層次分析法在城市生活垃圾填埋場(chǎng)選址中的應(yīng)用
——以皖南某市北部研究區(qū)為例

朱 俊， 李牧欣

(1.安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽 合肥 230001； 2.第一水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蚌埠 233000)

研究區(qū)現(xiàn)有垃圾場(chǎng)一處，目前填埋區(qū)已基本填埋，處于封存狀態(tài)。為有效地控制城市生活垃圾對(duì)環(huán)境的不利影響，盡量使城市生活垃圾做到無害化、減量化、資源化，提高城市的環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量和人民的生活水平，達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生城市的要求，對(duì)研究區(qū)新垃圾場(chǎng)選址進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)并給出適當(dāng)建議。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于安徽省東南部，境內(nèi)交通便利，全市已實(shí)現(xiàn)村村通公路。研究區(qū)位于皖南某市域北部，地貌類型以低山、丘陵、平原地貌為主，零星分布有中山。該區(qū)域?qū)儆诒眮啛釒Ъ撅L(fēng)亞濕潤(rùn)氣候區(qū)。氣候溫和、雨量充沛、日照尚足，四季分明。春季氣溫回暖早，不穩(wěn)定，春末夏初，降水集中，有洪澇，夏季有伏旱，秋季降溫快，常有秋綿雨。水系屬長(zhǎng)江流域，水資源豐富，以地表水為主，地下水資源相對(duì)貧乏。研究區(qū)屬揚(yáng)子地層區(qū)江南地層分區(qū)，出露有寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、白堊紀(jì)地層及河谷地帶發(fā)育的第四紀(jì)地層。根據(jù)地下水賦存條件及含水介質(zhì)，將地下水劃分為松散巖類孔隙水、紅層孔隙裂隙水、碳酸鹽類裂隙巖溶水、基巖裂隙水4個(gè)類型。

2 評(píng)價(jià)思路

(1)根據(jù)垃圾場(chǎng)選址的任務(wù)書和有關(guān)規(guī)范，收集研究區(qū)內(nèi)氣象、地形地貌、土地利用用規(guī)劃圖、交通圖、水利規(guī)劃圖、地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖、工程地質(zhì)圖、遙感解譯圖等資料；

(2)分析研究區(qū)生活垃圾填埋場(chǎng)選址的主要因素，建立生活垃圾填埋場(chǎng)選址適宜性的評(píng)價(jià)體系，然后將評(píng)價(jià)指標(biāo)因子與選址原則結(jié)合起來,建立層次分析結(jié)構(gòu)圖。利用層次分析法把各選址限制因子進(jìn)行量化,得出各因素的相對(duì)權(quán)重值。相對(duì)權(quán)重導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。最后利用mapgis軟件對(duì)水文、地質(zhì)、交通、氣象、人文等資料進(jìn)行矢量化處理，通過空間分析，繪制適宜性區(qū)劃圖。

(3)對(duì)適宜性區(qū)劃圖進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，為某市未來垃圾處理提供建議。

3 垃圾填埋場(chǎng)選址適宜性評(píng)價(jià)

3.1 層次評(píng)價(jià)模型建立

研究區(qū)垃圾填埋場(chǎng)的選址評(píng)價(jià)，在依據(jù)城市區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市發(fā)展規(guī)劃及生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)基礎(chǔ)上，主要考慮地質(zhì)環(huán)境條件、水文地質(zhì)條件、交通運(yùn)輸條件、氣象、人文等大方面因素來進(jìn)行，各大影響因素又包含了若干子因素等遞階式影響。模型分為目標(biāo)層A，制約因素層B和次級(jí)制約因素層C三層(圖1)。

依據(jù)研究區(qū)垃圾填埋場(chǎng)選址影響因子特點(diǎn)，制定各個(gè)影響因子的實(shí)際貢獻(xiàn)權(quán)值標(biāo)準(zhǔn)表。

3.2 數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型

計(jì)算公式為多目標(biāo)、多層次的目標(biāo)函數(shù)，將垃圾填埋場(chǎng)的選址適宜性評(píng)價(jià)涉及的各個(gè)子系統(tǒng)(子因素)有機(jī)地結(jié)合起來，通過計(jì)算量化來實(shí)現(xiàn)其適宜性評(píng)價(jià)目的。

圖1 城市垃圾填埋場(chǎng)評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型圖

式中：Z為某堆放場(chǎng)適宜性總分；Zi為第一層制約因素第i項(xiàng)影響因素之總分。i為第一層制約因素第i項(xiàng)影響因素，i=1,2,…,n；n為某垃圾場(chǎng)第一層制約因素個(gè)數(shù)；j為第一層制約因素第i項(xiàng)影響因素的第二層子因素第j子因素(j=0，1，2)；L為第二層制約因素第三層子因素的第L子因素L=0，1，2，…，n；K1為第一層制約因素第i項(xiàng)影響因素之個(gè)數(shù)(K1=1，2，…，n)；Ki00為第一層制約因素第i子因素權(quán)重；Kij0為第二層制約因素第j子因素權(quán)重；Kijl為第三層制約因素第L因素權(quán)重；KijLS為第三層制約因素第三因素實(shí)際貢獻(xiàn)權(quán)重。

利用以上層次分析法和相應(yīng)的評(píng)價(jià)模型對(duì)研究區(qū)城市垃圾填埋場(chǎng)選址的適宜性評(píng)價(jià)。將工作區(qū)分為適宜、較適宜、勉強(qiáng)適宜、不適宜，適宜性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)采用百分制進(jìn)行分級(jí)，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 適宜性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3.3 構(gòu)造判斷矩陣及理論權(quán)重計(jì)算

依據(jù)研究區(qū)垃圾填埋場(chǎng)選址影響因子特點(diǎn)及各個(gè)影響因子的實(shí)際貢獻(xiàn)權(quán)值，經(jīng)專家研討層次結(jié)構(gòu)中各評(píng)價(jià)因素相對(duì)重要性兩兩比較給出量化構(gòu)造判斷矩陣列表并用軟件計(jì)算相對(duì)權(quán)重如下表(表2)。

表2 各制約因素相對(duì)權(quán)重計(jì)算結(jié)果

3.4 實(shí)際貢獻(xiàn)權(quán)重計(jì)算及最終評(píng)定

將研究區(qū)工作區(qū)分別按0.5 km×0.5 km劃分出1 851個(gè)單元。然后根據(jù)表2～表5評(píng)價(jià)因子指標(biāo)體系劃分確定各單元制約因素C的實(shí)際貢獻(xiàn)權(quán)重。然后用垃圾場(chǎng)選址適宜性評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型求得單元格綜合得分。

3.5 垃圾填埋場(chǎng)區(qū)劃結(jié)果

綜上所述，工作區(qū)垃圾場(chǎng)場(chǎng)地適宜性最終結(jié)果如表3、圖2。

表3 較適宜區(qū)評(píng)分結(jié)果

圖2 場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果圖

4 研究結(jié)論

(1)根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范收集研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)、交通運(yùn)輸、氣象、人文等資料，利用數(shù)學(xué)建模及層次分析法對(duì)每類單要素及綜合指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果將工作區(qū)劃分為較適宜區(qū)、勉強(qiáng)適宜區(qū)、不適宜區(qū)。

(2)在綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上選取了2個(gè)垃圾填埋場(chǎng)的最佳適宜場(chǎng)地(I2、I4)，I2區(qū)位于河瀝溪街道辦事處的東北方向，面積38.23 km2，占工作區(qū)總面積8.85%；I4區(qū)位于雞山村南側(cè)，面積3 km2，占工作區(qū)總面積0.69%；這2處場(chǎng)地優(yōu)點(diǎn)是原始場(chǎng)地地質(zhì)條件優(yōu)越，且位于主城區(qū)周邊，場(chǎng)地施工及垃圾運(yùn)輸成本低。另外2個(gè)備選場(chǎng)地(I1、I3)，I3區(qū)位于長(zhǎng)虹村、荊虹村，面積12.40 km2，占工作區(qū)總面積2.87%，場(chǎng)地條件較優(yōu)越，但是運(yùn)距較長(zhǎng)，垃圾處理成本較高；I1區(qū)位于港口鎮(zhèn)西側(cè)，面積4.52 km2，占工作區(qū)總面積1.05%，離主城區(qū)較遠(yuǎn)，但是可以作為未來港口副城區(qū)的垃圾填埋場(chǎng)選址。

5 建議

(1)因?yàn)榇舜卧u(píng)價(jià)重點(diǎn)是對(duì)地質(zhì)條件和水文條件因子進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體地形地貌中坡度較大，呈現(xiàn)三

面山崗環(huán)繞，其內(nèi)可能存在有“S”和“Y”的天然溝谷，這些區(qū)域因其儲(chǔ)存空間大、良好的封閉性，對(duì)周圍環(huán)境的影響很小，因此可作為垃圾場(chǎng)建設(shè)的首選地，該區(qū)域的選址需進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察。本次工作因?yàn)闀r(shí)間及資金等方面的限制，對(duì)此類區(qū)域未作詳細(xì)調(diào)查。

(2)根據(jù)研究區(qū)現(xiàn)有垃圾處理狀況，以及研究區(qū)特殊的地理環(huán)境及未來發(fā)展方向，應(yīng)綜合考慮垃圾填埋場(chǎng)與垃圾焚燒、垃圾熱解法、生物降解法等處理方式的優(yōu)劣，保障城市綠色循環(huán)發(fā)展。