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摘要：本文作者结合实际工作经验，介绍了垃圾场在选择场址时需要注意的问题，供大家参考借鉴。
关键词：垃圾填埋场；选址；探讨
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
1 填埋场场地地质条件
1.1 地表的自然形态多种多样,高低起伏,因地而异。填埋场址选择首先要考虑不同地质作用条件下形成的地形特征、地貌单元、海拔高度等,其中直观的影响因素有地形的坡度、起伏、沟谷发育程度等。应充分利用自然条件,因地制宜,尽力降低土方量,利用自然洼地和谷地;场地自然坡度应有利于施工和其他建筑设施的布置,一般边坡高度<15m;应便于监测系统的布置,尽可能使监测方便。
山谷型填埋场一般利用三面山坡作为边坡,因而边坡稳定性问题是十分重要的。天然边坡的稳定性与其产状、应力历史、风化程度和外部条件有关。人工边坡则与土体抗剪强度、边坡开挖形式、支护形式和施工程序有关。在施工期或填埋作业初期,由于坡脚开挖和其它人为营力影响,填埋场天然边坡与人工开挖边坡的稳定性最差。若边坡中有软弱夹层或结构面,在填埋过程中易受孔隙压力作用而产生平滑型或顺层型滑坡,均质土体边坡在坡脚开挖或风化作用下易产生转动型或圆弧型滑坡,严重影响填埋场的使用。而对于一些采用采石场或废弃矿场作为场址的填埋场,这种填埋场的边坡一般都比较陡,且由于卸载和风化作用形成的破碎带较厚,构造复杂,易产生崩塌破坏。
1.2 平面型填埋场主要是地基稳定性问题。所谓地基稳定性是指地基在填埋体压力及其它外部荷载作用下抵抗剪切破坏的能力。稳定性破坏形式主要有整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。所以事先要对场址进行土体性质试验。测定其压缩性、含水量。若地基土体是不可压缩的,且有一定的抗剪强度,其破坏形式一般为整体冲剪破坏。如地基土较为松散软弱,则破坏形式通常为冲剪破坏。介于两者之间发生局部剪切破坏的可能性很大。还要确定有无存在饱和塑性软粘土和淤泥夹层,可能夹有砂土或粉沙薄层或透镜体。因为在荷载作用下,饱和粘性土或淤泥层渗透性差,空隙水压力高,有效应力减小。而含有透镜体层则因渗透性好,周围土体中的大量水分进入使孔隙水压力不断增加,有效应力减小,土的抗滑能力降低。其它一些特种土如黄土遇水产生明显沉降,膨胀土遇水体积膨胀。泥化土会产生不均匀沉降。填埋场设计时要充分考虑这些因素,及早进行防范与处理。
2 自然地理及气象条件
2.1 地形
场地不宜选择在地形坡度起伏变化大的地方。坡度大,场地施工麻烦,增加场地与建筑费用。坡度大,不良地质如滑坡、泥石流等灾害就越容易发生。更重要的是坡度大,地下水流的水力坡度就大,流速大,各种有害物质在地下运动时速度与扩散距离就大,加大了污染范围。
2.2 气象因素
垃圾场总是有一定的气味,特别在夏季。在选址时还应考虑城市的风向以及以后城市的发展规划的要求,一般应选择在夏季城市主导风向下风向。同时,场内的塑料、固体小颗粒及其它杂物,一般在风速>5m/s时,将会被吹扬起来,扩散到场外。降雨条件对场地也有影响,在雨量充沛的地区,需要设置截洪沟,以便在雨季将场地周围和填埋体顶部的雨水及时排出,不在场区形成积水。
2.3 覆盖土源及植被
垃圾实行分层填埋、碾压。最后封场还需要大量防渗粘土。垃圾场顶部地表迳流量的大小与垃圾的密实度、覆土厚度、覆土材料、表面材料和排水条件有关。所以要求场址周围有大量渗透系数小、可作防渗用的粘土。场区的植被可以截留部分降水、固化土壤,防止水土流失,还可以美化场区环境。
3 地下水水文地质因条件
3.1 含水层特征影响
3.1.1 含水层渗透系数K越大,水的渗透能力越大,根据公式V=ki可知,在水力坡度相同时,K越大,地下水流速越大,有害物质在含水层中传播速度越快,使有害物质在水中有静水扩散传播转变为流动状态下的渗透弥散迁移。同时由于渗透性强的岩层对水的净化吸附能力较弱,相对于K较小的岩层,有害物质来不及吸附、净化便被传播到较远的地方,所以渗透系数大对场地选择不利。
3.1.2 含水层的厚度越小,同一时间与流速情况下流经该地区的迳流量就小,有害物质扩散效果就差,有利于场地的选择。若垃圾场需要采用垂直防渗措施,含水层厚度小还使得施工方便,投资也相应减少。
3.1.3 地下水的水力坡度还与含水层倾角有关。倾角越大,坡度越大,地下水流速越大,有害物质扩散就会越严重。
3.1.4 若两个含水层之间完全没有联系,即使有一个含水层受到了污染,另一个含水层也不会受到影响。但是地下构造复杂,不同的含水层可以通过各种导水断层、溶蚀空洞等通道相联系,或者对其它含水层形成越层补给,从而很容易扩大有害物质的污染范围。尤其是选择地下溶洞作为垃圾场填埋地时。由于溶洞基岩裂隙发育完全,地下溶蚀空洞交错发达,不易发觉。且一般溶洞出口都与湖泊、河流等相通,若防渗处理的不好,滤液渗漏很容易造成大面积的水源污染。所以在建场之前,需要对地下含水层作充分勘查。
3.2 地下水特征的影響
3.2.1 水位。垃圾场的基础应高于地下最高丰水位1m以上,且在百年一遇的洪水水位标高以上。地下水位埋藏较浅,从填埋场渗漏的滤液未经过充分净化就与地下水混合,滤液中的有害物质含量还很大,对地下水的污染也就越大。当地下水位较深时,由于土壤具有滤化的能力,可以将滤液中的有害物质留在土壤中,减小污染程度。
3.2.2 水温。水温越高,元素与化合物的活性越强。水对污染物的溶解能力越强。有害物质在水中的扩散运动能力增强。温度升高将降低水的粘滞系数。增强水的运动能力。
3.2.3 地下水补给条件。地下水总是从补给区流向迳流区和排泄区。场址选择在补给区,常会影响迳流区与排泄区水质条件,不利于地下水的保护。若场址选在迳流区。由于强迳流区地下水流量与流速很大,易将有害物质携带更远。而弱迳流区则相对的要好一些,所以弱迳流区的场址更有利于地下水的保护。若场址选择在排泄区,应注意地下水是否排向地表水体,若是,就必须与地表水体保持一定的距离,以免对地表水形成污染。
3.2.4 地下水的pH值。碱金属一般在地下水的pH值中不能形成氢氧化物沉淀,具有很高的迁移性。pH值降低使硫化物和硫络合物分解成固体硫合物,使其迁移性降低。pH值提高也会增加生成阴离子元素(如Mo、W、Ge等)的迁移能力。总之,pH值对不同有害物质的迁移性影响能力不同,需要根据实际情况确定是否要对pH值进行调节处理。
4 结束语
随着经济发展与人民生活水平的提高,城市固体废弃物也不断增加,其成分愈加复杂,对环境危害越来越大。在我国,卫生填埋法是目前处理垃圾的最主要的方法之一。但城市闲置土地资源有限,同时,本着经济与方便的原则,不能将垃圾场建到离城市很远处。作为一项系统工程,垃圾场的建设不仅要考虑到场地地质水文等条件,还要考虑到垃圾对周围人的生存环境、生态环境、水环境与大气环境的影响。所以在垃圾场建设过程中,场址选择显得十分的重要。一般需要进行调查研究,反复论证,以确定最优化方案。垃圾填埋场在设计建设的选址阶段所需要考虑的问题主要有场地工程地质条件,地下水文条件,自然气象条件以及地形地貌等条件。
参考文献:
[1] 高忠爱,等.固体废弃物的处理与处置[M].高等教育出版社,2005.
[2] 赫英臣,孟伟.固体废弃物安全填埋 场选址与勘查技术[M].海洋出版社,2007.
[3] 高文武,任建锋.城市生活垃圾处理、处置方法的比较[J].黑龙江环境通报, 2011, (4).
关键词：垃圾填埋场；选址；探讨
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
1 填埋场场地地质条件
1.1 地表的自然形态多种多样,高低起伏,因地而异。填埋场址选择首先要考虑不同地质作用条件下形成的地形特征、地貌单元、海拔高度等,其中直观的影响因素有地形的坡度、起伏、沟谷发育程度等。应充分利用自然条件,因地制宜,尽力降低土方量,利用自然洼地和谷地;场地自然坡度应有利于施工和其他建筑设施的布置,一般边坡高度<15m;应便于监测系统的布置,尽可能使监测方便。
山谷型填埋场一般利用三面山坡作为边坡,因而边坡稳定性问题是十分重要的。天然边坡的稳定性与其产状、应力历史、风化程度和外部条件有关。人工边坡则与土体抗剪强度、边坡开挖形式、支护形式和施工程序有关。在施工期或填埋作业初期,由于坡脚开挖和其它人为营力影响,填埋场天然边坡与人工开挖边坡的稳定性最差。若边坡中有软弱夹层或结构面,在填埋过程中易受孔隙压力作用而产生平滑型或顺层型滑坡,均质土体边坡在坡脚开挖或风化作用下易产生转动型或圆弧型滑坡,严重影响填埋场的使用。而对于一些采用采石场或废弃矿场作为场址的填埋场,这种填埋场的边坡一般都比较陡,且由于卸载和风化作用形成的破碎带较厚,构造复杂,易产生崩塌破坏。
1.2 平面型填埋场主要是地基稳定性问题。所谓地基稳定性是指地基在填埋体压力及其它外部荷载作用下抵抗剪切破坏的能力。稳定性破坏形式主要有整体剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。所以事先要对场址进行土体性质试验。测定其压缩性、含水量。若地基土体是不可压缩的,且有一定的抗剪强度,其破坏形式一般为整体冲剪破坏。如地基土较为松散软弱,则破坏形式通常为冲剪破坏。介于两者之间发生局部剪切破坏的可能性很大。还要确定有无存在饱和塑性软粘土和淤泥夹层,可能夹有砂土或粉沙薄层或透镜体。因为在荷载作用下,饱和粘性土或淤泥层渗透性差,空隙水压力高,有效应力减小。而含有透镜体层则因渗透性好,周围土体中的大量水分进入使孔隙水压力不断增加,有效应力减小,土的抗滑能力降低。其它一些特种土如黄土遇水产生明显沉降,膨胀土遇水体积膨胀。泥化土会产生不均匀沉降。填埋场设计时要充分考虑这些因素,及早进行防范与处理。
2 自然地理及气象条件
2.1 地形
场地不宜选择在地形坡度起伏变化大的地方。坡度大,场地施工麻烦,增加场地与建筑费用。坡度大,不良地质如滑坡、泥石流等灾害就越容易发生。更重要的是坡度大,地下水流的水力坡度就大,流速大,各种有害物质在地下运动时速度与扩散距离就大,加大了污染范围。
2.2 气象因素
垃圾场总是有一定的气味,特别在夏季。在选址时还应考虑城市的风向以及以后城市的发展规划的要求,一般应选择在夏季城市主导风向下风向。同时,场内的塑料、固体小颗粒及其它杂物,一般在风速>5m/s时,将会被吹扬起来,扩散到场外。降雨条件对场地也有影响,在雨量充沛的地区,需要设置截洪沟,以便在雨季将场地周围和填埋体顶部的雨水及时排出,不在场区形成积水。
2.3 覆盖土源及植被
垃圾实行分层填埋、碾压。最后封场还需要大量防渗粘土。垃圾场顶部地表迳流量的大小与垃圾的密实度、覆土厚度、覆土材料、表面材料和排水条件有关。所以要求场址周围有大量渗透系数小、可作防渗用的粘土。场区的植被可以截留部分降水、固化土壤,防止水土流失,还可以美化场区环境。
3 地下水水文地质因条件
3.1 含水层特征影响
3.1.1 含水层渗透系数K越大,水的渗透能力越大,根据公式V=ki可知,在水力坡度相同时,K越大,地下水流速越大,有害物质在含水层中传播速度越快,使有害物质在水中有静水扩散传播转变为流动状态下的渗透弥散迁移。同时由于渗透性强的岩层对水的净化吸附能力较弱,相对于K较小的岩层,有害物质来不及吸附、净化便被传播到较远的地方,所以渗透系数大对场地选择不利。
3.1.2 含水层的厚度越小,同一时间与流速情况下流经该地区的迳流量就小,有害物质扩散效果就差,有利于场地的选择。若垃圾场需要采用垂直防渗措施,含水层厚度小还使得施工方便,投资也相应减少。
3.1.3 地下水的水力坡度还与含水层倾角有关。倾角越大,坡度越大,地下水流速越大,有害物质扩散就会越严重。
3.1.4 若两个含水层之间完全没有联系,即使有一个含水层受到了污染,另一个含水层也不会受到影响。但是地下构造复杂,不同的含水层可以通过各种导水断层、溶蚀空洞等通道相联系,或者对其它含水层形成越层补给,从而很容易扩大有害物质的污染范围。尤其是选择地下溶洞作为垃圾场填埋地时。由于溶洞基岩裂隙发育完全,地下溶蚀空洞交错发达,不易发觉。且一般溶洞出口都与湖泊、河流等相通,若防渗处理的不好,滤液渗漏很容易造成大面积的水源污染。所以在建场之前,需要对地下含水层作充分勘查。
3.2 地下水特征的影響
3.2.1 水位。垃圾场的基础应高于地下最高丰水位1m以上,且在百年一遇的洪水水位标高以上。地下水位埋藏较浅,从填埋场渗漏的滤液未经过充分净化就与地下水混合,滤液中的有害物质含量还很大,对地下水的污染也就越大。当地下水位较深时,由于土壤具有滤化的能力,可以将滤液中的有害物质留在土壤中,减小污染程度。
3.2.2 水温。水温越高,元素与化合物的活性越强。水对污染物的溶解能力越强。有害物质在水中的扩散运动能力增强。温度升高将降低水的粘滞系数。增强水的运动能力。
3.2.3 地下水补给条件。地下水总是从补给区流向迳流区和排泄区。场址选择在补给区,常会影响迳流区与排泄区水质条件,不利于地下水的保护。若场址选在迳流区。由于强迳流区地下水流量与流速很大,易将有害物质携带更远。而弱迳流区则相对的要好一些,所以弱迳流区的场址更有利于地下水的保护。若场址选择在排泄区,应注意地下水是否排向地表水体,若是,就必须与地表水体保持一定的距离,以免对地表水形成污染。
3.2.4 地下水的pH值。碱金属一般在地下水的pH值中不能形成氢氧化物沉淀,具有很高的迁移性。pH值降低使硫化物和硫络合物分解成固体硫合物,使其迁移性降低。pH值提高也会增加生成阴离子元素(如Mo、W、Ge等)的迁移能力。总之,pH值对不同有害物质的迁移性影响能力不同,需要根据实际情况确定是否要对pH值进行调节处理。
4 结束语
随着经济发展与人民生活水平的提高,城市固体废弃物也不断增加,其成分愈加复杂,对环境危害越来越大。在我国,卫生填埋法是目前处理垃圾的最主要的方法之一。但城市闲置土地资源有限,同时,本着经济与方便的原则,不能将垃圾场建到离城市很远处。作为一项系统工程,垃圾场的建设不仅要考虑到场地地质水文等条件,还要考虑到垃圾对周围人的生存环境、生态环境、水环境与大气环境的影响。所以在垃圾场建设过程中,场址选择显得十分的重要。一般需要进行调查研究,反复论证,以确定最优化方案。垃圾填埋场在设计建设的选址阶段所需要考虑的问题主要有场地工程地质条件,地下水文条件,自然气象条件以及地形地貌等条件。
参考文献:
[1] 高忠爱,等.固体废弃物的处理与处置[M].高等教育出版社,2005.
[2] 赫英臣,孟伟.固体废弃物安全填埋 场选址与勘查技术[M].海洋出版社,2007.
[3] 高文武,任建锋.城市生活垃圾处理、处置方法的比较[J].黑龙江环境通报, 2011, (4).