??????? 3. GIS在固體有害廢物安全填埋場(chǎng)選址中的應(yīng)用途徑
??????? 地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GIS，是在當(dāng)代計(jì)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?cè)诘厍蛸Y源調(diào)查、土地利用管理、城市規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)等實(shí)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(chǎng)選址的效率與精度, 并將GIS與場(chǎng)址選擇的綜合評(píng)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(píng)判系統(tǒng)。
??????? 3.1場(chǎng)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(chǎng)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(huì)經(jīng)濟(jì)和法律等方面的諸多因素, 它們構(gòu)成了填埋場(chǎng)選址的環(huán)境背景條件。如何快速、準(zhǔn)確地獲得和評(píng)價(jià)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(chǎng)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(chǎng)選址提供大量及時(shí)、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(shí)相的遙感資料則能實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)址環(huán)境背景的動(dòng)態(tài)跟蹤, 獲取動(dòng)態(tài)的空間參數(shù)序列, 這對(duì)水位動(dòng)態(tài)變化、水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)及工程環(huán)境勘察等極為實(shí)用。
??????? 3.2場(chǎng)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(chǎng)場(chǎng)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(jì)算能力, 可以對(duì)表征場(chǎng)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(jì)分析, 確定關(guān)聯(lián)方式和相關(guān)系數(shù), 其表格計(jì)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(chǎng)選址的地理信息綜合評(píng)判系統(tǒng)
??????? 地理信息綜合評(píng)判系統(tǒng)是專門為固體有害廢物安全填埋場(chǎng)選址而設(shè)計(jì)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(chǎng)址的綜合評(píng)判結(jié)果。由于固體有害廢物安全填埋場(chǎng)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(jì)中, 力圖體現(xiàn)以下設(shè)計(jì)思想, 即Β 復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)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(píng)判以及將專家知識(shí)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(chǎng)的選址, 不僅可將與選址有關(guān)的場(chǎng)地空間數(shù)據(jù)與場(chǎng)地屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合, 而且可靈活、迅速、直觀地對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理, 從而明顯提高填埋場(chǎng)選址的效率和精度。
??????? 固體有害廢物安全填埋場(chǎng)選址是一個(gè)涉及多因素、多層次的復(fù)雜系統(tǒng), 對(duì)此而設(shè)計(jì)的地理信息綜合評(píng)判系統(tǒng), 一方面能充分利用GIS 的獨(dú)特功能進(jìn)行場(chǎng)地表征變量的空間變異性分析, 另一方面可以對(duì)填埋場(chǎng)場(chǎng)地質(zhì)量進(jìn)行多因素多層次的模糊綜合評(píng)判, 給出不同級(jí)別場(chǎng)地劃分的定量指標(biāo);場(chǎng)地質(zhì)量數(shù) , 同時(shí)給出不同場(chǎng)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(chǎng)的選址, 不可忽視對(duì)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(píng)價(jià)因素及確定其分級(jí)指標(biāo)和權(quán)重。
??????? 4 安全填埋場(chǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
??????? 安全填埋場(chǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的高低通常從以下幾個(gè)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(chǎng)與復(fù)墾工程；5 精密的預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)對(duì)危險(xiǎn)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(chǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。這就要求在工程設(shè)計(jì)上借鑒工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本地區(qū)的具體條件，建設(shè)既達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)又適合國(guó)情的安全填埋場(chǎng)。
??????? 4.1 防滲系統(tǒng)
??????? 有毒有害廢物對(duì)環(huán)境的污染主要有兩個(gè)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(shí)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(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)采用國(guó)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(shí)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(duì)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(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)在場(chǎng)底設(shè)計(jì)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(shí)的收集并移出場(chǎng)外。
??????? 4.3 集排氣網(wǎng)絡(luò)
??????? 場(chǎng)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(huì)促使生成消化氣體，這就要求場(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)置集排氣網(wǎng)絡(luò)將氣體導(dǎo)出場(chǎng)外。集排氣網(wǎng)絡(luò)有主動(dòng)系統(tǒng)和被動(dòng)系統(tǒng)兩種類型，深圳市危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)的集排氣網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，考慮到其場(chǎng)容不大，產(chǎn)氣量有限等情況，采用了被動(dòng)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(chǎng)內(nèi)氣體由其自然導(dǎo)出場(chǎng)外。
??????? 4.4 封場(chǎng)工程
??????? 封場(chǎng)工程是為了盡量減少大氣降雨滲入場(chǎng)內(nèi)而設(shè)置的，所以當(dāng)全部廢物入場(chǎng)填埋后必須進(jìn)行封場(chǎng)處理。封場(chǎng)工程包括場(chǎng)頂防滲層和雨水集排系統(tǒng)，頂部防滲層由壓實(shí)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(chǎng)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(chǎng)后進(jìn)行復(fù)墾綠化。
??????? 4.5 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
??????? 安全填埋場(chǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括大氣監(jiān)測(cè)、地表水和地下水監(jiān)測(cè)以及滲濾液收集井水位監(jiān)測(cè)等。深圳市危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)除了對(duì)大氣和地表水定期采樣監(jiān)測(cè)外，在場(chǎng)區(qū)周圍還專門設(shè)置了地下水監(jiān)測(cè)井并監(jiān)測(cè)地下水水質(zhì)，通過場(chǎng)區(qū)上、下游地下水水質(zhì)的比較，判明填埋場(chǎng)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(dòng)水位觀測(cè)儀，以便記錄井內(nèi)水位變化。
??????? 5 營(yíng)運(yùn)管理體制
??????? 安全填埋場(chǎng)建成后，能否安全運(yùn)行關(guān)鍵是要有一個(gè)科學(xué)的營(yíng)運(yùn)管理體制。作為處置工業(yè)有害廢物的安全填埋場(chǎng)一旦建成，一般要運(yùn)行20 ～30年左右，所以營(yíng)運(yùn)管理是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。好的營(yíng)運(yùn)管理體制，能使安全填埋場(chǎng)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(chǎng)場(chǎng)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(chǎng)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(jí)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(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度和線膨脹系數(shù)等必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求, 并在進(jìn)場(chǎng)時(shí)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(jì)要求。
??????? ( 3) 導(dǎo)排管穿堤段應(yīng)在堤壩修建時(shí)預(yù)埋, 管道在庫區(qū)端出露長(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)區(qū), 降低地下水水位。施工監(jiān)控要點(diǎn)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(jí)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(zhǎng)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(jì)和規(guī)范要求, 并在進(jìn)場(chǎng)時(shí)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(jì)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(chǎng)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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