南方某垃圾焚烧电厂建设场地适宜性研究

南方某垃圾焚烧电厂建设场地适宜性研究

刘 川

华润深国投信托有限公司 广东深圳 518000

摘要：本文以南方某垃圾焚烧电厂工程项目作为研究对象，将影响垃圾焚烧电厂建设场地适宜性的各个因素分别进行调查、计算、分析、研究，然后对各个因素的一级指标、二级指标进行权重计算，建立综合的建设场地适宜性计算、分析的指标体系。综合、系统、定量的分析评价研究区域建设场地的适宜性，为后续同类型项目的适宜性评价工作提供可借鉴的评估体系。

关键字：垃圾电厂 不良地质 社会稳定 环境影响 建设场地适宜性

1 引言

本次研究的垃圾焚烧电厂建设场地占地面积约27万平米，研究场地为山谷地形，南北长约1050m、东西宽约620m，基本为植被覆盖，场地地势较低处多为鱼塘，所在区域属于地质灾害易发区。通过建立建设场地适宜性计算、分析的指标体系，综合、系统、定量的分析评价垃圾电厂建设场地的适宜性，为后续同类型项目的适宜性评价工作提供参考模式。

2 国内外现阶段研究存在问题

国内外现阶段主要通过地质灾害危险性评估、地震评估等分析评价，分析得出垃圾焚烧电厂建设场地的适宜性。当前国内外研究存在分析因素较单一、定性分析多、定量分析少等问题。现阶段综合地质、社会稳定、环境影响等多方面因素，系统分析和研究垃圾焚烧电厂建设场地适宜性的较少，没有一套合理的指标体系综合系统的评价焚烧电厂场地的适宜性。

3 基本规划因素分析

基本规划因素主要分析内容为建设场地用地条件分析、用地规划分析两方面内容。规划用地作为项目建设的先决条件，直接决定着项目建设是否可行，具有“一票否决权”。研究场地用地条件充足、地籍资料清晰、规划协调性较好、与饮用水源保护区和基本农田均无冲突，满足建设场地的规划基本条件，也即基本规划因素满足建设场地适宜性的要求。

4 不良地质因素分析

建设用地中部主厂房区，设计地坪标高约50m。因挖、填方施工不可避免地对场址内岩土体进行人工改造，但各岩土体工程特性差异大，且特殊性岩土体分布较多，伴生的主要不良地质作用类型主要有：边坡失稳破坏，岩溶位置地面塌陷，填土区地面沉降等。

4.1边坡稳定性分析

当研究焚烧发电厂场地山体开挖平整后，新增永久边坡坡高约5.00m～60.00m，坡度10°～65°。大部分地段坡高20m以上，坡度在30°～60°，在暴雨时或之后，局部地段随时可能产生崩塌或滑坡，结构不稳定。

根据选取BC、DEF、FG三段岩质边坡的结构面产状进行赤實平极射投影法分析，得出结构面投影线交点的倾向倾角。如表4-1所示。

表4-1 结构面投影线交点的倾向倾角

按结构面与岩层风化界面的不利组合，除坡面产状，DEF结构面的赤平极射投影分析图如下图4-1。

图4-1 DEF段赤平极射投影图

如上图所示：节理裂隙實产状比较杂乱，根据“两结构面投影线的交点位于边坡投影线对侧时，边坡为稳定型，交点位于边坡投影线的同侧，交线倾角大于边坡倾角时，为基本稳定性，小于边坡倾角时，为不稳定型”的原则，本场地有一处不稳定交点，为DEF段J1-J3，需支护稳固。

4.2岩溶位置地面塌陷分析

本文对于岩溶的研究主要采用高密度电阻率法从宏观上进行预测分区，钻孔勘察作为验证数据支撑、定量分析，对岩溶发育程度、岩溶地面塌陷的稳定性进行研究。

本次研究工作共选择25条测线，60根电极，线间距为25m，点间距为3m或3.5m，测线采取温纳（wn）排列装置进行扫描测量，一次测量完成断面19个剖面的测量与数据的采集、记录，接地电阻均小于5kΩ•m。合计测量点数1950个，测线长度6660米，物理点数138000个。

研究场地区域主要覆盖层为黏土层，与下覆基岩存在着电性差异，对于基岩和无充填的洞穴表现为高阻，对于充填有黏土和水的洞穴则表现为闭合区域低阻，由于电阻率对岩石的含水性反应较灵敏，因此可以是判断岩石的完整性、含水性的一个参考指标。结合已知区域地质和部分钻孔勘察的资料，利用RES2DINV软件分析，形成每条测线的电阻率断面图与地质解释图，其中WT17重点分析如下：

图4-2 测线WT17电阻率断面图与地质解释图

在对研究区域进行分析、研究后，发现研究区域内存在有土洞、溶洞等不良地质，分析、预测并圈出了溶洞区14处、土洞8处。

在岩溶发育区针对性布置勘探孔112个，进一步查明研究场址范围内岩溶发育特征。根据勘探孔勘察成果，共38个钻孔揭露有微风化灰岩，揭示溶洞的钻孔共16个，见洞率42.1%，钻孔见洞率大于30%。溶洞大小在0.20-10.4m间，溶洞为半充填或全充填，充填物为含少量角砾及岩石碎块的软塑状粉质粘土，岩溶类型为埋藏型岩溶，综合判定岩溶中等发育。

4.3地面沉降分析

地面沉降可用沉降计算公式进行估算，结合评估钻孔资料，分析设计资料，选取填土分布较典型的地段进行计算、评价，取土体工程性质较差部位进行沉降量的估算比较合理。下面选取土体工程性质较差部位的ZK6-8的钻孔资料，对地面沉降进行估算。

计算地基沉降，现采用《建筑地基基础设计规范》规范中（4-1）公式进行计算：

（4-1）

取沉降计算经验系数燈 =1.3。根据拟建建筑结构及荷载形式，取P0=50kPa。经计算、分析，研究场地的地面沉降量为1139.62mm。

分析、预测工程建设场地的地面沉降的稳定性较好，地面沉降对建设场地适宜性影响较小。

4.4 不良地质因素AHP层次分析法量化指标

采用AHP层次分析法，从运筹学角度进行定性与定量相结合的量化分析，建立不良地质因素与各因子之间的量化指标体系。

（1）建立不良地质因素的层次结构模型。

目标层P为不良地质因素。指标层C包含3个指标，C1：滑坡因素；C2：岩溶地面塌陷因素；C3：地面沉降因素。方案层P包含各种备选方案，本次不做指标评价分析。

（2）引入1-9标度法形成判断矩阵

不良地质因素的判断矩阵各元素aij使用1-9标度方法两两比较给出，即1、3、5、7、9分别代表两因素比较同样重要、稍微重要、明显重要、强烈重要、极端重要等等。综合分析制约因素、危险性、发生几率、能否防治、防治难易程度、防治措施造价、对投产效益影响、成本造价、安全风险等情况，各指标对目标层的影响大小为C2>C1>C3，形成矩阵A具体如下表4-2层次分析矩阵表：

表4-2 层次分析矩阵表

（3）利用方根法求每个影响因素的权值，进而求得特征向量、最大特征值为：

特征向量W=（0.258285,0.636986, 0.10472943）t

最大特征值 =3.038511

（4）进行一致性检验

（4-2）

式中，CI为一致性指标；RI为随机一致性指标；CR为一致性比率。

在不良地质因素的层次计算中n=3，查表得RI=0.58，计算得出CR=0.033199 0.1，满足一致性要求。

则不良地质因素中，各分项特征因子权重指标如下：

1）滑坡（边坡失稳）：边坡局部地段坡高较高，坡度较陡，稳定性差，易发生滑坡、崩塌等失稳，需要采取支护措施，权重为0.258；

2）岩溶及地面塌陷：岩溶强发育区域面积较大，整体场地为中等发育，需要采取超前钻和其他工程措施，权重为0.637；

3）地面沉降：研究场地的最不利区域地面沉降量为139.62mm，权重为0.105。

5 社会稳定因素分析

研究建设项目的明确反对者占十分之一，可能引发规模性非正常群体上访，可能引发到省机关、市委市政府较大以上规模性群体上访，可能引发阻碍施工、阻碍交通，可能引发互联网炒作，可能出现个人极端行为，因此社会稳定风险较大，对建设场地的适宜性的影响较大。

基于研究建设项目前期的考察，风险因素的筛查鉴别，从危险性、防治难度、造价多少等多个维度，采用AHP层次分析法，从运筹学角度进行定性与定量相结合的量化分析，建立社会稳定因素及影响社会稳定风险的6个指标之间的量化指标体系。

综合分析制约因素、危险性、发生几率、能否防治、防治难易程度、防治措施造价、对投产效益影响、成本造价、安全风险等情况，分析计算后各分项特征因子权重指标，具体如下：

1）经济补偿：项目离居民较近，影响人口较多；土地价格增长迅猛，违建房屋较多，增加补偿和安置困难，权重为0.4507；

2）媒体舆论：舆论宣传、媒体公开；社会舆情需要重点关注，权重为0.2223；

3）权益诉求：知情权、监督权、平等权、参与权、发展权，0.0817；

4）健康保障：可能存在呼吸道疾病及癌症患者风险、有可能引起中小学健康风险，权重为0.0817；

5）社会影响：居民就业、收入及生活成本、社会治安、社会适应性、村民心理承受能力降低、生活方式及行为习惯，权重为0.0817；

6）其他社会稳定因素：政府信任危机的风险、违规或不合程序的风险，权重为0.0817。

6 环境影响因素分析

大气环境因素方面：在正常排放情况下，经计算分析主要大气污染物的日平均最大浓度满足标准限值要求；在事故排放情况下，立即关机停产，待烟气处理系统修复后才重新投入生产。

地表水环境因素方面：在生产运营期，各项水管、水沟完善，不会对周边地表水产生影响，即使影响也是十分微弱的；在施工期间，本项目地表水污水主要包括建筑物建设过程中产生的泥浆水、施工车辆冲洗水，施工人员的生活污水。

地下水环境因素方面：在基建施工期间，对地下水环境无影响；在正常运行情况下，垃圾池、渗滤液池（包括渗滤液事故收集池）底部及四壁采取一系列防止垃圾渗滤液渗漏的措施，对地下水环境的影响较小或基本无影响；事故状态对地下水水质的影响主要是考虑废水渗/泄漏时所携带的污染物质下渗通过包气带进入到地下水系统中可能会对地下水产生的影响，如能及时有效采取防渗应急措施，少量废水渗漏发生对区域地下水可能产生的不良影响较小。

声音环境因素方面：本项目施工期的施工噪声都不会对周围声环境产生明显影响；项目投产后正常工况运行时，厂区各厂界监测点贡献值范围为21.5～42.3dB(A)，昼夜噪声值均能够达标排放；从保护区域的声环境质量出发，在运行过程中，应尽量避免在夜间进行排空。

生态环境因素方面：建设场地区域内的保护动物，栖息生境并非单一，同时食物来源多样化，且有一定的迁移能力，因此施工期间对它们影响不大，部分种类可随施工结束生境恢复而回到原处。

水土保持因素方面：建设工程施工期间若不采取相应的有效水土保持措施，预测将产生水土流失总量5053t，新增水土流失总量为4842t，采取水土保持措施可减少水土流失总量为4952t。

综合分析以上因素对建设场地适宜性的影响，各因素的影响程度从大到小依次是：

大气环境因素 水土保持因素 地下水环境因素 地表水环境因素 声音环境因素 生态环境因素

基于各个因素对研究建设场地适宜性的影响程度、重要性、安全性、经济性等，采用AHP层次分析法，各分项特征因子权重指标，具体如下：

1）大气环境因素：主要大气污染物的日平均最大浓度满足标准限值要求；在事故排放情况下，主要污染物对周边主要环境敏感点及关心点有较大的影响，权重为0.4002；

2）水土保持因素：建设场地处于基本生态控制线范围内，工程施工过程中应注重临时水保措施的布设，如临时截排水沟、沙袋土包等排水沉沙设施，防止因施工建设过程中产生的水土流失对生态控制区造成不可逆转的影响，权重为0.2472；

3）地下水环境因素：事故状态对地下水水质的影响主要是考虑废水渗/泄漏时所携带的污染物质下渗通过包气带进入到地下水系统中可能会对地下水产生的影响，权重为0.1834；

4）地表水环境因素：地表水污水主要包括建筑物建设过程中产生的泥浆水、施工车辆冲洗水，施工人员的生活污水，权重为0.0948；

5）声音环境因素：项目投产后正常工况运行时，厂区各厂界监测点贡献值范围为21.5～42.3dB(A)，昼夜噪声值均能够达标排放；在运行过程中，应尽量避免在夜间进行排空，权重为0.0481；

6）生态环境因素：施工期间对保护动物影响不大，部分种类可随施工结束生境恢复而回到原处，权重为0.0263。

7 建设场地适宜性分析

为便于分析研究，取基本规划因素、不良地质因素、社会稳定因素、环境影响因素等四个因素，为建设场地适宜性影响因素的“一级指标”。取其他各影响因素的分项特征因子，为“二级指标”。建设场地适宜性影响因素中，各一级指标的权重指标，详见表7-1：

表7-1 分项特征因子权重指标表

根据国家相关规范及邀请专家咨询，将“二级指标”按照影响程度，划分为微弱影响、一般影响、较大影响、重大影响，共四个不同等级，并赋予相应分数段。针对各“二级指标”的发育、影响程度，根据各个考核维度的评价标准，进行评价打分。评分标准如下表7-2。

表7-2 “二级指标”评分标准

根据国家标准、咨询专家意见，结合生产实际经验及前述的影响因素，确定“垃圾焚烧电厂建设场地适宜性综合指数”分级标准如下：

0-30分，场地适宜性等级为“差”，场地不适宜建设工程的实施，或处理难度极大、经济性差。建议更换场地；

30-60分，场地适应性等级为“中”，场地存在较多制约因素，可以采取地质灾害防治、维稳、投用环保设施、控制水土流失等措施进行处理，处理费用较高，难度较大。在经济效益核算满足要求的基础上，可以作为建设场地。现阶段城市建设中，可供选择的场地少，此类场地比较多见。

60-90分，场地适宜性等级为“良”，场地存在制约因素，但可以采取一定措施进行防治，防治处理费用不高、比较容易。比较适合在此区域进行工程建设

90-100分，场地适宜性等级为“优”，场地完全符合工程建设的各项条件，非常有利于工程建设。此类场地在70、80年代，改革开放初期比较多见，现比较稀少。如遇到，优先选择此类场地进行工程建设。

根据各个二级指标的影响程度分别评分、计算，最终得出“南方某垃圾焚烧电厂建设场地适宜性综合指数”为56.987。具体指标、取值、计算结果详见下表7-3。

表7-3 南方某垃圾焚烧电厂建设场地适宜性综合评估表

根据分级标准，该建设场地适宜性等级为“中”。场地存在较多制约因素，可以采取地质灾害防治、维稳、投用环保设施、控制水土流失等措施进行处理，处理费用较高，难度较大。在综合经济效益、社会效益等核算满足要求的前提上，可以作为建设场地。

8 结语

本文用AHP层次分析法对不良地质、社会稳定、环境影响进行权重指标计算，构建出垃圾焚烧电厂建设场地适宜性分析、评价的指标体系，计算得出南方某垃圾焚烧电厂建设场地适宜性综合指数是56.987分，场地适宜性等级为“中”。此评价指标体系，为后续垃圾焚烧电厂项目的选址、项目前期工作开展等，提供了相关的定量评价支撑。

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