層次分析法在城市生活垃圾填埋場選址中的應用
——以皖南某市北部研究區為例

朱 俊， 李牧欣

(1.安徽省地質環境監測總站，安徽 合肥 230001； 2.第一水文工程地質勘查院，安徽 蚌埠 233000)

研究區現有垃圾場一處，目前填埋區已基本填埋，處于封存狀態。為有效地控制城市生活垃圾對環境的不利影響，盡量使城市生活垃圾做到無害化、減量化、資源化，提高城市的環境衛生質量和人民的生活水平，達到國家衛生城市的要求，對研究區新垃圾場選址進行適宜性評價并給出適當建議。

1 研究區概況

研究區位于安徽省東南部，境內交通便利，全市已實現村村通公路。研究區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。該區域屬于北亞熱帶季風亞濕潤氣候區。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。水系屬長江流域，水資源豐富，以地表水為主，地下水資源相對貧乏。研究區屬揚子地層區江南地層分區，出露有寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀、三疊紀、白堊紀地層及河谷地帶發育的第四紀地層。根據地下水賦存條件及含水介質，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個類型。

2 評價思路

(1)根據垃圾場選址的任務書和有關規范，收集研究區內氣象、地形地貌、土地利用用規劃圖、交通圖、水利規劃圖、地質圖、水文地質圖、工程地質圖、遙感解譯圖等資料；

(2)分析研究區生活垃圾填埋場選址的主要因素，建立生活垃圾填埋場選址適宜性的評價體系，然后將評價指標因子與選址原則結合起來,建立層次分析結構圖。利用層次分析法把各選址限制因子進行量化,得出各因素的相對權重值。相對權重導入數據庫。最后利用mapgis軟件對水文、地質、交通、氣象、人文等資料進行矢量化處理，通過空間分析，繪制適宜性區劃圖。

(3)對適宜性區劃圖進行評價分析，為某市未來垃圾處理提供建議。

3 垃圾填埋場選址適宜性評價

3.1 層次評價模型建立

研究區垃圾填埋場的選址評價，在依據城市區域的社會經濟發展、城市發展規劃及生態與地質環境特點基礎上，主要考慮地質環境條件、水文地質條件、交通運輸條件、氣象、人文等大方面因素來進行，各大影響因素又包含了若干子因素等遞階式影響。模型分為目標層A，制約因素層B和次級制約因素層C三層(圖1)。

依據研究區垃圾填埋場選址影響因子特點，制定各個影響因子的實際貢獻權值標準表。

3.2 數學評價模型

計算公式為多目標、多層次的目標函數，將垃圾填埋場的選址適宜性評價涉及的各個子系統(子因素)有機地結合起來，通過計算量化來實現其適宜性評價目的。

圖1 城市垃圾填埋場評價層次結構模型圖

式中：Z為某堆放場適宜性總分；Zi為第一層制約因素第i項影響因素之總分。i為第一層制約因素第i項影響因素，i=1,2,…,n；n為某垃圾場第一層制約因素個數；j為第一層制約因素第i項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項影響因素之個數(K1=1，2，…，n)；Ki00為第一層制約因素第i子因素權重；Kij0為第二層制約因素第j子因素權重；Kijl為第三層制約因素第L因素權重；KijLS為第三層制約因素第三因素實際貢獻權重。

利用以上層次分析法和相應的評價模型對研究區城市垃圾填埋場選址的適宜性評價。將工作區分為適宜、較適宜、勉強適宜、不適宜，適宜性評定標準采用百分制進行分級，具體分級標準見表1。

表1 適宜性等級標準

3.3 構造判斷矩陣及理論權重計算

依據研究區垃圾填埋場選址影響因子特點及各個影響因子的實際貢獻權值，經專家研討層次結構中各評價因素相對重要性兩兩比較給出量化構造判斷矩陣列表并用軟件計算相對權重如下表(表2)。

表2 各制約因素相對權重計算結果

3.4 實際貢獻權重計算及最終評定

將研究區工作區分別按0.5 km×0.5 km劃分出1 851個單元。然后根據表2～表5評價因子指標體系劃分確定各單元制約因素C的實際貢獻權重。然后用垃圾場選址適宜性評價數學模型求得單元格綜合得分。

3.5 垃圾填埋場區劃結果

綜上所述，工作區垃圾場場地適宜性最終結果如表3、圖2。

表3 較適宜區評分結果

圖2 場地適宜性評價結果圖

4 研究結論

(1)根據《生活垃圾衛生填埋處理技術規范》等規范收集研究區地質環境、水文地質、交通運輸、氣象、人文等資料，利用數學建模及層次分析法對每類單要素及綜合指標進行了評價。根據評價結果將工作區劃分為較適宜區、勉強適宜區、不適宜區。

(2)在綜合評價結果的基礎上選取了2個垃圾填埋場的最佳適宜場地(I2、I4)，I2區位于河瀝溪街道辦事處的東北方向，面積38.23 km2，占工作區總面積8.85%；I4區位于雞山村南側，面積3 km2，占工作區總面積0.69%；這2處場地優點是原始場地地質條件優越，且位于主城區周邊，場地施工及垃圾運輸成本低。另外2個備選場地(I1、I3)，I3區位于長虹村、荊虹村，面積12.40 km2，占工作區總面積2.87%，場地條件較優越，但是運距較長，垃圾處理成本較高；I1區位于港口鎮西側，面積4.52 km2，占工作區總面積1.05%，離主城區較遠，但是可以作為未來港口副城區的垃圾填埋場選址。

5 建議

(1)因為此次評價重點是對地質條件和水文條件因子進行評價，具體地形地貌中坡度較大，呈現三

面山崗環繞，其內可能存在有“S”和“Y”的天然溝谷，這些區域因其儲存空間大、良好的封閉性，對周圍環境的影響很小，因此可作為垃圾場建設的首選地，該區域的選址需進行詳細的現場地質勘察。本次工作因為時間及資金等方面的限制，對此類區域未作詳細調查。

(2)根據研究區現有垃圾處理狀況，以及研究區特殊的地理環境及未來發展方向，應綜合考慮垃圾填埋場與垃圾焚燒、垃圾熱解法、生物降解法等處理方式的優劣，保障城市綠色循環發展。