□郭雙喜（安陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局）

1 簡(jiǎn)述

安陽(yáng)縣生活垃圾處理場(chǎng)是安陽(yáng)縣重點(diǎn)工程，場(chǎng)區(qū)位于本縣倫掌鎮(zhèn)當(dāng)中崗村西，地理上位于地表分水嶺南側(cè)，西距水冶珍珠泉泉域8km左右，占地面積8.59hm2，總庫(kù)容為145萬(wàn)m3，總投資4316萬(wàn)元，服務(wù)年限15年。正常運(yùn)行后日處理垃圾230t，年均8.40萬(wàn)t，滲濾液日均處理量70t。該區(qū)域地貌簡(jiǎn)單，局部地段被第四系粉土及粘性土覆蓋，陡坎、植被較發(fā)育。處理場(chǎng)按功能特點(diǎn)將劃分為4個(gè)區(qū)，即管理區(qū)、填埋區(qū)、滲瀝液處理區(qū)和堆土區(qū)。另外有場(chǎng)外道路、場(chǎng)內(nèi)道路、作業(yè)道路、綠化工程等。項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行后可能會(huì)影響該區(qū)域的地下水及珍珠泉水質(zhì)。

2 地質(zhì)概況

2.1 項(xiàng)目區(qū)域

經(jīng)地質(zhì)勘察在鉆探所達(dá)深度15m范圍內(nèi)，查明場(chǎng)地地層主要為新近沉積的沖填土、第四系全新統(tǒng)（Q4）沖積物、上更新統(tǒng)（Q3）沖積物以及中奧陶系（O2）馬家溝組石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。根據(jù)外鉆探鑒定、原位測(cè)試結(jié)果和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，地層按時(shí)代、成因及其巖性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的差異可劃分為沖填土、粉土、局部夾有粉土薄層粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、石灰?guī)r等5個(gè)工程地層。含水巖組由零星出露的石炭系（C）砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、二疊系（P）砂頁(yè)巖、砂巖和大面積出露的第三系（N）砂巖、頁(yè)巖、礫巖等組成。

2.2 珍珠泉區(qū)域

珍珠泉位于安陽(yáng)縣水冶鎮(zhèn)西1km處，是水冶鎮(zhèn)居民生活及工農(nóng)業(yè)用水主要水源地。東崗北—東傍佐地下水嶺為珍珠泉泉域的北界，與峰峰黑龍洞泉域相鄰，是可移邊界；仙巖—黃龍腦地下水嶺為泉域南界，與小南海泉域相鄰，也是可移邊界；南北兩邊在西部相交；銅冶—許家溝斷層束為泉域東界，是阻水邊界。泉域面積為299.2km2，石灰?guī)r裸露面積263.2km2，第四系松散層覆蓋面積6km2，埋藏區(qū)面積30.0km2，主要接受大氣降水補(bǔ)給。補(bǔ)給區(qū)（水嶺區(qū)）的地下水，就近徑流帶匯集至排泄區(qū)。泉域內(nèi)多為單斜巖層，傾向近東。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，西部和北部山區(qū)為補(bǔ)給區(qū)，中部丘陵洼地為徑流區(qū)，珍珠泉附近洼地為排泄區(qū)。北部地下水流向近南，至西子針后轉(zhuǎn)向南東匯集于珍珠泉排泄。

3 垃圾處理工藝

3.1 垃圾滲瀝液的收集、導(dǎo)排及處理

3.1.1 滲瀝液的產(chǎn)生與性質(zhì)

垃圾成分復(fù)雜，分析可知在處理場(chǎng)垃圾滲瀝液來(lái)自3個(gè)方面：垃圾自身所帶來(lái)的水分；垃圾中的有機(jī)物降解后產(chǎn)生的水；各種途徑進(jìn)入垃圾處理場(chǎng)的大氣降水和地下水。前兩者與后者的量相比很小，因此處理場(chǎng)滲瀝液產(chǎn)生主要是從外界進(jìn)入處理場(chǎng)的大氣降水量。

滲瀝液的性質(zhì)與水量變化較為復(fù)雜，其影響因素有：垃圾組成與填埋方式，填埋分區(qū)與填埋年限、季節(jié)變化及覆蓋土狀況等。滲瀝液含有大量天然有機(jī)物及大量的細(xì)菌、病原菌和一些有毒、有害物質(zhì)，是一種高濃度的黑色污水，其化學(xué)指標(biāo)COD和BOD5含量為生活污水的數(shù)十倍乃至近百倍。本項(xiàng)目填埋區(qū)與未填埋區(qū)雨、污分流，填埋作業(yè)采取分區(qū)進(jìn)行。

3.1.2 滲瀝液的收集導(dǎo)排系統(tǒng)

垃圾處理場(chǎng)能否正常運(yùn)行，其根本保證就是滲瀝液的收集和排出系統(tǒng)。如果滲瀝液的收集和排出系統(tǒng)不能正常工作，將會(huì)使?jié)B瀝液大量蓄積在垃圾處理場(chǎng)內(nèi)，從而導(dǎo)致一是處理場(chǎng)底部的防滲層上的水壓增大，使?jié)B瀝液更容易滲漏，導(dǎo)致地下水及下游水體和土地受到污染；二是使填埋的垃圾在水中浸泡，造成大量污染物浸出，導(dǎo)致滲瀝液污染物的濃度增加。

按照設(shè)計(jì)，項(xiàng)目收集導(dǎo)排系統(tǒng)主要組成部分是：①滲瀝液導(dǎo)流層，即底部水平防滲之上鋪設(shè)粒經(jīng)為16～50mm，厚度300 mm的卵石，施工時(shí)，卵石從上至下粒經(jīng)逐漸加大，確保排水通暢的同時(shí)攔截細(xì)小顆粒；②導(dǎo)流盲溝，布置在庫(kù)底，盲溝內(nèi)鋪設(shè)直徑為315mm的HDPE花管，并填滿級(jí)配卵石；③豎向?qū)馐\，其構(gòu)成方法，在整個(gè)填埋庫(kù)區(qū)內(nèi)按40m間距設(shè)置由直徑1200mm的鐵絲網(wǎng)，并以級(jí)配碎石填充，并在石籠內(nèi)設(shè)置直徑200mm的HDPE穿孔花管；④滲瀝液收集井。

工作機(jī)理：各垃圾層的滲瀝液進(jìn)入附近的石籠或流到坡面上，再經(jīng)石籠或坡面流入導(dǎo)流層進(jìn)入盲溝，最后經(jīng)滲瀝液收集排入滲瀝液的收集井中。

3.1.3 滲瀝液調(diào)節(jié)池

鑒于垃圾滲瀝液的水質(zhì)、水量的不穩(wěn)定性及不可預(yù)見(jiàn)性，應(yīng)有儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)滲瀝液的設(shè)施。在場(chǎng)內(nèi)建一座滲瀝液調(diào)節(jié)池，以保證滲瀝液處理的正常運(yùn)行。

滲瀝液與降水有著一定的關(guān)系，由于受填埋場(chǎng)防滲和覆蓋的影響，填埋場(chǎng)滲瀝液的產(chǎn)生有一定的滯后性，根據(jù)多年逐月降雨量計(jì)算出每個(gè)月的滲瀝液產(chǎn)生量，減去當(dāng)月的處理量，計(jì)算出最大累計(jì)余量即為滲瀝液調(diào)節(jié)池最低調(diào)節(jié)容量。

3.2 垃圾處理場(chǎng)的防滲設(shè)計(jì)

3.2.1 滲透性分析及防滲方式的選擇

垃圾填埋場(chǎng)的防滲處理分為“人工防滲”和“自然防滲”。根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》（CJJ17—2004），“自然防滲”的填埋場(chǎng)要求天然粘土類襯里及改性粘土襯里的滲透系數(shù)不應(yīng)>1.0×10-7cm/s，且場(chǎng)底及周圍四壁襯里厚度不應(yīng)<2m。本項(xiàng)目所在地的表層巖土滲透系數(shù)參數(shù)都遠(yuǎn)>1.0×10-7cm/s，不具備自然防滲的技術(shù)條件，因此，必須采取人工防滲技術(shù)措施。

3.2.2 防滲材料的選取

3.2.2.1 高密度聚乙烯（HDPE）

聚乙烯（PE）屬聚烯烴類，是典型的碳?xì)涓呔畚?，PE-HD高結(jié)晶度導(dǎo)致了它的高密度，抗張力強(qiáng)度。在所有各類聚乙烯中，HDPE模量最高，滲透性最小，同時(shí)具有良好的拉伸強(qiáng)度、耐腐蝕性和穩(wěn)定性。聚乙烯對(duì)化學(xué)品通常具有較高的穩(wěn)定性，甚至在高溫下，也具有良好的耐水溶特性。通過(guò)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研，聚乙烯在十分特定的條件下才會(huì)緩慢地被氧化劑侵蝕。

高密度聚乙烯在無(wú)氧條件下抗紫外光和熱的作用非常穩(wěn)定。垃圾處理場(chǎng)的防滲材料主要是采用1.5～2.0mm厚的高密度聚乙烯膜（HDPE），滲透系數(shù)可達(dá)1.0×10-12～1.0×10-13cm/s。其特征和優(yōu)點(diǎn)主要包括：①具有相對(duì)優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，不會(huì)輕易被垃圾滲瀝液及其它物質(zhì)腐蝕破壞；②可靠的防滲效果，雨水不會(huì)透過(guò)封場(chǎng)的覆蓋層，場(chǎng)地周圍生態(tài)環(huán)境和地下水資源不易被垃圾滲瀝液污染；③HDPE膜中的碳黑加強(qiáng)了抗紫外線、抗臭氧的能力，從而具有良好的抗老化特性。④HDPE膜強(qiáng)度較高，它可以在較長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下；⑤HDPE膜生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟化，有了完善、配套的焊接方法，能很方便地保存及運(yùn)輸，通過(guò)控制土工膜焊接與鋪設(shè)施工質(zhì)量，有效控制滲漏污水的量。

3.2.2.2 高密度聚乙烯（HDPE）/GCL鈉基膨潤(rùn)土墊

GCL鈉基膨潤(rùn)土墊是由HDPE土工膜和土工合成膨潤(rùn)土襯墊（GCL）組成，GCL鈉基膨潤(rùn)土墊是一種以鈉基膨潤(rùn)土為原料，經(jīng)進(jìn)一步深加工制成的防水板材料，優(yōu)點(diǎn)：①水合后可作為所有液體的防滲層，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；②滲透系數(shù)<10-9cm/s，其防滲能力等同于近1m厚的粘土層；③具有安裝便捷的特點(diǎn)；如有了小孔洞可自我修復(fù)；④對(duì)上面的HDPE膜有很好的保護(hù)作用，提供了整體防滲效果；⑤間接增大了填埋場(chǎng)的容積（1cm厚的GCL鈉基膨潤(rùn)土墊可替代1m厚的粘土層）；⑥在干燥情況下不會(huì)有破裂的可能性；⑦可適應(yīng)同區(qū)域不同地形的沉降，特別適合于山谷填埋場(chǎng)，與HDPE膜結(jié)合在一起可滿足較陡坡度等復(fù)雜地形下的使用要求。

3.2.3 防滲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

防滲層結(jié)構(gòu)一般分為：?jiǎn)螌右r里防滲結(jié)構(gòu)，復(fù)合襯里防滲結(jié)構(gòu)，雙層襯里防滲結(jié)構(gòu)。根據(jù)本場(chǎng)地質(zhì)情況，采用GCL鈉基膨潤(rùn)土墊替代膜下防滲保護(hù)層，即HDPE/GCL鈉基膨潤(rùn)土墊防滲結(jié)構(gòu)。

3.2.3.1 場(chǎng)底水平防滲結(jié)構(gòu)

場(chǎng)區(qū)底部依地勢(shì)修整形成2%的坡降。水平防滲結(jié)構(gòu)由下至上依次為：地基、4500g/m2的GCL鈉基膨潤(rùn)土墊、2mm厚HDPE防滲膜、600g/m2的土工布、300mm厚的滲瀝液導(dǎo)流層（場(chǎng)底滿鋪）、150g/m2的土工布、填埋垃圾層。

3.2.3.2 邊坡防滲結(jié)構(gòu)

邊坡防滲重要性不亞于處理場(chǎng)底部的防滲，處理場(chǎng)的邊坡防滲結(jié)構(gòu)組成，由下至上依次為：邊坡基礎(chǔ)、GCL鈉基膨潤(rùn)土墊（4500g/m2）、2mm厚HDPE防滲膜、600g/m2的土工布、編織土袋保護(hù)層、填埋垃圾層。

在填埋作業(yè)中先在邊坡保護(hù)層上鋪設(shè)沙袋，沙袋將隨垃圾填埋高度的增加而增加，該方法具有施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)論與建議

珍珠泉主要補(bǔ)給區(qū)為西部和北部山區(qū)，銅冶—許家溝斷層束是泉域東部的阻水邊界。項(xiàng)目工程所在地位于珍珠泉泉域東邊界以東8km左右，可見(jiàn)對(duì)珍珠泉無(wú)影響。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)域的水文地質(zhì)條件，地下水埋深較大，為弱富水區(qū)，為了避免垃圾滲瀝液對(duì)地下水的影響，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)建造正確的防滲處理措施，防滲處理嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，在此情況下，項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，垃圾滲瀝液對(duì)當(dāng)?shù)氐牡叵滤緹o(wú)影響。

考慮到垃圾場(chǎng)將來(lái)封存后，將要長(zhǎng)期存放，為了確保區(qū)域地下水環(huán)境不被破壞，建議在項(xiàng)目工程所在地的下游，設(shè)立地表水及地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)井以監(jiān)測(cè)水質(zhì)的變化情況。并且要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)地表及地下水水質(zhì)是否有異?，F(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)水質(zhì)有較大的變化，要及時(shí)查明原因，果斷處理。