gis课程设计为垃圾场选址

❶ 下图示意为某专题研究建立的地理信息系统（GIS）图层。据此完成8~9题。

第8题，图示中的图层信息是解题的关键。土壤、地形、土地利用和水系分布可以说专明耕地属的分类和评价；而B项工业分布与交通的关系则需要工厂和交通线的图层，与土壤没关系；C项商业分布和规划则需要商业网点的图层；学校的分布与土壤、水系无关。
第9题，通过分析可知，深埋垃圾场对大气污染小，故不能选①；造纸厂、印刷厂是市场指向型的企业，与深埋垃圾场没有直接关联，故③不合题意；而深埋垃圾场需要考虑地质条件稳定的地势低洼地或沟谷、远离城区、对居民区地下水没有或污染小等条件。
答案：8.A 9.D

❷ 平原地区的垃圾场选址适宜性评价方法

一、垃圾场选址影响分析^［6～18］

平原地区的自然环境条件优良，这里地形平坦、宽阔，第四系沉积物厚度巨大，地下水分布广泛。该区域的垃圾场选址几乎不受地形地貌的影响控制，除在自然地理、社会环境、经济学因素等方面影响与一般垃圾场的选址保持一致外，因地表填埋垃圾的溢出物质对地质环境的污染主要体现在地下水和土壤植物方面，填埋垃圾是否会污染地下水问题将成为垃圾场选址的最重要考虑因素。因此，该区域垃圾场的选址将更主要受到第四系地质、水文地质条件的影响和控制。

在平原区里，第四系沉积物结构变化与分布差异较大，黏性土类地层具有一定的截污容量防污性好，而砂性土类地层的防污性偏差。且这种防污性能又与土层厚度有关，它是土质与土厚变化的函数。显然，包气带土层的防污性能可用土层的有效阻隔层足额厚度(H_z)来表示，对地下水污染防护起决定性作用的就是这个有效阻隔层足额厚度(H_z)。不同土质结构分布区地层的这个有效阻隔层足额厚度(H_z)差异较大，它们对垃圾污染物的净化和阻隔能力亦差异较大，可将H_z值作为在平原区开展未来垃圾填埋场规划选址时，进行地质环境分区的主要依据参数。H_z越大的区域场地，具有较大的截污容量，对地下水的保护作用越强，选址垃圾场的威胁性就越小。

二、垃圾场选址评价原则^［6～17］

根据以往研究结果和成功的处置经验，结合我国国情和平原区的特点，我们认为平原区垃圾场选址的总体原则与一般垃圾场选址原则大体接近。但需在以下方面作加强工作。

(一)地质环境条件选择及分区

1.地质环境分区

地质环境分区参数的确定，应从能防止垃圾场物质对地下水污染起决定性防护作用的包气带土层方面来考虑，选择土层的有效阻隔层足额厚度H_z来作为垃圾处置场地质环境分区的主要参素。该参数的标准，可根据现有国内外对垃圾场渗滤液中污染物的生物化学性质、污染物在地层中迁移转化、黏性土对垃圾污染物的净化和阻隔能力的研究结果等来确定。相关标准值见表4－3－1。在无法确定包气带土层是否具备有效阻隔层足额厚度(H_z)的地区，应利用其分布土层进行相关的实验或进行相近土层资料的对比来获得^{［6～9，15～18］}。

表4－3－1 地质环境条件分区参数标准

2.地质环境条件选择

平原区的垃圾填埋场址一般宜选在:具备有效阻隔层足额厚度(H_z)的包气带地层结构区，如地下水位埋深大、包气带土层防污能力强，底部黏土层较厚且渗透系数较小(在10^－7cm·s^－1以下)的地区。

(二)场地可利用性

填埋垃圾场选址应满足场地容量至少使用10年以上，这样才能基本保证垃圾填埋处置的成本经济合算。而且要考虑土地的升值潜力，尽可能不占用良田和升值潜力大的土地。充分利用废弃土地、荒地或使用便宜土地等。同时，应避开溢洪道和洪泛区等。

(三)环境保护条件

垃圾填埋场选址应避免选择在人群密集居住区，垃圾填埋场应远离居民区500m以外。同时，远离飞机场10km以外。

三、垃圾场选址评价方法^［6～18］

(一)选址评价思路

根据包气带土层的有效阻隔层足额厚度差异，对拟规划的平原区进行地质环境分区。再针对每一分区依据地质环境条件、场地建设条件、与城市的距离、交通运输条件、环境保护条件、社会经济发展及城市发展规划等情况，结合建设部《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》(CJJ17—2004)^［8］、《中华人民共和国国家标准－生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—2008)^［10］、《中华人民共和国固体废物污染环境防护法》^［13］、《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》(建标［2001］101号)^［9］、《中华人民共和国大气污染防治法》(2004)^［11］及社会经济发展和城市发展规划等，利用系统工程的层次分析法，进行定量评价。最后根据每个分区的分值大小，对它们的适宜性进行排序，选出适宜性较好的未来垃圾填埋场地区。选出的未来适合垃圾填埋处置的规划区———它不是具体的场地，但在该区域内能选出适合的场地^{［6～7，15～18］}。

(二)垃圾场选址评价方法

1.进行目标区的地质环境分区

(1)分区参数确定

平原区垃圾场对地质环境的污染，主要体现在对地下水污染方面。进行平原区垃圾填埋场的选址规划时，应着重考虑垃圾场溢出物质对地下水的污染防护问题。这个污染防护作用将主要由包气带土层来承担，它通过土质和厚度的联合阻滞效应来防控垃圾溢出物质对地下水的污染。不同土质与土厚地层具有不同的防护效应，地层的有效阻隔层足额厚度(H_z)较好地表达了这种防护效应的差异。因此，我们可选择有效阻隔层足额厚度(H_z)来作为进行垃圾填埋场优选时，首先需进行的地质环境分区的依据参素^［6～9］。

(2)分区参数标准值的确定

垃圾渗滤液中的污染成分较为复杂，一般可大体分为有机物、无机物、重金属及细菌微生物类等。根据许多学者的研究结果(George Tchobanoglous，Hilary Theisen，Samuel Vigil，Integrated Solid Waste Management-Engineering Principles and Management Issues，清华大学出版社，2000年3月。刘长礼等，垃圾卫生填埋处置的理论方法和工程技术，1999年12月)揭示，地层对垃圾污染物的阻控、净化能力具有多相谱特征，其针对不同污染物类的净化能力不同，而由不同污染物类得到的地层有效阻隔层足额厚度(H_z)的大小不等。除细菌微生物类，由于其土层迁移性偏差，土层对它们的净化更多的是体现在物理截留与自然衰亡层面，可以不作考虑外。其他污染物质则易随入渗液迁移至较深土层部位，它们产生的有效阻隔层足额厚度(H_z)大小不等。可采用其中影响最大的土层厚度H_z来作为整个地层对垃圾污染物的有效阻控层厚度值^{［6～7，15～17］}。

表4－3－1为一些学者(刘长礼等，1999)经采用大量平原区土层进行的针对垃圾液污染的阻控效应研究结果值^{［6～7，15～17］}。表中数据揭示，黏土对垃圾污染物的有效阻隔层足额厚度(H_z)平均值为16.31m(可取值为16.5)，粉质黏土对垃圾污染物的有效阻隔层足额厚度(H_z)平均值为20.84m(取值为21.0)。若场区地层的有效阻控层厚度达到或大于H_z，这样的场地区是非常理想的;而若场区地层的有效阻控层厚度小于H_z，但最低不能小于5m厚的黏土，因为建设场地时可通过铺设3m左右厚的黏土隔层使有效阻隔层足额厚度达到H_z厚度效果，可使场地防渗性能符合要求(聂永丰等，三废处理工程技术手册·固体废物卷，2000年9月);同时，研究结果揭示，5m厚黏土的阻隔能力相当于9.5m厚的黏性土或1m厚的胶泥土的阻隔能力。因此，我们一并把5m厚黏土、9.5m厚黏性土及1m厚胶泥土称为基本阻隔层或基本阻隔条件，达不到这个基本条件的地区，为不宜填埋垃圾地区^{［6～7，15～17］}。

(3)进行地质环境分区

根据表4－3－1中的参数标准，再依据平原区的大量地质、水文地质、工程地质等方面钻孔资料及实际调查数据，可对平原目标区域进行地质环境分区，为进一步的垃圾场选址规划提供可量化比较的面积单元。

2.垃圾场选址的层次分析评价模型构架

由前述相关分析可知，在平原区选址垃圾填埋场的影响因素具有层次结构特征，开展平原区垃圾填埋场的选址评价，适宜采用前述层次分析模型来进行。根据平原区的城市发展规划、地理环境和位置、交通运输条件、环境地质条件、环境保护要求、场地建设条件以及平原区污染防护的重点问题，构造平原区垃圾填埋场选址评价的层次结构图如图4－3－1所示，其相应的层次分析计算，可采用前述层次分析计算公式(4－2－1)、(4－2－2)式来进行。

图4－3－1 平原地区城市垃圾填埋场优选评价层次结构模型图

3.垃圾场选址评价因子的实际权值标准构建

根据上述相关分析，开展平原区城市垃圾填埋场选址评价时，还需对影响垃圾填埋场的选址因子进行量化处理，才能最终实现在平原区选址垃圾填埋场的量化评价。而对于这个量化处理，又需要通过参照各影响因子的实际贡献权值标准来进行。由此，我们需要依据平原区垃圾填埋场选址的影响因子特点，来构建进行垃圾填埋场选址评价时，各影响因子的实际贡献权值标准表。按照前述在平原区选址垃圾填埋场的影响因子特点，需构建的相关影响因子的实际贡献权值标准表如下(表4－3－2～表4－3－6示):

(1)地质环境条件(B₁)

表4－3－2 地质环境条件影响表

(2)环境保护条件(B₂)

表4－3－3 环境保护条件影响表

(3)交通运输条件(B₃)

表4－3－4 交通运输条件

(4)建场条件(B₄)

表4－3－5 建场条件影响表

(5)社会环境影响(B₅)

表4－3－6 社会环境影响表

4.垃圾场选址评价标准

根据有关研究成果和成功的实践经验，适宜性的等级标准采用百分制是较适合的。按照习惯的百分制表述方式，我们构建了平原区垃圾填埋场(区)选址评价的适宜性等级标准，见表4－3－7示。

表4－3－7 适宜性等级标准

5.垃圾填埋场选址评价

先依据包气带土层的有效阻控层厚度对平原目标区进行地质环境分区。然后针对每一分区，结合建设部《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》(CJJ17—2004)^［8］、中华人民共和国国家标准《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—2008)^［10］、《中华人民共和国固体废物污染环境防护法》^［13］、《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》(建标［2001］101号)^［9］、《中华人民共和国大气污染防治法》(2004)^［11］及社会经济发展和城市发展规划等，依据各分区地质环境条件，在主要考虑环境地质条件、环境保护条件、交通运输条件、建场条件及社会环境条件等五大因素影响，各大因素之下又包含若干子因素影响的框架模式下，利用系统工程的层次分析法，对各分区选作垃圾填埋场的适宜性进行评价。评价按同级并列、下级分类递阶归属及排列，并构造如图4－3－2的层次结构框图。依此分层结构图，对分类递阶及排列的各影响因素，按照9标度法则进行重要性排序与赋权，并参照各影响因子的实际贡献权值标准(表4－3－2～表4－3－6示)进行实际贡献权值赋分，通过逐层量化计算各递阶层影响因子的权重和分值。代入到前述(4－2－1)、(4－2－2)式中，计算出各区选作垃圾填埋场的适宜性等级分值。最后按各分区值大小排序，选出不同适宜性等级的垃圾填埋场区。规划选出的垃圾填埋处置区不等于就是垃圾填埋场地，但在该区域内能选出适合的垃圾填埋场地。

四、垃圾场选址评价应用实例^{［6～7，15］}

下面我们以北京市平原区的城市垃圾填埋场选址适宜性评价作为例子，来阐述整个选址评价的过程。

(一)北京市地质环境概况

北京市地处华北平原的西北隅，属温带大陆性季风气候区，一年四季分明。平原区位于华北沉降带上，受新华夏构造和永定河、潮白河、拒马河、大石河、沙河、错河、水河等河流冲洪积的控制形成了广袤平原。平原区第四系沉积物厚度较大，地下水资源丰富，但其水文地质条件变化复杂。从山前向平原纵深分别为:山前地富水，防护性差;山前冲洪积扇顶部富水带，径流量大;冲洪积扇地下水溢出带，地下水溢出、蒸发损失较大;冲洪积平原区，由浅部潜水和深部多层承压水组成，地下水主要接受大气降水、灌溉回渗水补给，以垂直循环为主，水平径流条件差。各区域包气带土层的厚度变化较大，防护性由山前向平原区纵深呈增大趋势。

(二)规划区分区评价

依据北京市平原区的大量地质、水文地质、工程地质资料，应用表4－3－1中相关分区标准值，对北京市平原区按照地质环境条件差异进行了分区，共划分出9个Ⅰ类理想区、7个Ⅱ类较好区、9个Ⅲ类基本合格区，共25个地质环境亚区，如图4－3－2所示。此分区将为北京市未来垃圾填埋场的优选规划，提供不同地质环境条件的目标区域。

(三)规划区分区适宜性评价

1.单个分区适宜性评价

下面以北京市平原区按照地质环境条件差异初步划分出的未来垃圾填埋场规划区中的Ⅰ1编号区为例，进行平原区单个垃圾填埋场的优选适宜性评价示范。

(1)构造适宜性评价的层次分析模型

根据北京市平原区的城市发展规划、Ⅰ1区的地理环境位置、交通运输条件、环境地质条件、环境保护要求、场地建设条件等，我们构建了如图4－3－1所示的层次分析结构图。

(2)进行影响因素及其归属子因素的理论权值计算

利用层次分析法，依照平原地区环境地质特点，按照地质环境条件、环境保护条件、交通运输条件、场地建设条件及其他条件等为第一层面组合，再依此层面各因子的下属因子集合分别为次一级层面组合(再次一级的层面组合依次类推)，得到一系列呈递阶式排列的不同层面影响因子的组合。再按9标度法则构造出一系列判断矩阵，通过一定方式的计算及相关检验，得到影响平原地区垃圾填埋场选址评价因素及其递阶归属因子间的相对权重值(表4－3－8)。

表4－3－8 Ⅰ1区作为填埋处置垃圾场的适宜性评分结果

(3)进行单个分区的适宜性评价

依据上述计算出的垃圾填埋场选址影响因素及其归属子因素的理论权值，结合Ⅰ1区的实际情况，参照表4－3－2—表4－3－6的各因素的实际贡献权重值，分别代入(4－2－1)、(4－2－2)式，即可计算得到Ⅰ1区的最终得分是60.13分，再根据表4－3－7所示的适宜性等级标准，确定它是一个较适宜的场地。

2.全部分区的适宜性评价

采用相同的方法，对北京市平原区其他编号的地质环境分区进行平原区优选多个垃圾填埋场的适宜性评价，结果见表4－3－9。将表4－3－11的评价结果进行优化排序后，可得到填埋垃圾适宜性最佳的规划区是Ⅰ₇、Ⅰ₉编号区，适宜性好的规划区是Ⅱ₇、Ⅰ₈、Ⅱ₆、Ⅰ₃、Ⅰ₆编号区，其他为适宜性较好和勉强适宜编号区。

图4-3-2 北京市平原区未来垃圾填埋场优选规划的地质环境条件分区图

表4－3－9 北京市平原区垃圾处置规划区优选评价结果

五、结论

城市垃圾的地质填埋处置是我国今后相当长时期内采用的主要方法之一，而在垃圾填埋处置的选址中，地质环境条件是重要的考虑因素。以上垃圾填埋场址优选的适宜性评价方法，是通过建立拟规划场地土层的“有效阻隔层足额厚度H_z(m)”，来作为进行垃圾填埋选址中首要考虑的地质环境条件因素，这个设计较符合平原区的环境地质特点。由此而建立的相应评价方法，较适宜作为平原地区城市垃圾填埋处置的优选评价方法，此将为平原地区的垃圾填埋处置提供科学的选址评价思路。

❸ 该图为某专题研究建立的地理信息系统（GIS）示意图层。据此完成45—46题。 小题1:该专题研究可能是