截洪沟设置对宁波大岙垃圾填埋场渗滤液产量的影响

Engineering and Technology　　工程与技术

截洪沟设置对宁波大岙垃圾填埋场渗滤液产量的影响

To Control Leachate Output of Ningbo Daao Waste Sanitary Landfill Site

by Using Cut-off Ditch

张德洲　（中国有色工程设计研究总院市政和环境工程设计研究分院，北京　１０００３８）

摘　　要　　目前困扰垃圾卫生填埋场生产管理的难题之一是渗滤液处理，尤其是南方雨水充沛地区，如何减少渗滤液的产量成为垃圾填埋场在设计过程中的重要课题。本文根据宁波大岙垃圾灰渣填埋场的具体情况，探讨采用增加截洪沟的方式防止地表径流进入填埋场内，从而达到减少渗滤液产量的目的。关键词　　填埋场　　渗滤液　　截洪沟

１　引言

垃圾填埋场对环境的影响，主要是垃圾在填埋处置过程中产生的含有大量污染物的渗滤液所造成的。所以渗滤液的污染控制是填埋场设计、运行和封场的关键性问题。

渗滤液的产量由以下因素决定：（１）填埋场构造；（２）降雨；（３）含水量；（４）腾发量（为地表蒸发和植物蒸腾的统称）；（５）其他影响因素。例如形成填埋场气体所消耗的水分，或是形成水蒸气所消耗的水分。控制渗滤液产生量的措施包括：（１）入场废物含水率的控制

填埋过程中随填埋废物带入的水分，相当部分会在垃圾压实过程中沥滤出来，其量在渗滤液产生量中占相当大的比例。为此，必须控制入场填埋垃圾的含水率。城市垃圾卫生填埋场一般要求入场填埋的城市垃圾含水率＜３０％（质量分数）。（２）防止地表径流进入填埋场内

由于地表水进入是渗滤液的主要来源，因此消除或者减少地表水进入填埋场是设计中最为重要的方面。对包括降雨、地表径流、间歇河和上升泉等所有地表水进行有效控制，可以减少渗滤液的产生量。可采取以下措施控制：①　对间歇暴露地区产生的临时性侵蚀和淤塞的控制；②　对最终暴露区域采取土壤加固、植被、整修边坡等控制侵蚀措施；③　沟渠加设衬层，以防止在暴雨期间大流量径流的冲刷；④　修建缓冲池以减少洪峰的影响；⑤　将

流经未覆盖固体废物的径流引至渗滤液处理与处置系统。

（３）控制地下水的入渗量

综上所述，填埋场的构造与渗滤液产生量有很大关系。对于未铺设水平和斜坡防水防渗衬层的填埋场底部，或是建设在地下水位以下的平地型填埋场和山谷型填埋场，地下水的入浸是渗滤液的一个重要来源；对于未设高质量地表水控制系统的填埋场，地表径流可能导致产生过多的渗滤液。

通常，对于一个设计完好的填埋场，可以避免地下水和地表径流进入填埋场，渗滤液主要来源于大气降水、地表灌溉、固体废物含水以及填埋处置过程中废物产生的水分，其中降水是影响渗滤液产生量的重要因素，尤其是南方雨水充沛地区。在防止地表径流进入填埋场内的工程措施当中，利用截洪沟进行清污分流，减少渗滤液产量的工程措施是当今使用较多的工程实例。

２　工程概述及填埋场防渗构造

宁波大岙垃圾填埋场是宁波枫林垃圾焚烧电厂二期扩建项目的配套工程，项目建设的目的主要是解决垃圾焚烧电厂扩建到３０００ｔ／ｄ规模时的灰渣堆存、事故垃圾堆存以及北仑区的生活垃圾堆存。

根据宁波枫林垃圾焚烧电厂二期扩建规划及北仑区的垃圾处理量，垃圾灰渣填埋场的建设规模确定为日处理垃圾焚烧飞灰５０ｔ，垃圾焚烧炉渣４００ｔ，生活垃圾５００ｔ。总处理规模９５０ｔ／ｄ。

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垃圾灰渣填埋场位于枫林垃圾焚烧电厂东南侧５００ｍ处的大岙山谷内，为一山谷型垃圾灰渣卫生填埋场，最大堆积高度８０ｍ，占地总面积３４．９６ｈｍ２，总容积１０００万ｍ３，由灰场、垃圾炉渣填埋场、渗滤液处理站、渗滤液调节池、运输道路等几部分组成，服务期２５年。

垃圾炉渣填埋场采用高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）土工膜进行单层防渗，为防止土工膜的损坏与老化，采用分期铺设，初期铺设至４０ｍ标高，铺设面积１３万ｍ２，按设计规模可使用５年。后期土工膜随填埋标高的上升分期铺设，每次升高１０ｍ　，直到８０ｍ～８５ｍ标高，平均每４年铺设一次，铺设总面积１９万ｍ２。

飞灰为危险废弃物，按照危险废弃物安全填埋场的防渗要求，飞灰填埋场须采用高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）土工膜进行双层防渗。为防止土工膜的损坏与老化，采用分期铺设，初期铺设至４５ｍ标高，铺设面积１．２万ｍ２，按设计规模可使用４年。后期土工膜随填埋标高的上升分期铺设，每次升高１０ｍ，直到９０ｍ标高，平均每４．５年铺设一次，铺设总面积３．２万ｍ２。

之间的面积逐年缩小，而填埋场外坡逐年覆盖，地面径流会被导出，因而渗滤液产量也会逐年减少。

在飞灰填埋场内设置了截洪沟，渗滤液的来源包括两部分：①防渗面积与截洪沟之间的地面径流；②扣除封场外坡的防渗面积内的直接降雨；填埋场下游为垃圾炉渣填埋场，飞灰填埋场堆积外坡将被垃圾、炉渣填埋场覆盖，中间用土工膜隔离，上部的降雨进入垃圾、炉渣填埋场内。

根据宁波市的降雨和蒸发资料，多年平均降雨量为１４００ｍｍ，多年平均陆面年蒸发为６００～６５０ｍｍ，但考虑到填埋场内山坡较陡，地下水埋深大，地表储水能力弱，其陆面年蒸发量按４００ｍｍ计算，多年平均年径流系数按０．５计算。在填埋场外边坡覆土后，除去地面径流外，考虑约３００ｍｍ降雨渗入填埋场内。

根据以上提供的水文气象资料和采取的工程措施，垃圾炉渣填埋场渗滤液的产量详见表１，飞灰填埋场的渗滤液的产量详见表２。

将渗滤液随填埋标高的变化绘制成曲线，见图１和图２。

根据以上计算结果，垃圾填埋场的渗滤液产量约为５４０ｍ３／ｄ，灰场渗滤液产量约为５０ｍ３／ｄ。虽然设有渗滤液调节池，但是考虑到宁波市年内降雨的不均匀分配，渗滤液处理量应保持一定的富裕量。

经核算：飞灰填埋场的渗滤液处理量为１５０ｔ／ｄ，垃圾炉渣填埋场的渗滤液处理量为７５０ｔ／ｄ。

３　在最终填埋标高处设置截洪沟进行的清污分流后的垃圾灰渣填埋场渗滤液计算

根据本工程的具体情况，填埋场普遍的清污分流方案是沿最终填埋标高８０～８５ｍ处设置永久性截洪沟一条，全长约３０００ｍ。按照大岙填埋场的最终规模，其防洪标准为５０年一遇设计，１００年一遇校核。平均纵坡按０．５％计算，控制流域面积０．２５４ｋｍ２。

渗滤液产量根据年均降雨量和汇水面积按水量平衡法计算。由于采用土工膜防渗，场外地下水不会进入场内，损失水量包括地面蒸发和封场区的地面径流。

在垃圾灰渣填埋场内设置了截洪沟后，可以将其控制流域面积０．２５４ｋｍ２内的降雨排至场外。渗滤液的来源包括三部分：①防渗面积与截洪沟之间的地面径流；②扣除封场外坡的防渗面积内的直接降雨；③封场外坡的渗流。

４　垃圾灰渣填埋场设置二期截洪沟进行的清

污分流后的渗滤液产量计算

从设置一条截洪沟进行清污分流的计算表１和表２可以发现：垃圾灰渣填埋场内一期４０～４５ｍ标高以下土工膜铺设结束后，场内径流面积达１５万

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资及运行管理，这就成为填埋场内工程设置考虑的重要方面。

根据以上分析，在６０～６５ｍ和８０～８５ｍ标高分期设置了截洪沟，按照大岙填埋场的最终规模，其防洪标准为５０年一遇设计，１００年一遇校核。考虑到前期容积较小，截洪沟为使用期较短，其防洪标准按２０年一遇设计，５０年一遇校核。

一期截洪沟全长２６００ｍ，平均纵坡按０．６％计算，控制流域面积０．３０４５ｋｍ２，自填埋场两侧汇集到垃圾炉渣坝下游，从污水处理站旁排至下游河道。

二期截洪沟全长２１００ｍ，平均纵坡按０．５％计算，控制流域面积０．２５４ｋｍ２，自填埋场两侧汇集到场区外的一期截洪沟。

图４　　飞灰填埋场标高渗沥液量曲线

根据以上计算结果，垃圾填埋场的前期渗滤液产量约为４２８ｍ３／ｄ，后期渗滤液产量约为５３０　ｍ３／ｄ；灰场前期渗滤液产量约为４３ｍ３／ｄ，后期渗滤液产量约为５２ｍ３／ｄ。经渗滤液调节池以及宁波市年内降雨的不均匀分配综合考虑，渗滤液处理量应保持一定的富裕量。

经核算：前期飞灰填埋场的渗滤液处理量为１００ｔ／ｄ，垃圾炉渣填埋场的渗滤液处理量为５００ｔ／ｄ。

后期飞灰填埋场的渗滤液处理量为１５０ｔ／ｄ，垃圾炉渣填埋场的渗滤液处理量为７５０ｔ／ｄ。

５　采取以上二种不同的工程措施后经济比较

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表３　　垃圾炉渣填埋场渗滤液产量计算表

运行期渗滤液来源

初期面积最终面积渗出量截除量进入量初期日

/mm/mm/mm产量/m3/万m 2/万m 2

终期日

产量/m3

直接降雨14.7016.[1**********].74445.48

直接降雨场外径流

后期

合计

1.121.853.23

1.380.001.10

0300300

00

1000700

30.6835.4873.29

37.810.0030.14

表６　　二种截洪沟设置方案的投资费用比较填埋场设置二期截洪沟进行

的清污分流方案

在最终填埋标高处设置截洪沟进行

的清污分流方案

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