黄河下游冲积平原城市垃圾填埋处置场选址地质建议

龚晓洁，袁 征，杨 坡，寇亚飞，陈光宇

(1．河南省地质调查院，河南 郑州，450001;2．河南省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队，河南 郑州，450053)

黄河是我们伟大的母亲河，在广袤的黄河下游冲积平原上，黄河历次泛滥形成的厚层第四纪松散堆积物给当地民生带来极大便利的同时，也给当地城市发展规划带来了一些困扰。随着城市发展进程的加快，城市人口的激增、生活水平的提高，城市垃圾出现了加速增长的态势，许多城市都面临着垃圾围城的窘境，新建城市垃圾填埋场，无疑成为当务之急。其选址在城市发展规划中显得愈发重要，而在选址的众多制约因素中，地质环境条件作为基础，需要作为首要条件进行考虑，因此显得尤为重要。现以开封、濮阳、周口市为例，就各城市垃圾填埋处置场建设的地质环境适宜性进行评价。

1 地质背景条件

开封、濮阳、周口市分别位于黄河下游冲积平原的中部、北部和南缘，其地貌部位各具代表性——开封市处于黄河冲积平原冲积扇的脊轴部，地表可见黄河历次泛滥改道所留下的遗迹;濮阳市位于黄河故道区，长期接受黄河泛滥改道堆积，分布了密集的古河道带砂层;周口市则位于黄河冲积扇南缘，以细颗粒沉积物为主。

1.1 自然地理

这三个城市均呈现西高东低的地势特征，地形起伏不大，坡降小于1/2000。地表岩性多为粉砂、粉土和粉质粘土等松散堆积物。

1.2 地质构造特征

三个城市均位于华北凹陷内，所处的构造部位见图1。根据《区域环境地质调查总则》中区域地壳稳定性分级标准进行判别——开封市、周口市地壳属基本稳定，濮阳市处于地震次不稳定区。

1.3 水文地质条件

浅层含水岩组包括全新统、上更新统、中更新统上段含水砂层。含水层底板埋深一般60～120m，开封北最深可达140m。由于地下水开采量持续超采，致使各城市存在不同程度的地下水位降落漏斗(据2008年7月水位统调数据)。

图1 构造纲要图

1.4 浅表岩性特征

1．4．1 开封市

从北向南大致平行于现黄河划分为黄河河漫滩、背河洼地、微倾斜平地三个地貌单元。黄河河漫滩区主要分布于黄河大堤内，其岩性特征上部以黄河冲积的粉细砂、细砂、粉土为主，下部以粘性土为主，水位埋深2～10m;背河洼地区主要呈条带状分布于黄河大堤外侧，上部以黄河冲积的粉细砂、细砂、粉土为主，下部以粘性土为主，水位埋深2～8m;微倾斜平地工程地质区上部以粉土、粉质粘土为主，下部以粉砂、粉土为主，水位埋深2～20m。

1．4．2 濮阳市

浅部土体受古黄河冲积泛滥影响明显，空间分布不稳定、相变明显，可分为:黄河故道区、泛流平地区、决口扇形地区。黄河故道区位于濮阳市南部，呈东西条带状分布，地下水埋深一般小于10m。岩性组合为上粗下细的双层结构:上部为粉细砂、泥质粉砂，下部为粉土或粉质粘土，普遍有淤泥质分布;泛流平地区岩性组合为上细下粗的双层(或多层)结构:上部为粉土，局部为粉质粘土，其下为粉质粘土，局部为粘土，夹有淤泥质土，下部为粉砂、细砂，水位埋深一般10～20m;决口扇形地区位于濮阳市西部，呈扇形分布，地表多有砂垄、砂丘，水位埋深一般15～20m。岩性组合为粗—细—粗的多层结构:上部为粉细砂、细砂，其下为粉土，局部为粉质粘土、粘土和淤泥质土，下部为粉砂、细砂。

1．4．3 周口市

大体以颖河北侧为界，以北为黄河冲积平原区，以南为淮河冲积平原区。黄河冲积平原区上部为粉土、粉质粘土互层，下部为粉细砂，水位埋深2～6m;淮河冲积平原区为沙颖河泛流平原，上部以粘土、粉质粘土为主，下部为粉细砂，水位埋深 1．5～5．9m。

2 城市垃圾填埋处置场选址的地质建议

城市垃圾填埋处置场的选址就是以垃圾对地质环境影响评价结果为基础，综合考虑建场后的环境效应、经济效应和社会效应，采用数理统计和层次分析(AHP)的方法，对城市垃圾处置场选址的地质适宜性做出客观评价。

2.1 评价原则

根据城市规划和垃圾填埋场选址的各种社会环境、地质环境等影响因素，构建垃圾填埋场场址评价层次结构模型(图 2)。

根据城市发展规划、城市垃圾处置的历史与现状、以及各垃圾处置场的影响制约因素在场地适应性评价中所占的比重，各因素的重要性由重到轻排序依次为:地质环境条件＞环境保护要求＞交通运输条件＞社会环境条件＞场地建设条件。

2.2 候选场址适宜性层次分析综合评价数学模型

对于垃圾填埋场场址适宜性评价系统，采用多目标决策的线性加权方法来描述，将垃圾填埋场适宜性评价的各个评价影响因子有机地结合起来，建立一个广义的目标函数，见式1:

图2 城市垃圾填埋场评价层次结构模型

式中:Z为候选垃圾填埋场场址综合评价适宜性总评分;Zi为对第一层(准则层)评价影响因子第i影响因子评价总分;Ki为第一层评价影响因子层第i影响因子权重;Kij第二层评价影响因子第j影响因子权重;Kijs第三层评价影响因子第j影响因子实际贡献权重。

2.3 制定垃圾填埋场选址适宜性评价优选标准

按照建设部等部门出台的《城市生活垃圾卫生填埋工程项目建设标准》的要求，填埋场的选址，应符合城市总体规划、环境卫生专业规划，以及现行国家标准《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889)和《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ16)的要求。根据相关规范要求，对这几个城市在地质分区的基础上进行选址地质环境适宜性评价，评价等级标准见表1。

表1 垃圾填埋场地适宜性等级标准

2.4 评价结果

2．4．1 现有垃圾场评价结果

开封市杨正门垃圾场不适宜;濮阳市天阴村垃圾场较适宜;周口市大闸沙河南岸、城北许庄南、周口师专窑厂的三座垃圾处置场分别为不适宜和较不适宜。

2．4．2 未来垃圾处置场优选结果

在地质环境分区的基础上，对几个城市进行垃圾处置场地质环境适宜性评价，结果显示:这三个城市均没有适宜建场区，具体结果为:

1)开封市

不适宜区:包括开封市城区和南、西北郊的大部分地带，地形平坦起伏小、区内包括龙亭，包公湖、铁塔等诸多游览区，地下水位埋深较小，潜水位30米以浅基本不存在有效隔阻层，区内粘土、粉质粘土资源相对匮乏等诸多不利因素影响，该区未来垃圾处置场建场综合评价结果为不适宜区。

较不适宜区:包括开封市东北郊道士房-土柏岗-岗西一带，该区地形平坦无起伏，地下水位埋深适中，无大的地表水体和集中供水水源地，包气带岩性颗粒较细，存在中厚层粉土层和薄层粉质粘土层，渗透性中等～弱渗透性，最终评价结果为较不适宜区。

2)濮阳市

大部分地区为不适宜区:地下水位埋深2～30m，包气带岩性以粉砂、粉土为主，有效阻隔层较薄，防污性能差，其中包括黄河故道区和主城区以及西南部的蔬菜种植基地。

较不适宜区分布在市区东部柳屯—岳村—柳格一带，地下水位埋深＞15m，包气带岩性以粉土、粉质粘土、粉砂互层为主，有效阻隔层较厚，防污性能一般。

在王什乡一带为较适宜区，地下水位埋深＞15m，包气带岩性以粉质粘土、粉土为主，有效阻隔层较厚，防污性能较好。

3)周口市

不适宜区:周口市城区及沙河、颍河、贾鲁河周边800m范围内，呈条带状分布。地下水位埋深＜15m，包气带岩性以粉土为主，有效阻隔层较薄，防污性能一般，对地表水体有污染。

其余地区为较不适宜区，地下水位埋深＜15m，包气带岩性以粉质粘土为主，有效阻隔层较薄，防污性能一般。

3 讨论

3.1 关于评价指标权重的选取

本文是在城市环境地质调查评价 工作的基础上进行进一步探讨。在整体工作过程中，为了评价结果的可比性，在所有城市的评价指标权重选取上力求一致，这就使得地质条件差异较大的城市评价结果出现了较大分异(有效阻隔层厚度大、防污性能好的的地区，其建场适宜性就比较好)。如何合理地确定不同类型地质条件的权重指标，在保持指标不变的前提下，相应地调整权重系数，使得评价方法更加科学有效，将是下一步的研究重点。

3.2 不适宜垃圾处置场建设的城市如何选址的讨论

本文中三个城市是处于黄河下游冲积平原三个典型部位的城市，其评价结果可以概略地反映出黄河下游冲积平原城市的共同问题——在这种松散层广布的城市，是没有合适的场地进行垃圾处置场建设的。为今之计，除了垃圾无害化处理，唯有加强防护措施，使建场以后的危害最小化。

4 结论

通过对黄河下游冲积平原不同部位的三个城市的城市垃圾填埋处置场的地质环境适宜性评价工作，笔者得出如下结论:在松散层广布、有效阻隔层厚度薄的地区是不适宜进行垃圾处置场建设的。尤其在评价结果为“不适宜区”建场，将会带来严重的环境地质问题——不仅会对地表水体和地下水产生污染，严重影响到周围居民的正常生活，带来安全隐患，而且面临高昂的防渗、降水处理费用。

在这些城市首先要选取评价结果为“较不适宜”或“较适宜”的地区建场，同时要选择地下水位埋深相对较大、有效隔阻层较大的地段。垃圾填埋坑开挖完成后，应在填埋坑底部和侧壁铺设一定厚度的粘土衬垫，并需做好压实处理，以防垃圾淋滤液向地下水渗漏，对地下水造成污染。并建议在垃圾处置场布置两条相互垂直的地下水水质监测剖面，监测地下水质变化情况，发现污染及时采取必要的工程措施，防治污染进一步扩大。

总之，城市垃圾处置场的建设与民生紧密相关，在城市规划中，垃圾处置场的选址务必坚持地质先行，保证其科学性，以使其后期运行过程中尽量减小对地质环境的负面影响。

［1］中国地质学会城市地质研究会，中国城市地质［M］，中国大地出版社，2005

［2］刘长礼，城市垃圾地质环境影响调查评价方法［M］，地质出版社，2006

［3］赵云章等，黄河下游影响带地下水资源评价及可持续开发利用［M］，中国大地出版社，2002

［4］河南省地质矿产局，河南省区域地质志［M］，地质出版社，1982

［5］河南省地勘局第一水文地质工程地质队，河南省濮阳市规划区地面沉降勘查报告，2000

［6］河南省地质调查院，河南省主要城市环境地质调查评价报告［M］，2009

［7］河南省发展与改革委员会，中原城市群总体发展规划纲要(2006～2020)［M］，2006

［8］黄河水利委员会黄河志总编辑室，河南黄河志［M］，黄河水利出版社，1984

［9］河南省地质调查院，黄河下游河南段悬河稳定性调查评价报告［M］，2003