次分析法是一種將多因素影響、復雜的方案選擇轉化為簡單賦值、有序確定優(yōu)選方案的方法，用于生活垃圾綜合處理項目選址，不僅證明是切實可行的，而且使選址結果更加科學、客觀和簡便。隨著土地政策日益嚴格以及環(huán)境保護的迫切需要，垃圾綜合處理項目將得到廣泛的推廣和應用，在這種情況下，本研究用于各城鎮(zhèn)的垃圾綜合處理項目選址，將有利于幫助決策者提高選址效率，使選址決策更加專業(yè)和客觀。

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Application of Analytic Hierarchy Process in Site Selection of Domestic Waste Integrated Treatment Projects

Wang Jian1,Chen Haibin2
（1.Zhongshan Environment Sanitation Administration,Zhongshan Guangdong 528403 2.Huazhong University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430074）

A assessing model of analytic hierarchy process was established.And those factors composed of traffic condition,building condition,geologic condition,environmental and social conditions were used for the first target of the assessing model for site selection of domestic waste integrated treatment project.The model was served for site selection of waste integrated treatment project in south grouping of Zhongshan,and it was proved feasible.

analytic hierarchy process；domestic waste；integrated treatment；site selection

X705；TU993.3

B

1005－8206（2011） 02－0007－04

2010-12-09

王?。?980—），工程師，主要從事環(huán)境工程建設管理和垃圾處理基地的監(jiān)管工作。

E-mail：wj980380@163.com。

（責任編輯：劉冬梅）