层次分析法在城市生活垃圾填埋场选址中的应用——以皖南某市北部研究区为例

朱 俊， 李牧欣

(1.安徽省地质环境监测总站，安徽 合肥 230001； 2.第一水文工程地质勘查院，安徽 蚌埠 233000)

研究区现有垃圾场一处，目前填埋区已基本填埋，处于封存状态。为有效地控制城市生活垃圾对环境的不利影响，尽量使城市生活垃圾做到无害化、减量化、资源化，提高城市的环境卫生质量和人民的生活水平，达到国家卫生城市的要求，对研究区新垃圾场选址进行适宜性评价并给出适当建议。

1 研究区概况

研究区位于安徽省东南部，境内交通便利，全市已实现村村通公路。研究区位于皖南某市域北部，地貌类型以低山、丘陵、平原地貌为主，零星分布有中山。该区域属于北亚热带季风亚湿润气候区。气候温和、雨量充沛、日照尚足，四季分明。春季气温回暖早，不稳定，春末夏初，降水集中，有洪涝，夏季有伏旱，秋季降温快，常有秋绵雨。水系属长江流域，水资源丰富，以地表水为主，地下水资源相对贫乏。研究区属扬子地层区江南地层分区，出露有寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、白垩纪地层及河谷地带发育的第四纪地层。根据地下水赋存条件及含水介质，将地下水划分为松散岩类孔隙水、红层孔隙裂隙水、碳酸盐类裂隙岩溶水、基岩裂隙水4个类型。

2 评价思路

(1)根据垃圾场选址的任务书和有关规范，收集研究区内气象、地形地貌、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、遥感解译图等资料；

(2)分析研究区生活垃圾填埋场选址的主要因素，建立生活垃圾填埋场选址适宜性的评价体系，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。相对权重导入数据库。最后利用mapgis软件对水文、地质、交通、气象、人文等资料进行矢量化处理，通过空间分析，绘制适宜性区划图。

(3)对适宜性区划图进行评价分析，为某市未来垃圾处理提供建议。

3 垃圾填埋场选址适宜性评价

3.1 层次评价模型建立

研究区垃圾填埋场的选址评价，在依据城市区域的社会经济发展、城市发展规划及生态与地质环境特点基础上，主要考虑地质环境条件、水文地质条件、交通运输条件、气象、人文等大方面因素来进行，各大影响因素又包含了若干子因素等递阶式影响。模型分为目标层A，制约因素层B和次级制约因素层C三层(图1)。

依据研究区垃圾填埋场选址影响因子特点，制定各个影响因子的实际贡献权值标准表。

3.2 数学评价模型

计算公式为多目标、多层次的目标函数，将垃圾填埋场的选址适宜性评价涉及的各个子系统(子因素)有机地结合起来，通过计算量化来实现其适宜性评价目的。

图1 城市垃圾填埋场评价层次结构模型图

式中：Z为某堆放场适宜性总分；Zi为第一层制约因素第i项影响因素之总分。i为第一层制约因素第i项影响因素，i=1,2,…,n；n为某垃圾场第一层制约因素个数；j为第一层制约因素第i项影响因素的第二层子因素第j子因素(j=0，1，2)；L为第二层制约因素第三层子因素的第L子因素L=0，1，2，…，n；K1为第一层制约因素第i项影响因素之个数(K1=1，2，…，n)；Ki00为第一层制约因素第i子因素权重；Kij0为第二层制约因素第j子因素权重；Kijl为第三层制约因素第L因素权重；KijLS为第三层制约因素第三因素实际贡献权重。

利用以上层次分析法和相应的评价模型对研究区城市垃圾填埋场选址的适宜性评价。将工作区分为适宜、较适宜、勉强适宜、不适宜，适宜性评定标准采用百分制进行分级，具体分级标准见表1。

表1 适宜性等级标准

3.3 构造判断矩阵及理论权重计算

依据研究区垃圾填埋场选址影响因子特点及各个影响因子的实际贡献权值，经专家研讨层次结构中各评价因素相对重要性两两比较给出量化构造判断矩阵列表并用软件计算相对权重如下表(表2)。

表2 各制约因素相对权重计算结果

3.4 实际贡献权重计算及最终评定

将研究区工作区分别按0.5 km×0.5 km划分出1 851个单元。然后根据表2～表5评价因子指标体系划分确定各单元制约因素C的实际贡献权重。然后用垃圾场选址适宜性评价数学模型求得单元格综合得分。

3.5 垃圾填埋场区划结果

综上所述，工作区垃圾场场地适宜性最终结果如表3、图2。

表3 较适宜区评分结果

图2 场地适宜性评价结果图

4 研究结论

(1)根据《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》等规范收集研究区地质环境、水文地质、交通运输、气象、人文等资料，利用数学建模及层次分析法对每类单要素及综合指标进行了评价。根据评价结果将工作区划分为较适宜区、勉强适宜区、不适宜区。

(2)在综合评价结果的基础上选取了2个垃圾填埋场的最佳适宜场地(I2、I4)，I2区位于河沥溪街道办事处的东北方向，面积38.23 km2，占工作区总面积8.85%；I4区位于鸡山村南侧，面积3 km2，占工作区总面积0.69%；这2处场地优点是原始场地地质条件优越，且位于主城区周边，场地施工及垃圾运输成本低。另外2个备选场地(I1、I3)，I3区位于长虹村、荆虹村，面积12.40 km2，占工作区总面积2.87%，场地条件较优越，但是运距较长，垃圾处理成本较高；I1区位于港口镇西侧，面积4.52 km2，占工作区总面积1.05%，离主城区较远，但是可以作为未来港口副城区的垃圾填埋场选址。

5 建议

(1)因为此次评价重点是对地质条件和水文条件因子进行评价，具体地形地貌中坡度较大，呈现三

面山岗环绕，其内可能存在有“S”和“Y”的天然沟谷，这些区域因其储存空间大、良好的封闭性，对周围环境的影响很小，因此可作为垃圾场建设的首选地，该区域的选址需进行详细的现场地质勘察。本次工作因为时间及资金等方面的限制，对此类区域未作详细调查。

(2)根据研究区现有垃圾处理状况，以及研究区特殊的地理环境及未来发展方向，应综合考虑垃圾填埋场与垃圾焚烧、垃圾热解法、生物降解法等处理方式的优劣，保障城市绿色循环发展。