??????? 3. GIS在固體有害廢物安全填埋場選址中的應(yīng)用途徑
??????? 地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，是在當(dāng)代計算機(jī)科學(xué)和空間技術(shù)高速發(fā)展的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的一門新興邊緣學(xué)科。它能將大量空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為人們在地球資源調(diào)查、土地利用管理、城市規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)等實踐中需要的各種有效信息, 為各專門化分析和決策提供科學(xué)依據(jù)。本研究嘗試運(yùn)用GIS技術(shù), 提高固體有害廢物安全填埋場選址的效率與精度, 并將GIS與場址選擇的綜合評判系統(tǒng)并聯(lián)起來, 形成專門為選址使用的地理信息綜合評判系統(tǒng)。
??????? 3.1場址環(huán)境背景資料的收集與管理
??????? 固體有害廢物安全填埋場的選址技術(shù)涉及到自然地理、地質(zhì)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)、社會經(jīng)濟(jì)和法律等方面的諸多因素, 它們構(gòu)成了填埋場選址的環(huán)境背景條件。如何快速、準(zhǔn)確地獲得和評價這些大量的具有空間數(shù)據(jù)特征的環(huán)境背景資料是提高填埋場選址效率和精度的關(guān)鍵。
??????? GIS所特有的基本功能, 決定了它能充分利用遙感資料這一重要的信息源, 為填埋場選址提供大量及時、準(zhǔn)確、綜合和大范圍的各種環(huán)境信息, 包括地形坡度、河網(wǎng)分布、分水嶺位置、土地利用狀況土壤類型、植被覆蓋率、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造等大量自然地理和地質(zhì)的環(huán)境背景資料。而利用不同時相的遙感資料則能實現(xiàn)對場址環(huán)境背景的動態(tài)跟蹤, 獲取動態(tài)的空間參數(shù)序列, 這對水位動態(tài)變化、水質(zhì)污染監(jiān)測及工程環(huán)境勘察等極為實用。
??????? 3.2場址基本條件的量化分析與空間分析
??????? 固體有害廢物安全填埋場場址的基本條件是由多種因素決定的, 充分利用GIS豐富的數(shù)據(jù)資源和各種表格計算能力, 可以對表征場址自然地理、地質(zhì)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)基本條件的某些參數(shù)設(shè)定變量, 相互之間進(jìn)行各種函數(shù)的統(tǒng)計分析, 確定關(guān)聯(lián)方式和相關(guān)系數(shù), 其表格計算和分析過程可直接與GIS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)相聯(lián), 成果可以表格形式輸出或進(jìn)一步參與圖件的分析及分類。
??????? 3.3填埋場選址的地理信息綜合評判系統(tǒng)
??????? 地理信息綜合評判系統(tǒng)是專門為固體有害廢物安全填埋場選址而設(shè)計的。該系統(tǒng)通過GIS 獲取各種來源的空間數(shù)據(jù), 并通過系統(tǒng)運(yùn)行向選址人員輸出各種待選場址的綜合評判結(jié)果。由于固體有害廢物安全填埋場選址是一涉及多因素、多層次的復(fù)雜系統(tǒng), 因此, 在該系統(tǒng)的設(shè)計中, 力圖體現(xiàn)以下設(shè)計思想, 即Β 復(fù)雜系統(tǒng)簡單化Ν 定性因素與定量因素相結(jié)合Ν 確定性與不確定性相結(jié)合Ν 圍繞系統(tǒng)目標(biāo)多層次、多變量相協(xié)同進(jìn)行綜合評判以及將專家知識與決策者決策風(fēng)格相結(jié)合的思想。
??????? 利用GIS進(jìn)行固體有害廢物安全填埋場的選址, 不僅可將與選址有關(guān)的場地空間數(shù)據(jù)與場地屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合, 而且可靈活、迅速、直觀地對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理, 從而明顯提高填埋場選址的效率和精度。
??????? 固體有害廢物安全填埋場選址是一個涉及多因素、多層次的復(fù)雜系統(tǒng), 對此而設(shè)計的地理信息綜合評判系統(tǒng), 一方面能充分利用GIS 的獨特功能進(jìn)行場地表征變量的空間變異性分析, 另一方面可以對填埋場場地質(zhì)量進(jìn)行多因素多層次的模糊綜合評判, 給出不同級別場地劃分的定量指標(biāo);場地質(zhì)量數(shù) , 同時給出不同場址預(yù)選方案的綜合排序。
??????? 利用GIS進(jìn)行固體有害廢物安全填埋場的選址, 不可忽視對各種基礎(chǔ)條件的深入研究, 尤其要盡可能恰當(dāng)?shù)剡x擇評價因素及確定其分級指標(biāo)和權(quán)重。
??????? 4 安全填埋場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
??????? 安全填埋場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的高低通常從以下幾個方面來控制與衡量：1 先進(jìn)的防滲技術(shù)；2 完善的滲濾液收集處理系統(tǒng)；3 合理的集排氣網(wǎng)絡(luò)；4 配套的封場與復(fù)墾工程；5 精密的預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)。與國外相比，國內(nèi)對危險廢物安全填埋技術(shù)研究與開發(fā)起步較晚，目前尚無完善的安全填埋場建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。這就要求在工程設(shè)計上借鑒工業(yè)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗，結(jié)合本地區(qū)的具體條件，建設(shè)既達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)又適合國情的安全填埋場。
??????? 4.1 防滲系統(tǒng)
??????? 有毒有害廢物對環(huán)境的污染主要有兩個途徑，一是其直接進(jìn)入環(huán)境造成的一次污染，另一是其滲濾液進(jìn)入土壤或水環(huán)境造成的二次污染。實踐證明，控制有毒有害廢物的一次污染并不難，然而控制由滲濾液引起的二次污染則必須在工程上采取必要的安全防滲措施。深圳市危險廢物安全填埋場采用國際上先進(jìn)的雙層防滲系統(tǒng)，其中主防滲系統(tǒng)為一層高密度聚乙烯防滲膜，次防滲系統(tǒng)由HDPW防滲膜和厚壓實粘土層復(fù)合而成。
??????? 4.2 滲濾液收集系統(tǒng)
??????? 有毒有害廢物對環(huán)境的危害主要來自其滲濾液。為防止有害廢物滲濾液的擴(kuò)散所造成的環(huán)境污染，深圳市危險廢物安全填埋場在場底設(shè)計了兩套滲濾液收集系統(tǒng)，即在主、次防滲系統(tǒng)上分別設(shè)置滲濾液的主收集系統(tǒng)和次收集系統(tǒng)，以此使?jié)B透到防滲系統(tǒng)上的滲濾液能夠得到迅速而及時的收集并移出場外。
??????? 4.3 集排氣網(wǎng)絡(luò)
??????? 場內(nèi)有害廢物不僅在降雨淋濾作用下產(chǎn)生滲濾液，而且物理、化學(xué)及生物的作用也會促使生成消化氣體，這就要求場內(nèi)應(yīng)設(shè)置集排氣網(wǎng)絡(luò)將氣體導(dǎo)出場外。集排氣網(wǎng)絡(luò)有主動系統(tǒng)和被動系統(tǒng)兩種類型，深圳市危險廢物安全填埋場的集排氣網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，考慮到其場容不大，產(chǎn)氣量有限等情況，采用了被動系統(tǒng)，即集排氣網(wǎng)絡(luò)由豎向?qū)夤芎晚敳考瘹鈱咏M成。豎向?qū)夤転槿┛坠?，為增?qiáng)其集導(dǎo)氣功能，周圍輔以礫石過濾層，外包無紡布以防堵塞。頂部集氣層為粗砂層，豎向集導(dǎo)氣管底部與滲濾液主收集系統(tǒng)的礫石層連接，頂部與集氣砂層相通，場內(nèi)氣體由其自然導(dǎo)出場外。
??????? 4.4 封場工程
??????? 封場工程是為了盡量減少大氣降雨滲入場內(nèi)而設(shè)置的，所以當(dāng)全部廢物入場填埋后必須進(jìn)行封場處理。封場工程包括場頂防滲層和雨水集排系統(tǒng)，頂部防滲層由壓實粘土層和防滲膜復(fù)合而成，雨水集排系統(tǒng)由鋪設(shè)于防滲膜之上的礫石疏水層和盲溝排出場外。疏水層之上為厚砂壤土保護(hù)層，最上部為耕植土，以便封場后進(jìn)行復(fù)墾綠化。
??????? 4.5 監(jiān)測系統(tǒng)
??????? 安全填埋場的監(jiān)測系統(tǒng)主要包括大氣監(jiān)測、地表水和地下水監(jiān)測以及滲濾液收集井水位監(jiān)測等。深圳市危險廢物安全填埋場除了對大氣和地表水定期采樣監(jiān)測外，在場區(qū)周圍還專門設(shè)置了地下水監(jiān)測井并監(jiān)測地下水水質(zhì)，通過場區(qū)上、下游地下水水質(zhì)的比較，判明填埋場是否發(fā)生泄漏的問題。在滲濾液收集井內(nèi)安裝有數(shù)字式自動水位觀測儀，以便記錄井內(nèi)水位變化。
??????? 5 營運(yùn)管理體制
??????? 安全填埋場建成后，能否安全運(yùn)行關(guān)鍵是要有一個科學(xué)的營運(yùn)管理體制。作為處置工業(yè)有害廢物的安全填埋場一旦建成，一般要運(yùn)行20 ～30年左右，所以營運(yùn)管理是一個漫長的過程。好的營運(yùn)管理體制，能使安全填埋場得到有效利用，保證安全的工作環(huán)境，而不引起環(huán)境問題。
??????? 6. 滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)施工監(jiān)控
??????? 在安全填埋場場底設(shè)置水平滲瀝液導(dǎo)排層和樹枝狀收集盲管, 以收集填埋場產(chǎn)生的滲濾液。
??????? ( 1) 滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)的原材料如卵石顆粒級配、碳酸鈣含量、含泥量和強(qiáng)度等, HDPE 管材的規(guī)格、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度和線膨脹系數(shù)等必須符合設(shè)計和規(guī)范要求, 并在進(jìn)場時進(jìn)行見證取樣復(fù)檢。
??????? ( 2) 導(dǎo)排管道安裝高程、平面定位、坡度和坡向必須符合設(shè)計要求。
??????? ( 3) 導(dǎo)排管穿堤段應(yīng)在堤壩修建時預(yù)埋, 管道在庫區(qū)端出露長度要滿足焊接施工要求。
??????? ( 4) 連接前, 必須將HDPE 多孔管管道清理干凈, 不得將任何可能堵塞的物質(zhì)留在管道內(nèi)。
??????? ( 5) 采用同材質(zhì)的承插管連接HDPE 多孔管;穿堤壩的HDPE 排出管連接采用熱熔焊接, 焊接強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度。
??????? ( 6) 所有管道末端必須采用HDPE 盲板封死。
??????? ( 7) 施工過程中, 為了防止HDPE 管道被破壞,必須妥善保管, 管道上方不可有重型設(shè)備通過。
??????? 7. 地下水導(dǎo)排系統(tǒng)施工監(jiān)控
??????? 地下水導(dǎo)排系統(tǒng)是為了防止地下水頂托防滲膜, 破壞防滲層結(jié)構(gòu)而設(shè)置的。主要是在場區(qū)底部設(shè)置碎石盲溝及多孔HDPE 管, 從而將地下水導(dǎo)出場區(qū), 降低地下水水位。施工監(jiān)控要點如下:
??????? ( 1) 必須在清基后立即進(jìn)行施工。
??????? ( 2) 原材料如碎石顆粒級配、碳酸鈣含量、含泥量和強(qiáng)度等, HDPE 管材的規(guī)格、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度和線膨脹系數(shù)等, 以及復(fù)合土工排水席墊抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)和孔隙率等, 必須符合設(shè)計和規(guī)范要求, 并在進(jìn)場時進(jìn)行見證取樣復(fù)檢。
??????? (3) 地下水導(dǎo)排管道安裝高程、平面定位、坡度和坡向必須符合設(shè)計要求。
??????? (4) 導(dǎo)排管穿堤段需要預(yù)埋, 堤壩施工中應(yīng)嚴(yán)格控制坐標(biāo)和高程。
??????? (5) 導(dǎo)排管在連接前必須將管道吹掃干凈, 不得將任何可能堵塞的物質(zhì)留在管道內(nèi), 場底所有管道采用套管連接, 穿堤管采用焊接, 焊接強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度。
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