黃河下游沖積平原城市垃圾填埋處置場選址地質建議

龔曉潔，袁 征，楊 坡，寇亞飛，陳光宇

(1．河南省地質調查院，河南 鄭州，450001;2．河南省地質礦產勘查開發局第二水文地質工程地質隊，河南 鄭州，450053)

黃河是我們偉大的母親河，在廣袤的黃河下游沖積平原上，黃河歷次泛濫形成的厚層第四紀松散堆積物給當地民生帶來極大便利的同時，也給當地城市發展規劃帶來了一些困擾。隨著城市發展進程的加快，城市人口的激增、生活水平的提高，城市垃圾出現了加速增長的態勢，許多城市都面臨著垃圾圍城的窘境，新建城市垃圾填埋場，無疑成為當務之急。其選址在城市發展規劃中顯得愈發重要，而在選址的眾多制約因素中，地質環境條件作為基礎，需要作為首要條件進行考慮，因此顯得尤為重要。現以開封、濮陽、周口市為例，就各城市垃圾填埋處置場建設的地質環境適宜性進行評價。

1 地質背景條件

開封、濮陽、周口市分別位于黃河下游沖積平原的中部、北部和南緣，其地貌部位各具代表性——開封市處于黃河沖積平原沖積扇的脊軸部，地表可見黃河歷次泛濫改道所留下的遺跡;濮陽市位于黃河故道區，長期接受黃河泛濫改道堆積，分布了密集的古河道帶砂層;周口市則位于黃河沖積扇南緣，以細顆粒沉積物為主。

1.1 自然地理

這三個城市均呈現西高東低的地勢特征，地形起伏不大，坡降小于1/2000。地表巖性多為粉砂、粉土和粉質粘土等松散堆積物。

1.2 地質構造特征

三個城市均位于華北凹陷內，所處的構造部位見圖1。根據《區域環境地質調查總則》中區域地殼穩定性分級標準進行判別——開封市、周口市地殼屬基本穩定，濮陽市處于地震次不穩定區。

1.3 水文地質條件

淺層含水巖組包括全新統、上更新統、中更新統上段含水砂層。含水層底板埋深一般60～120m，開封北最深可達140m。由于地下水開采量持續超采，致使各城市存在不同程度的地下水位降落漏斗(據2008年7月水位統調數據)。

圖1 構造綱要圖

1.4 淺表巖性特征

1．4．1 開封市

從北向南大致平行于現黃河劃分為黃河河漫灘、背河洼地、微傾斜平地三個地貌單元。黃河河漫灘區主要分布于黃河大堤內，其巖性特征上部以黃河沖積的粉細砂、細砂、粉土為主，下部以粘性土為主，水位埋深2～10m;背河洼地區主要呈條帶狀分布于黃河大堤外側，上部以黃河沖積的粉細砂、細砂、粉土為主，下部以粘性土為主，水位埋深2～8m;微傾斜平地工程地質區上部以粉土、粉質粘土為主，下部以粉砂、粉土為主，水位埋深2～20m。

1．4．2 濮陽市

淺部土體受古黃河沖積泛濫影響明顯，空間分布不穩定、相變明顯，可分為:黃河故道區、泛流平地區、決口扇形地區。黃河故道區位于濮陽市南部，呈東西條帶狀分布，地下水埋深一般小于10m。巖性組合為上粗下細的雙層結構:上部為粉細砂、泥質粉砂，下部為粉土或粉質粘土，普遍有淤泥質分布;泛流平地區巖性組合為上細下粗的雙層(或多層)結構:上部為粉土，局部為粉質粘土，其下為粉質粘土，局部為粘土，夾有淤泥質土，下部為粉砂、細砂，水位埋深一般10～20m;決口扇形地區位于濮陽市西部，呈扇形分布，地表多有砂壟、砂丘，水位埋深一般15～20m。巖性組合為粗—細—粗的多層結構:上部為粉細砂、細砂，其下為粉土，局部為粉質粘土、粘土和淤泥質土，下部為粉砂、細砂。

1．4．3 周口市

大體以穎河北側為界，以北為黃河沖積平原區，以南為淮河沖積平原區。黃河沖積平原區上部為粉土、粉質粘土互層，下部為粉細砂，水位埋深2～6m;淮河沖積平原區為沙穎河泛流平原，上部以粘土、粉質粘土為主，下部為粉細砂，水位埋深 1．5～5．9m。

2 城市垃圾填埋處置場選址的地質建議

城市垃圾填埋處置場的選址就是以垃圾對地質環境影響評價結果為基礎，綜合考慮建場后的環境效應、經濟效應和社會效應，采用數理統計和層次分析(AHP)的方法，對城市垃圾處置場選址的地質適宜性做出客觀評價。

2.1 評價原則

根據城市規劃和垃圾填埋場選址的各種社會環境、地質環境等影響因素，構建垃圾填埋場場址評價層次結構模型(圖 2)。

根據城市發展規劃、城市垃圾處置的歷史與現狀、以及各垃圾處置場的影響制約因素在場地適應性評價中所占的比重，各因素的重要性由重到輕排序依次為:地質環境條件＞環境保護要求＞交通運輸條件＞社會環境條件＞場地建設條件。

2.2 候選場址適宜性層次分析綜合評價數學模型

對于垃圾填埋場場址適宜性評價系統，采用多目標決策的線性加權方法來描述，將垃圾填埋場適宜性評價的各個評價影響因子有機地結合起來，建立一個廣義的目標函數，見式1:

圖2 城市垃圾填埋場評價層次結構模型

式中:Z為候選垃圾填埋場場址綜合評價適宜性總評分;Zi為對第一層(準則層)評價影響因子第i影響因子評價總分;Ki為第一層評價影響因子層第i影響因子權重;Kij第二層評價影響因子第j影響因子權重;Kijs第三層評價影響因子第j影響因子實際貢獻權重。

2.3 制定垃圾填埋場選址適宜性評價優選標準

按照建設部等部門出臺的《城市生活垃圾衛生填埋工程項目建設標準》的要求，填埋場的選址，應符合城市總體規劃、環境衛生專業規劃，以及現行國家標準《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889)和《城市生活垃圾衛生填埋技術規范》(CJJ16)的要求。根據相關規范要求，對這幾個城市在地質分區的基礎上進行選址地質環境適宜性評價，評價等級標準見表1。

表1 垃圾填埋場地適宜性等級標準

2.4 評價結果

2．4．1 現有垃圾場評價結果

開封市楊正門垃圾場不適宜;濮陽市天陰村垃圾場較適宜;周口市大閘沙河南岸、城北許莊南、周口師專窯廠的三座垃圾處置場分別為不適宜和較不適宜。

2．4．2 未來垃圾處置場優選結果

在地質環境分區的基礎上，對幾個城市進行垃圾處置場地質環境適宜性評價，結果顯示:這三個城市均沒有適宜建場區，具體結果為:

1)開封市

不適宜區:包括開封市城區和南、西北郊的大部分地帶，地形平坦起伏小、區內包括龍亭，包公湖、鐵塔等諸多游覽區，地下水位埋深較小，潛水位30米以淺基本不存在有效隔阻層，區內粘土、粉質粘土資源相對匱乏等諸多不利因素影響，該區未來垃圾處置場建場綜合評價結果為不適宜區。

較不適宜區:包括開封市東北郊道士房-土柏崗-崗西一帶，該區地形平坦無起伏，地下水位埋深適中，無大的地表水體和集中供水水源地，包氣帶巖性顆粒較細，存在中厚層粉土層和薄層粉質粘土層，滲透性中等～弱滲透性，最終評價結果為較不適宜區。

2)濮陽市

大部分地區為不適宜區:地下水位埋深2～30m，包氣帶巖性以粉砂、粉土為主，有效阻隔層較薄，防污性能差，其中包括黃河故道區和主城區以及西南部的蔬菜種植基地。

較不適宜區分布在市區東部柳屯—岳村—柳格一帶，地下水位埋深＞15m，包氣帶巖性以粉土、粉質粘土、粉砂互層為主，有效阻隔層較厚，防污性能一般。

在王什鄉一帶為較適宜區，地下水位埋深＞15m，包氣帶巖性以粉質粘土、粉土為主，有效阻隔層較厚，防污性能較好。

3)周口市

不適宜區:周口市城區及沙河、潁河、賈魯河周邊800m范圍內，呈條帶狀分布。地下水位埋深＜15m，包氣帶巖性以粉土為主，有效阻隔層較薄，防污性能一般，對地表水體有污染。

其余地區為較不適宜區，地下水位埋深＜15m，包氣帶巖性以粉質粘土為主，有效阻隔層較薄，防污性能一般。

3 討論

3.1 關于評價指標權重的選取

本文是在城市環境地質調查評價 工作的基礎上進行進一步探討。在整體工作過程中，為了評價結果的可比性，在所有城市的評價指標權重選取上力求一致，這就使得地質條件差異較大的城市評價結果出現了較大分異(有效阻隔層厚度大、防污性能好的的地區，其建場適宜性就比較好)。如何合理地確定不同類型地質條件的權重指標，在保持指標不變的前提下，相應地調整權重系數，使得評價方法更加科學有效，將是下一步的研究重點。

3.2 不適宜垃圾處置場建設的城市如何選址的討論

本文中三個城市是處于黃河下游沖積平原三個典型部位的城市，其評價結果可以概略地反映出黃河下游沖積平原城市的共同問題——在這種松散層廣布的城市，是沒有合適的場地進行垃圾處置場建設的。為今之計，除了垃圾無害化處理，唯有加強防護措施，使建場以后的危害最小化。

4 結論

通過對黃河下游沖積平原不同部位的三個城市的城市垃圾填埋處置場的地質環境適宜性評價工作，筆者得出如下結論:在松散層廣布、有效阻隔層厚度薄的地區是不適宜進行垃圾處置場建設的。尤其在評價結果為“不適宜區”建場，將會帶來嚴重的環境地質問題——不僅會對地表水體和地下水產生污染，嚴重影響到周圍居民的正常生活，帶來安全隱患，而且面臨高昂的防滲、降水處理費用。

在這些城市首先要選取評價結果為“較不適宜”或“較適宜”的地區建場，同時要選擇地下水位埋深相對較大、有效隔阻層較大的地段。垃圾填埋坑開挖完成后，應在填埋坑底部和側壁鋪設一定厚度的粘土襯墊，并需做好壓實處理，以防垃圾淋濾液向地下水滲漏，對地下水造成污染。并建議在垃圾處置場布置兩條相互垂直的地下水水質監測剖面，監測地下水質變化情況，發現污染及時采取必要的工程措施，防治污染進一步擴大。

總之，城市垃圾處置場的建設與民生緊密相關，在城市規劃中，垃圾處置場的選址務必堅持地質先行，保證其科學性，以使其后期運行過程中盡量減小對地質環境的負面影響。

［1］中國地質學會城市地質研究會，中國城市地質［M］，中國大地出版社，2005

［2］劉長禮，城市垃圾地質環境影響調查評價方法［M］，地質出版社，2006

［3］趙云章等，黃河下游影響帶地下水資源評價及可持續開發利用［M］，中國大地出版社，2002

［4］河南省地質礦產局，河南省區域地質志［M］，地質出版社，1982

［5］河南省地勘局第一水文地質工程地質隊，河南省濮陽市規劃區地面沉降勘查報告，2000

［6］河南省地質調查院，河南省主要城市環境地質調查評價報告［M］，2009

［7］河南省發展與改革委員會，中原城市群總體發展規劃綱要(2006～2020)［M］，2006

［8］黃河水利委員會黃河志總編輯室，河南黃河志［M］，黃河水利出版社，1984

［9］河南省地質調查院，黃河下游河南段懸河穩定性調查評價報告［M］，2003