張世文，魯勝軍，陳方可，王 陽(yáng)，劉 俊

(1.安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大學(xué)安徽省高潛水位礦區(qū)水土資源綜合利用與生態(tài)保護(hù)工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 淮南 232001)

城市垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)是促進(jìn)城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展及環(huán)境保護(hù)的重中之重?！逗戏适袊?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出，要將合肥市打造成長(zhǎng)三角現(xiàn)代服務(wù)中心、數(shù)字化轉(zhuǎn)型城市范例、具有人才吸引力的“強(qiáng)磁場(chǎng)”及宜居宜業(yè)等全方位共同發(fā)展的城市。這意味著未來(lái)合肥市城市發(fā)展必然會(huì)對(duì)生活垃圾的收集、轉(zhuǎn)運(yùn)及處理提出更高的要求。垃圾中轉(zhuǎn)站作為垃圾處置系統(tǒng)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)城市環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有不可或缺的作用[1]。

然而，垃圾中轉(zhuǎn)站的選址不合理，會(huì)導(dǎo)致后期運(yùn)行成本高，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，垃圾中轉(zhuǎn)站優(yōu)化選址十分重要。對(duì)此，目前已有諸多研究：文獻(xiàn)[2]采用SPSS時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型對(duì)重慶市未來(lái)10a垃圾產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，相對(duì)誤差在10%左右;文獻(xiàn)[3]將ARIMA模型應(yīng)用到生活垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)方向，以深圳市某行政區(qū)2004～2012a逐月生活垃圾產(chǎn)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),建立了關(guān)于生活垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)的ARIMA模型。ARIMA模型預(yù)測(cè)精度相對(duì)于其他預(yù)測(cè)模型更高[4]。文獻(xiàn)[5]綜合考慮城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)特點(diǎn),從數(shù)學(xué)的角度，對(duì)垃圾中轉(zhuǎn)站選址進(jìn)行研究；文獻(xiàn)[6]利用傳統(tǒng)費(fèi)用模型，分析了基于不同情境下的醫(yī)療廢棄站的適宜性；文獻(xiàn)[7]基于GIS技術(shù)，利用最鄰近指數(shù)測(cè)度法，定性與定量相結(jié)合，對(duì)高校內(nèi)部ATM網(wǎng)點(diǎn)的選址進(jìn)行了優(yōu)化選址研究；文獻(xiàn)[8]基于多角度分析考慮，建立了一套適用于評(píng)價(jià)“無(wú)廢城市”固體廢物綜合處理產(chǎn)業(yè)園建設(shè)水平的指標(biāo)體系；文獻(xiàn)[9]對(duì)現(xiàn)有城市生活垃圾收集網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)了距離與垃圾中轉(zhuǎn)站空間分布與收集效率之間的關(guān)系；文獻(xiàn)[10]將AHP與GIS結(jié)合，分析了基于聚落分析的選址適宜性。目前對(duì)于垃圾中轉(zhuǎn)站的研究主要集中在對(duì)其周邊環(huán)境影響及大范圍的適宜性評(píng)價(jià)方面，但對(duì)于不同地區(qū)如何精細(xì)化確定垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)位置，及根據(jù)ARIMA時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型如何調(diào)整垃圾中轉(zhuǎn)站現(xiàn)有布局與規(guī)劃未來(lái)布局等方面的研究相對(duì)較少。

本文在以上研究基礎(chǔ)上，以合肥市中心城區(qū)為研究對(duì)象，結(jié)合時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)結(jié)果，推測(cè)各行政區(qū)未來(lái)可能會(huì)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)運(yùn)缺口。通過(guò)建立垃圾中轉(zhuǎn)站適宜性評(píng)價(jià)體系，將垃圾中轉(zhuǎn)站新增數(shù)量與適宜性建設(shè)地址相結(jié)合，分析現(xiàn)有垃圾中轉(zhuǎn)站分布情況，對(duì)已有站點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)一步開展垃圾中轉(zhuǎn)站精細(xì)化選址規(guī)劃，以期為城市規(guī)劃的政府決策提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于合肥市中心城區(qū)，屬于中國(guó)華東地區(qū)，總面積677.56km2，是合肥市主要生活垃圾產(chǎn)生區(qū)域。地域內(nèi)地形地貌復(fù)雜多變，具有丘陵崗地、低山殘丘、低洼平原3種地貌。合肥市是長(zhǎng)三角城市副中心、皖江城市帶核心城市，到2020a底，全市GDP總量達(dá)到10 046億元，人口突破1 039萬(wàn)人，生活垃圾以平均每年5%～8%的速度快速增長(zhǎng)[11](見圖1)。

圖1 研究區(qū)位置與中心城區(qū)行政區(qū)劃

1.2 研究方法

(1)時(shí)間序列模型構(gòu)建 ARIMA模型作為一種成熟且常用的預(yù)測(cè)模型，其通過(guò)差分法將非平穩(wěn)時(shí)間序列平穩(wěn)化，可克服AR模型和MA模型只能處理平穩(wěn)時(shí)間序列的缺點(diǎn)[12]，對(duì)于短期預(yù)測(cè)效果十分顯著。ARIMA(p，d，q)模型是利用ARMA(p，q)模型在處理后的平穩(wěn)新時(shí)間序列進(jìn)行建模。p為自回歸項(xiàng)數(shù)，d為使之成為平穩(wěn)序列所作的差分次數(shù)，q為滑動(dòng)平均項(xiàng)數(shù)。ARIMA(p，d，q)模型數(shù)學(xué)形式如下

φ1(B)▽dXt=θ(B)εt

式中：φ1(B)為自回歸算子；Xt為響應(yīng)序列；B為后移算子； ▽為差分算子；t為時(shí)間；p、d、q為自回歸階數(shù)；θ(B)為滑動(dòng)平均算子；εt為零均值白噪聲序列。

模型構(gòu)建步驟：

1)序列平穩(wěn)性分析 本文利用差分法對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)化處理，使建模數(shù)據(jù)符合時(shí)間序列建模的前提。

2)模型識(shí)別與定階 對(duì)平穩(wěn)后的序列進(jìn)行自相關(guān)(ACF)與偏自相關(guān)性(PACF)分析。其中自相關(guān)是用來(lái)衡量統(tǒng)一信號(hào)在不同時(shí)刻取值的相關(guān)程度，可以分析出信號(hào)中的噪聲并加以去除；偏自相關(guān)是剔除干擾后時(shí)間序列觀察與先前時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)間序列觀察之間關(guān)系的總結(jié)。根據(jù)自相關(guān)(ACF)與偏自相關(guān)(PACF)圖來(lái)估計(jì)自相關(guān)階數(shù)p與移動(dòng)平均階數(shù)q的值，以此確定各行政區(qū)模型進(jìn)行擬合，選定備選模型(見表1)。對(duì)備選模型擬合度進(jìn)行比較，本文選取平均絕對(duì)百分比誤差(MAPE)、正態(tài)化BIC和均方根誤差(RMSE)作為擬合優(yōu)度比較指標(biāo)。

表1 模型階數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)

3)模型檢驗(yàn) 在通過(guò)模型識(shí)別與定階后，對(duì)模型進(jìn)行殘差序列檢驗(yàn)分析。合適的ARIMA模型應(yīng)擬合線性成分，其殘差序列因表現(xiàn)為白噪聲序列，擬合模型才有效，方可用于預(yù)測(cè)[13]。其中白噪聲序列是指白噪聲過(guò)程的樣本實(shí)稱，其自相關(guān)函數(shù)為0，簡(jiǎn)稱白噪聲。本文通過(guò)殘差序列的自相關(guān)ACF圖與偏自相關(guān)PACF圖，分析其圖形特點(diǎn)，判斷其是否屬于白噪聲序列。

4)模型預(yù)測(cè) 本文基于已通過(guò)檢驗(yàn)的模型，利用合肥市中心城區(qū)4個(gè)行政區(qū)2010～2019a生活垃圾產(chǎn)生量對(duì)合肥市2020～2025a生活垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

(2)適宜建設(shè)區(qū)評(píng)價(jià)方法構(gòu)建

1)適宜建設(shè)區(qū)指標(biāo)體系建立與指標(biāo)分級(jí) 以社會(huì)因素、自然環(huán)境因素、交通因素及經(jīng)濟(jì)因素4個(gè)方面來(lái)構(gòu)建垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)體系，參考《城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》《市容環(huán)衛(wèi)工程項(xiàng)目規(guī)范》及相關(guān)文獻(xiàn)，運(yùn)用頻度分析法及專家咨詢法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選，選取能夠充分反映垃圾中轉(zhuǎn)站各因素特征的指標(biāo)。

從社會(huì)因素上考慮，因垃圾會(huì)滋生蚊蠅及細(xì)菌， 影響周邊居民的身心健康[14]，應(yīng)綜合考慮政府頒布與垃圾中轉(zhuǎn)站相關(guān)的法律法規(guī)及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，選擇人口密度及土地利用類型作為社會(huì)因素，使垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)在人口密度較小區(qū)域。通過(guò)對(duì)合肥市現(xiàn)有垃圾中轉(zhuǎn)站周邊人口密度進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合合肥市中心城區(qū)人口密度分布圖， 將人口密度分為0～500、500～1 000、1 000～1 500、1 500～2 000以及2 000以上5個(gè)等級(jí)。土地類型依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，分為不適宜及高度適宜兩類。

地形條件對(duì)建設(shè)成本、 運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)成本產(chǎn)生影響， 平坦的地形有利于減少各方面的能源損耗，同時(shí)為體現(xiàn)合肥市內(nèi)多變的地形因素對(duì)垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)適宜性的影響，選取地形坡度作為自然環(huán)境因素指標(biāo)。參考文獻(xiàn)[15]在研究垃圾中轉(zhuǎn)站選址中對(duì)于地形坡度的研究，結(jié)合合肥市中心城區(qū)地形坡度情況，將合肥市地形坡度分為0°～2°、2°～4°、4°～6°、6°～8°及8°以上。

為了使垃圾中轉(zhuǎn)站能長(zhǎng)期正常運(yùn)行，降低運(yùn)輸成本，建設(shè)地址距離城市道路不能太遠(yuǎn)[16]。因此選取道路距離作為交通因素。因垃圾中轉(zhuǎn)站不能建設(shè)在立交橋與主干道路邊，參考文獻(xiàn)[17]對(duì)于垃圾中轉(zhuǎn)站交通要素的研究，選取500～1 000m作為垃圾中轉(zhuǎn)站最佳建設(shè)距離。通過(guò)文獻(xiàn)[18]對(duì)于垃圾中轉(zhuǎn)站經(jīng)濟(jì)因素的研究，垃圾中轉(zhuǎn)站應(yīng)當(dāng)建設(shè)在垃圾產(chǎn)生源頭附近，選取學(xué)校與商場(chǎng)等人流量較大的區(qū)域作為垃圾產(chǎn)生源，同時(shí)考慮到合肥市作為大力發(fā)展科研創(chuàng)新的城市特點(diǎn)，科研用地也作為垃圾產(chǎn)生源之一。從經(jīng)濟(jì)效益上考慮，盡量縮短中轉(zhuǎn)距離，一般希望垃圾源距大中型中轉(zhuǎn)站的距離平均不超過(guò)5km。在文獻(xiàn)[19]對(duì)于城市垃圾中轉(zhuǎn)站選址研究中，運(yùn)輸距離每縮短1km，垃圾運(yùn)輸油耗可減少15L·t-1。因此距道路距離、距科教用地距離和距商場(chǎng)距離3個(gè)指標(biāo)以1km為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)。

以人口密度、土地利用類型、地形坡度、距道路距離、距科研教育用地距離、距商場(chǎng)距離六個(gè)指標(biāo)，指標(biāo)分級(jí)及賦分規(guī)則依據(jù)上述文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建合肥市中心城區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)區(qū)適宜性評(píng)價(jià)體系，具體結(jié)果如表1所示。

2)適宜建設(shè)區(qū)指標(biāo)權(quán)重確定 為了能更加客觀地確定適宜建設(shè)區(qū)各指標(biāo)權(quán)重，在對(duì)各指標(biāo)重要程度初步排序的基礎(chǔ)上，通過(guò)專家打分法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性，在各層間創(chuàng)建指標(biāo)對(duì)比的兩兩判斷矩陣，然后檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，確保在兩兩比較過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)偏差[20]，運(yùn)用AHP(層次分析法)[21]來(lái)客觀地體現(xiàn)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。為了確保根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，本研究根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性、各指標(biāo)使用可變數(shù)值范圍，來(lái)比較一個(gè)指標(biāo)與另一個(gè)指標(biāo)(見表2～表4)，邀請(qǐng)了城市設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)等專業(yè)領(lǐng)域7位專家評(píng)價(jià)，構(gòu)建判斷矩陣，計(jì)算各層指標(biāo)權(quán)重。

表2 準(zhǔn)則層判斷矩陣

表3 社會(huì)因素的判斷矩陣

表4 經(jīng)濟(jì)因素的判斷矩陣

本文對(duì)適宜建設(shè)區(qū)權(quán)重設(shè)置是在常規(guī)范圍內(nèi)進(jìn)行評(píng)價(jià)，是各影響指標(biāo)的權(quán)重占比，當(dāng)出現(xiàn)某一指標(biāo)超標(biāo)且存在致命性危害，采取一項(xiàng)否決制，直接評(píng)價(jià)為不適宜，綜合上述打分結(jié)果如表5所示。

表5 合肥市中心城區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)適宜區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3)適宜性加權(quán)求和綜合分析法 基于垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)受到多種因素影響，其適宜建設(shè)區(qū)是多指標(biāo)共同作用下的結(jié)果，明確各指標(biāo)權(quán)重對(duì)于垃圾中轉(zhuǎn)站適宜建設(shè)區(qū)整體評(píng)價(jià)的影響大小，通過(guò)加權(quán)求和，從而計(jì)算出適宜建設(shè)區(qū)的綜合指數(shù)，進(jìn)一步確定合肥市垃圾中轉(zhuǎn)站適宜建設(shè)區(qū)的適宜性等級(jí)大小及空間分布情況。計(jì)算公式如下

i=1,2,3,…n

式中:S為合肥市垃圾中轉(zhuǎn)站各影響指標(biāo)適宜性綜合指數(shù)，Ni為第i個(gè)指標(biāo)的適宜性綜合指數(shù)，Wi為第i個(gè)指標(biāo)的適宜性對(duì)合肥市垃圾中轉(zhuǎn)站適宜性評(píng)價(jià)的影響權(quán)重，n為垃圾中轉(zhuǎn)站適宜性評(píng)價(jià)所考慮的指標(biāo)個(gè)數(shù)。

通過(guò)以上綜合分析，可以確定評(píng)價(jià)單元在ArcGIS支持下，通過(guò)歐氏距離、空間疊置等進(jìn)一步將適宜建設(shè)區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果分為5個(gè)等級(jí)： 不適宜(0～20)、 低適宜(20～40)、 中適宜(40～60)、 適宜(60～80)、高度適宜(80～100)。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量預(yù)測(cè)

(1)時(shí)間序列特征分析與定階 通過(guò)平穩(wěn)性檢驗(yàn)，根據(jù)自相關(guān)分析圖，在橫坐標(biāo)為2以后序列的自相關(guān)系數(shù)全部落入可信區(qū)間，并逐漸趨于0。根據(jù)ACF圖測(cè)定時(shí)間序列隨機(jī)性和平穩(wěn)性的準(zhǔn)則，可認(rèn)為原始序列具有平穩(wěn)性和隨機(jī)性[22]。

為了找到最佳階數(shù)，通過(guò)ACF圖與PACF圖，綜合考慮最小值準(zhǔn)則(BIC)對(duì)瑤海區(qū)模型最佳階數(shù)進(jìn)行選取。對(duì)瑤海區(qū)模型擬合度進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)分析，初步判斷瑤海區(qū)備選模型為：ARIMA(1,1,2)模型或ARIMA(0,1,2)模型。通過(guò)擬合度檢驗(yàn)，ARIMA(1,1,2)模型正態(tài)化BIC為2.140，MAPE為3.020、RMSE為1.522；ARIMA(0,1,2)模型正態(tài)化BIC為1.675，MAPE為3.066、RMSE為1.374。綜合考慮，選取ARIMA(0,1,2)為最優(yōu)模型。

圖2 生活垃圾產(chǎn)生量相關(guān)性圖

(2)模型適應(yīng)性檢驗(yàn)及產(chǎn)量預(yù)測(cè) 通過(guò)殘差序列的ACF圖與PACF圖(見圖3)確定ARIMA(0,1,2)屬于白噪聲序列，因此該模型可以用于瑤海區(qū)生活垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)。

圖3 殘差序列相關(guān)性圖

基于上述過(guò)程，對(duì)廬陽(yáng)區(qū)、蜀山區(qū)和包河區(qū)垃圾產(chǎn)生量分別建模，分析得出廬陽(yáng)區(qū)ARIMA模型為ARIMA(0,1,2)、蜀山區(qū)ARIMA模型為ARIMA(1,1,2)、包河區(qū)ARIMA模型為ARIMA(0,1,2)。通過(guò)各行政區(qū)模型對(duì)2020～2025a生活垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果如表6所示。

表6 各行政區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)值

由表6看出，2020～2025a瑤海區(qū)、廬陽(yáng)區(qū)、蜀山區(qū)和包河區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且增幅逐漸變大。蜀山區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他3個(gè)行政區(qū)，瑤海區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量最小，這可能是由于蜀山區(qū)區(qū)域面積占比較大，區(qū)內(nèi)人口數(shù)量相對(duì)較多，存在眾多的工廠企業(yè)。因此，蜀山區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量遠(yuǎn)高于其他3個(gè)行政區(qū)。

2.2 適宜建設(shè)區(qū)評(píng)價(jià)與初步規(guī)劃

1)垃圾中轉(zhuǎn)站適宜建設(shè)區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果 基于垃圾中轉(zhuǎn)站各指標(biāo)適宜性權(quán)重，通過(guò)ArcGIS確定各指標(biāo)空間分布情況(見圖4)，該方法與文獻(xiàn)[23]研究結(jié)果一致。由圖4可知人口密度由低到高呈現(xiàn)面狀收縮，由西南向東北逐漸升高。這是由于廬陽(yáng)區(qū)與瑤海區(qū)是合肥市的主要居住區(qū)，區(qū)內(nèi)小區(qū)密集，而蜀山區(qū)與包河區(qū)內(nèi)部工廠企業(yè)數(shù)量較多，且存在大片的公園綠地，因此人口密度相對(duì)較小。合肥市中心城區(qū)地形坡度變化復(fù)雜，起伏不定，土地利用類型適宜建設(shè)區(qū)域較為集中，形成了四大塊適宜建設(shè)區(qū)域。距道路距離的高度適宜區(qū)面積成環(huán)狀分布，且面積較小。距科教用地距離適宜區(qū)主要在合肥市中心城區(qū)邊界附近，這是由于合肥市對(duì)于科研教育事業(yè)的重視，因此高適宜性區(qū)域主要集中在邊界區(qū)域。

圖4 各指標(biāo)適宜性區(qū)域空間分布

將各指標(biāo)按各自權(quán)重進(jìn)行疊加，最終得到合肥市中心城區(qū)適宜性圖(見圖5)，其中高度適宜區(qū)域主要集中在中心城區(qū)的4個(gè)角落，不適宜區(qū)域面積占比較大，這是由于該區(qū)域存在致命性危害，該區(qū)域用地類型主要為居住區(qū)、水庫(kù)、水域等禁止建設(shè)用地。根據(jù)上述方法中的一項(xiàng)否決制，直接將其評(píng)價(jià)為不適宜區(qū)域。東北區(qū)域高度適宜建設(shè)區(qū)主要是由該地區(qū)坡度與土地利用類型主導(dǎo)的，地區(qū)坡度主要集中在0°～6°，坡度適宜性較高，同時(shí)具有大塊的適宜建設(shè)的土地利用類型，因此形成了東北適宜建設(shè)區(qū)。西南區(qū)域的高度適宜建設(shè)區(qū)是由土地利用類型、距商場(chǎng)、道路距離及人口密度共同主導(dǎo)的。該區(qū)域存在指標(biāo)為高度適宜，同時(shí)主導(dǎo)指標(biāo)高度適宜性在該地區(qū)分布面積較廣，綜合導(dǎo)致該區(qū)域存在大面積的高度適宜建設(shè)區(qū)及大量適宜建設(shè)區(qū)，從而形成西南適宜建設(shè)區(qū)。西北與東南兩個(gè)區(qū)域適宜面積較少，是由于該區(qū)域適宜建設(shè)的土地利用類型較少導(dǎo)致的，同時(shí)西北地區(qū)距道路、商場(chǎng)及科教用地距離適宜性不高，但較低的人口密度、地形坡度與土地利用類型提高了其綜合適宜性，最終形成了兩塊面積較小的適宜建設(shè)區(qū)。

圖5 適宜性評(píng)價(jià)

將合肥市中心城區(qū)現(xiàn)有14個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站在圖中顯示，除蜀山區(qū)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、淠河路、金湖及天智路垃圾中轉(zhuǎn)站不在適宜區(qū)范圍內(nèi)，其余10個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站皆在適宜區(qū)域。根據(jù)這4個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)年限，可能是合肥市近年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人口的迅速增長(zhǎng)，尤其是近年來(lái)合肥市對(duì)于城市區(qū)劃的調(diào)整，導(dǎo)致該區(qū)位垃圾中轉(zhuǎn)站位置適宜性產(chǎn)生變化。

根據(jù)城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50337-2018)[24]，基于適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，選擇適宜區(qū)及高度適宜區(qū)作為擬建設(shè)地點(diǎn)，綜合考慮合肥市垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站空間分布情況、垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)面積，初步選擇了13個(gè)適宜建設(shè)地點(diǎn)(大型垃圾中轉(zhuǎn)站選址帶點(diǎn)7個(gè)、中型垃圾中轉(zhuǎn)站選址點(diǎn)4個(gè)、小型垃圾中轉(zhuǎn)站選址點(diǎn)2個(gè))，具體分布如圖6所示。

圖6 垃圾中轉(zhuǎn)站分布現(xiàn)狀及初步規(guī)劃

2.3 精細(xì)化規(guī)劃布局

統(tǒng)計(jì)合肥市各行政區(qū)現(xiàn)有垃圾中轉(zhuǎn)站轉(zhuǎn)運(yùn)能力，對(duì)比各行政區(qū)預(yù)測(cè)產(chǎn)量，結(jié)果如圖7所示。

圖7 四大行政區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)能力與預(yù)測(cè)量對(duì)比

由圖7可知，至2025a，瑤海區(qū)無(wú)轉(zhuǎn)運(yùn)缺口，廬陽(yáng)區(qū)有8.96萬(wàn)t轉(zhuǎn)運(yùn)缺口，蜀山區(qū)有29.84萬(wàn)t轉(zhuǎn)運(yùn)缺口，包河區(qū)有19.5萬(wàn)t轉(zhuǎn)運(yùn)缺口。為滿足各行政區(qū)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)缺口，參考城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)施規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50337-2018)，對(duì)于不同行政區(qū)進(jìn)行相應(yīng)分析。其中廬陽(yáng)區(qū)需建設(shè)1座大型垃圾中轉(zhuǎn)站或1座日轉(zhuǎn)運(yùn)能力在250t以上中型垃圾中轉(zhuǎn)站；蜀山區(qū)需建立1座日轉(zhuǎn)運(yùn)能力在1 000t以上大型垃圾中轉(zhuǎn)站或4座日轉(zhuǎn)運(yùn)能力在350t以上中型垃圾中轉(zhuǎn)站；包河區(qū)需建立1座大型垃圾中轉(zhuǎn)站或2座日轉(zhuǎn)運(yùn)能力在250t以上中型垃圾中轉(zhuǎn)站。

在初步規(guī)劃的基礎(chǔ)上對(duì)3個(gè)行政區(qū)進(jìn)行分析：廬陽(yáng)區(qū)由于僅存1個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站，且該中轉(zhuǎn)站僅處在中適宜地區(qū)，因此需進(jìn)行選址新建。蜀山區(qū)域內(nèi)存在眾多垃圾中轉(zhuǎn)站，且部分垃圾中轉(zhuǎn)站距離較近、設(shè)施老舊，同時(shí)區(qū)內(nèi)存在兩座建設(shè)在不適宜區(qū)域的垃圾中轉(zhuǎn)站。對(duì)于距離接近、設(shè)施老舊及建設(shè)在不適宜區(qū)域的垃圾中轉(zhuǎn)站，需采用小站并大站處理。結(jié)合蜀山區(qū)未來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)缺口，該區(qū)需要滿足1 600t/d的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)需求。包河區(qū)存在1座建設(shè)在不適宜區(qū)的垃圾中轉(zhuǎn)站及1座適宜的大型垃圾中轉(zhuǎn)站，對(duì)于不適宜的垃圾中轉(zhuǎn)站采取拆除處理。結(jié)合包河區(qū)未來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)缺口，包河區(qū)需要滿足630t/d的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)需求。

為了能在模型中初步選取適宜性建設(shè)的13個(gè)地址，參考合肥市各行政區(qū)到2025a對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力的需求，通過(guò)選取距合肥市垃圾處理廠的距離、周邊交通情況及拆除成本情況3個(gè)次級(jí)指標(biāo)進(jìn)一步篩選建設(shè)地址，使得垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)地址更加合理。其中交通情況以選址地位周邊路網(wǎng)密集程度與道路等級(jí)來(lái)評(píng)定，拆除成本以選址區(qū)域地表有無(wú)建筑物以及該區(qū)域周邊房?jī)r(jià)來(lái)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)合圖6進(jìn)行分析。

廬陽(yáng)區(qū)1號(hào)點(diǎn)位距垃圾處理廠僅有23.06km、無(wú)拆除成本，周邊存在市區(qū)一級(jí)道路與二級(jí)道路，交通運(yùn)輸狀況相較于2、3號(hào)點(diǎn)位更為優(yōu)越，因此廬陽(yáng)區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站選擇在1號(hào)點(diǎn)位新建。蜀山區(qū)7號(hào)點(diǎn)位距肥西縣垃圾處理廠僅20.51km，是蜀山區(qū)初步規(guī)劃點(diǎn)位中距離最近的一個(gè)，且周邊交通狀況良好、無(wú)拆除成本。對(duì)比4、5、6三個(gè)點(diǎn)位，4號(hào)點(diǎn)位距北城垃圾處理廠31.05km，相比于6號(hào)點(diǎn)位的28.65km較遠(yuǎn)，比5號(hào)點(diǎn)位的32.77km較近。但5、6兩個(gè)點(diǎn)位皆有拆除成本，且6號(hào)點(diǎn)位周邊僅有兩條市區(qū)二級(jí)道路。綜合考慮下，選取4、5、7三個(gè)點(diǎn)位作為蜀山區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站選址新建點(diǎn)位。包河區(qū)8號(hào)點(diǎn)位由于適宜性建設(shè)區(qū)域較小，只能建立小型垃圾中轉(zhuǎn)站，無(wú)法滿足包河區(qū)未來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)需求，因此將其排除。 對(duì)比9、 10、 11三個(gè)點(diǎn)位， 9號(hào)點(diǎn)位無(wú)拆除成本， 其余兩個(gè)點(diǎn)位皆存在拆除成本，且9號(hào)點(diǎn)位距垃圾處理廠26.75km，僅比10號(hào)點(diǎn)位多0.41km，但其周邊交通環(huán)境更為優(yōu)越，存在2條市區(qū)一級(jí)道路、1條市區(qū)二級(jí)道路，因此選擇9號(hào)點(diǎn)位作為包河區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站選址新建點(diǎn)位。

綜合對(duì)比拆除成本、周邊道路等級(jí)(交通運(yùn)輸狀況)及距離垃圾處理廠距離后，1號(hào)作為廬陽(yáng)區(qū)區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站選址新建點(diǎn)位，4、5、7三個(gè)點(diǎn)位作為蜀山區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站選址新建點(diǎn)位，9號(hào)點(diǎn)位作為包河區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站選址新建點(diǎn)。同時(shí)對(duì)不適宜區(qū)域垃圾中轉(zhuǎn)站進(jìn)行拆除，具體點(diǎn)位分布與建設(shè)規(guī)模如圖8所示。

圖8 合肥市垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)規(guī)劃

規(guī)劃建設(shè)垃圾中轉(zhuǎn)站各區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)能力相對(duì)之前均有提升，其中蜀山區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)能力從原有的87.6萬(wàn)t/a提升至131.4萬(wàn)t/a，轉(zhuǎn)運(yùn)能力相比之前提升了50%，完全滿足時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)2025a對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力的117.44萬(wàn)t/a需求；廬陽(yáng)區(qū)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力從原有的40.15萬(wàn)t/a提升至76.65萬(wàn)t/a，完全滿足時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)2025a對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力的49.11萬(wàn)t/a需求；包河區(qū)規(guī)劃后轉(zhuǎn)運(yùn)能力從原來(lái)的54.75萬(wàn)t/a提升至91.25萬(wàn)t/a，滿足時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)2025a對(duì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力的74.25萬(wàn)t/a的需求。由于在對(duì)各區(qū)大型垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)時(shí)，對(duì)其垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量都未按照最大規(guī)模計(jì)算，因此各區(qū)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力仍有提升空間，其中蜀山區(qū)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力最高可提升至186.15萬(wàn)t/a，廬陽(yáng)區(qū)最高可提升至149.65萬(wàn)t/a，包河區(qū)最高可提升至164.25萬(wàn)t/a，這種預(yù)留可預(yù)防合肥市生活垃圾出現(xiàn)不規(guī)律的爆發(fā)式增長(zhǎng)與2025a后垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)量的進(jìn)一步升高。

3 討論

垃圾中轉(zhuǎn)站選址問(wèn)題一直是城市環(huán)境建設(shè)的重要一環(huán)，目前大多采用的傳統(tǒng)選址方法往往僅僅從單一角度或以較為粗略的方式進(jìn)行分析規(guī)劃。本研究預(yù)測(cè)了合肥市未來(lái)6a生活垃圾產(chǎn)生量，以小尺度的基本單元進(jìn)行了精細(xì)化的垃圾中轉(zhuǎn)站適宜性選址規(guī)劃，同時(shí)進(jìn)行了合肥市現(xiàn)有垃圾中轉(zhuǎn)站適宜性評(píng)價(jià)，14座垃圾中轉(zhuǎn)站有10座在適宜建設(shè)區(qū)內(nèi)，在一定程度上說(shuō)明了適宜性評(píng)價(jià)的合理性，體現(xiàn)出本研究結(jié)果的可靠性。

本研究最終規(guī)劃為：廬陽(yáng)區(qū)新建1座大型垃圾中轉(zhuǎn)站；蜀山區(qū)新建1座大型垃圾中轉(zhuǎn)站、2座中型垃圾中轉(zhuǎn)站，并對(duì)不在適宜建設(shè)區(qū)的3座垃圾中轉(zhuǎn)站進(jìn)行拆除；包河區(qū)新建1座大型垃圾中轉(zhuǎn)站，拆除1座中型垃圾中轉(zhuǎn)站。綜合各區(qū)規(guī)劃，最終形成合肥市中心城區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站規(guī)劃方案。從交通便利程度來(lái)看，新建的垃圾中轉(zhuǎn)站均位于交通便利地區(qū)，降低了垃圾中轉(zhuǎn)站日常運(yùn)行成本，提高了生活垃圾運(yùn)輸效率，且結(jié)果與文獻(xiàn)[25]在交通網(wǎng)絡(luò)中的研究結(jié)果相一致；從社會(huì)政策來(lái)看，新建的垃圾中轉(zhuǎn)站皆位于人口密度較小，符合國(guó)家規(guī)定建設(shè)用地類型的區(qū)域，一方面降低了垃圾中轉(zhuǎn)站運(yùn)行過(guò)程中對(duì)周邊居民產(chǎn)生的環(huán)境危害，另一方面也符合國(guó)家的政策規(guī)定；從自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，規(guī)劃后的垃圾中轉(zhuǎn)站在空間上分布更為均勻，建設(shè)位置更為平緩，距離生活垃圾產(chǎn)生源頭更為接近，對(duì)比文獻(xiàn)[26]在垃圾中轉(zhuǎn)站運(yùn)輸過(guò)程中的研究，這些要素可以顯著地提高垃圾中轉(zhuǎn)站運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。因此綜合來(lái)看研究區(qū)的垃圾中轉(zhuǎn)站適宜性規(guī)劃選址合理。

此外，該研究因合肥市不同行政區(qū)與不同規(guī)模垃圾中轉(zhuǎn)站建造成本無(wú)法判斷，各道路車流量數(shù)據(jù)較難獲取，今后研究需進(jìn)一步考慮建造成本與車流量等多種因素對(duì)建設(shè)地址選取的影響。

4 結(jié)論

本研究以時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)結(jié)果與適宜性評(píng)價(jià)體系為基礎(chǔ)，綜合考慮了經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境、社會(huì)政策和交通因素對(duì)垃圾中轉(zhuǎn)站選址的影響，并將研究尺度細(xì)化到區(qū)級(jí)單元，考慮各局部區(qū)域垃圾中轉(zhuǎn)站的空間布局、拆除成本、距垃圾處理廠距離及周邊交通環(huán)境，最終綜合得出合肥市中心城區(qū)垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)規(guī)劃。本研究提高了垃圾中轉(zhuǎn)站選址的效率與精確度，同時(shí)也適用于其他類似區(qū)域的垃圾中轉(zhuǎn)站選址研究，具有一定的通用性。