CN102799949A - 垃圾填埋场污染地下水风险评估方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种垃圾填埋场污染地下水风险评估方法：采集填埋场危险性参数、包气带防污性参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数及地下水价值水平参数；根据计算指标权重与计算指标专家评分值，用层次分析法计算得到评价指标的权重，并将评价指标的权重与计算指标专家评分值通过综合指数法数学理论得到填埋场污染地下水风险综合评估结果；结合填埋场污染地下水风险综合评估结果发出多级预警，提出填埋场管理中需要改进和加强监控的措施；针对风险预警的等级，结合提出的填埋场的治理措施及实施方案，对按照治理方案实施后的填埋场污染地下水的风险等级进行预测，检验填埋场治理方案的科学性及合理性。本发明还提供了用于实现上述方法的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统。

Description

垃圾填埋场污染地下水风险评估方法和系统

技术领域

本发明属于环境管理领域，特别是涉及一种垃圾填埋场污染地下水风险评估方法。

本发明还涉及一种用于实现上述方法的评估系统。

技术背景

垃圾填埋场由于随意填埋、使用不规范、管理措施不完善等诸多因素的影响，导致垃圾渗滤液渗漏污染地下水，而地下水具有流动缓慢、交替程度较弱、自净能力低等特点，一旦受到污染难以有效修复。近年来，国内外关于垃圾填埋场污染地下水的事件时有发生，垃圾填埋场污染地下水的风险管理已经引起了全世界的广泛关注，目前，国内外研究的热点主要集中在垃圾填埋场防渗材料以及垃圾填埋场渗滤液处理工艺等方面的研究，随着计算机软件业的不断发展，将垃圾填埋场污染地下水的风险管理以计算机软件的形式进行已经成为了一种趋势，而垃圾填埋场污染地下水还没有成熟的风险评价系统，不能准确反映垃圾填埋场对地下水系统的污染风险水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾填埋场污染地下水风险评估方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述方法的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统。

为实现上述目的，本发明提供的垃圾填埋场污染地下水风险评估方法，其主要步骤包括：

1)采集填埋场危险性参数、包气带防污性参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数及地下水价值水平参数；

2)根据计算指标权重与计算指标专家评分值，用层次分析法计算得到评价指标的权重，并将评价指标的权重与计算指标专家评分值通过综合指数法数学理论得到填埋场污染地下水风险综合评估结果；

3)结合填埋场污染地下水风险综合评估结果发出多级预警，提出填埋场管理中需要改进和加强监控的措施；

4)针对风险预警的等级，结合提出的填埋场的治理措施及实施方案，对按照治理方案实施后的填埋场污染地下水的风险等级进行预测，检验填埋场治理方案的科学性及合理性。

所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估方法，其中，步骤3中根据填埋场污染地下水风险综合评估结果发出五级预警。

本发明提供的用于实现垃圾填埋场污染地下水风险评估方法的系统，主要包括填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块、填埋场污染地下水风险评价模块、填埋场污染地下水风险预警模块、填埋场治理方案可行性检验模块；其中：

填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块提供评价参数信息录入接口，以及对信息的保存、添加、删除、修改、浏览、输出操作；

填埋场污染地下水风险评价模块设置有评价参数数据输入接口，以及设置有根据评价参数进行风险评价计算的评价算法；

填埋场污染地下水风险预警模块对经过风险评价模块后的填埋场污染地下水进行风险大小预警；

填埋场治理方案可行性检验模块对填埋场治理方案的科学性与合理性进行检验。

所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价参数信息模块所管理的信息包括填埋场危险性参数、包气带防污性参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数、地下水价值水平参数。

所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块还提供风险评价参数信息和风险评价结果信息的查看界面。

所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，垃圾填埋场污染地下水风险评价模块所接收录入的风险评价参数包括事故发生可能性和事故后果严重度两部分，所述事故发生可能性的评价参数包括填埋场危险性、包气带防污性、含水层易污性、评价对象暴露性，所述事故后果严重度的评价参数包括地下水价值水平。

所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价模块所设置的评价算法基于综合指数数学模型，且设置有评价参数专家评分值的子模块及利用层次分析法计算评价参数指标权重的子模块，两个子模块分别将评价参数的专家评分值及计算得到评价参数的权重值传给评价算法。

所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价模块还设置有用于保存、展示、打印风险评价结果信息的数据库。

附图说明

图1为本发明的模块组成图。

具体实施方式

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，包括填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块、填埋场污染地下水风险评价模块、填埋场污染地下水风险预警模块、填埋场治理方案可行性检验模块；所述填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块提供评价参数信息的录入接口，以及对信息的保存、添加、删除、修改、浏览、输出操作；所述填埋场污染地下水风险评价模块设置有评价参数数据输入接口，以及设置有根据评价参数进行风险评价计算的评价算法；所述填埋场污染地下水风险预警模块对经过风险评价模块后的填埋场污染地下水进行风险大小预警；所述填埋场治理方案可行性检验模块对填埋场治理方案的科学性与合理性进行检验。

上述技术方案中，所述填埋场污染地下水风险评价参数信息模块所管理的信息包括填埋场危险性参数、包气带防污型参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数、地下水价值水平参数。

所述填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块还提供风险评价参数信息和风险评价结果信息的查看界面。

所述垃圾填埋场污染地下水风险评价模块所接收录入的风险评价参数包括事故发生可能性和事故后果严重度两部分，所述事故发生可能性的评价参数包括填埋场危险性、包气带防污性、含水层易污性、评价对象暴露性，所述事故后果严重度的评价参数包括地下水价值水平。

所述填埋场污染地下水风险评价模块所设置的评价算法基于综合指数数学模型，且设置有评价参数专家评分值的子模块及利用层次分析法计算评价参数指标权重的子模块，两个子模块分别将评价参数的专家评分值及计算得到评价参数的权重值传给评价算法。

所述填埋场污染地下水风险评价模块还设置有用于保存、打印风险评价结果信息的数据库。

本发明具有如下几个方面的功能和技术特点：

1、填埋场污染地下水风险评价参数信息管理

对填埋场污染地下水进行风险评价，首先要清楚填埋场的实际情况以及相关影响因素的资料数据情况，本发明提供了填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块，用于对填埋场危险性参数、包气带防污性参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数及地下水价值水平参数等数据进行记录和管理，并提供记录报表输入功能。

2、填埋场污染地下水风险评价

本发明的填埋场污染地下水风险评价模块采用综合指数数学模型的评估方法。该模块设置了计算指标权重的子模块与计算指标专家评分值的子模块，用层次分析法计算得到评价指标的权重，并将指标权重与指标评分值通过参数传递到风险评估子模块。填埋场污染地下水风险评估子模块提供了基于综合指数法数学理论的填埋场污染地下水风险综合评估功能，同时也提供了评价结果的查看、打印、保存的功能。

3、填埋场污染地下水风险预警

结合风险评估的结果，本发明的填埋场污染地下水风险预警模块提供5级预警体系，针对风险预警结果提出填埋场管理中需要改进和加强监控的措施，使评价结果更具有工程的应用价值和现实指导性。

4、填埋场治理方案可行性检验

针对风险预警的等级，结合提出的填埋场的治理措施及实施方案，对按照治理方案实施后的填埋场污染地下水的风险等级进行预测，检验填埋场治理方案的科学性及合理性。

本发明通过四个模块的协作，建立完整的填埋场污染地下水风险评估体系，以实现“跟踪调查-风险评估-计划性修复”的目标。将垃圾渗滤液渗漏抢险是被动的应急处理方法，变为主动的风险评估体系管理模式。

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明的模块组成图如附图1所示，包括填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块、填埋场污染地下水风险评价模块、填埋场污染地下水风险预警模块、填埋场治理方案可行性检验模块。

本发明的风险评价系统包括了5方面的内容：填埋场污染地下水风险评价参数信息管理、填埋场污染地下水风险评价、填埋场污染地下水风险预警、填埋场治理方案可行性检验、辅助管理。

1、填埋场污染地下水风险评价参数信息管理

通过填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块实现对评价参数信息的录入，提供了如保存、添加、删除、修改、浏览、输出的基本数据管理操作，同时也提供风险评价参数信息和风险评价结果信息的查看功能。信息的录入可通过外部输入设备，通过硬件配件手动或自动输入。

添加主要包括添加评价参数和添加评价参数指标，添加评价参数是根据具体的填埋场污染地下水的实际情况，添加科学合理的评价参数，而添加评价参数指标是添加某评价参数的评价指标。

2、填埋场污染地下水风险评价

本发明以填埋场下伏含水层为评价对象，综合指数风险评价先要对评价参数进行输入，通过填埋场污染地下水风险评价模块提供的评价参数输入界面。用户可通过外部输入设备，手动或自动输入。填埋场污染地下水风险评价分别从事故发生可能性和事故后果严重度两方面进行评价，事故发生可能性包括：填埋场危险性、包气带防污性、含水层易污性、评价对象暴露性，事故后果严重度包括：地下水价值水平。当填埋场污染地下水尚未评价时，评价参数为空，需要用户输入填埋场污染地下水风险评价参数信息。

填埋场危险性参数包括：场地规模、底侧部防渗、顶部盖层、渗滤液收集、废物类型、废物压实密度、填埋场年龄7项内容。包气带防污性参数包括：渗滤液垂向渗透系数、包气带粘性土层厚度、土壤类型、包气带岩性4项内容。含水层易污性参数包括：净补给量、含水层的渗透系数、含水层岩性、地形坡度4项内容。评价对象暴露性参数包括：填埋场与评价对象的水平距离、填埋场与地下水面的垂直距离、地下水流向3项内容。地下水价值水平参数包括：地下水水量、地下水水质、地下水用途3项内容。

当所有参数输入完毕，便可以开始进行填埋场污染地下水的综合指数风险评价。而评价结果自动保存进数据库，以便用户日后提取查看。

3、填埋场污染地下水风险预警

本发明通过填埋场污染地下水风险预警模块是对填埋场污染地下水的风险大小进行预警。填埋场需要经过综合指数风险评价后才能进行风险预警。填埋场污染地下水风险预警模块根据风险评价的结果，参考风险预警的等级划分，确定填埋场污染地下水风险预警的警度。如填埋场污染地下水综合指数风险评价结果为“6.2888”，则填埋场污染地下水风险预警模块通过其提供的界面将给出“三级风险预警”，并且给出预警措施及建议。

4、填埋场治理方案可行性检验

根据风险预警的等级，结合给出的预警措施及建议，通过填埋场治理方案可行性检验模块对制定的治理方案进行可行性检验，验证填埋场治理方案的科学性及合理性，使填埋场污染地下水的风险降低到可以接受的水平。

5、辅助管理

本发明的辅助管理包括数据库备份与还原，系统数据库在运行一段时间都需要进行备份。系统提供数据库备份功能的同时，也提供了数据库还原的功能。

辅助管理还包括权重管理和指标评分值管理，本发明的权重管理和指标评分值管理包括添加、删除和调整操作。本发明提供一级因素的权重调整功能，即：填埋场危险性、包气带防污性、含水层易污性、评价对象暴露性参数、地下水价值水平5个一级因素的权重调整；同时提供二级因素权重和评分值的调整功能，即：场地规模、底侧部防渗、顶部盖层、渗滤液收集、废物类型、废物压实密度、填埋场年龄、渗滤液垂向渗透系数、包气带粘性土层厚度、土壤类型、包气带岩性、净补给量、含水层的渗透系数、含水层岩性、地形坡度、填埋场与评价对象的水平距离、填埋场与地下水面的垂直距离、地下水流向、地下水水量、地下水水质、地下水21个二级因素的权重和评分值的调整。

辅助管理还包括打印输出功能。

由于本发明的技术方案是在一定的公知技术的基础上提出的，为帮助理解本发明的技术方案，列出供参考的文献：

1)层次分析法确定权重的有关参考文献：

[1]李崧，邱微，赵庆良等.层次分析法应用于黑龙江省生态环境质量评价研究[J].环境科学，2006，27(5)：1031-1034.

2)评价指标的分级与评分的有关参考文献

[2]国家环境保护总局.GB/T14848-93地下水质量标准[S].北京：中国标准出版社，1993.

[3]杨庆，栾茂田.地下水易污性评价方法：DRASTIC指标体系[J].水文地质工程地质，1999(6)：4-9.

[4]张人权，梁杏，靳孟贵，等.水文地质学基础[M].北京：地质出版社，2011：35-36.

[5]周训，胡伏生，何江涛，等.地下水科学概论[M].北京：地质出版社，2009：36-37.

[6]洪梅，张博，李卉，等.生活垃圾填埋场对地下水污染的风险评价：以北京北天堂垃圾填埋场为例[J].环境污染与防治，2011，33(3)：88-91.

3)风险评价等级划分的有关参考文献

[7]曲青林，曹爱霞，刘学录.兰州市土地利用生态安全评价[J].环境科学研究，2009，22(6)：753-756.

实施例1

利用北京丰台区北天堂村一个简易卫生垃圾填埋场作为实例，进行地下水污染风险评价。

1)评价指标的筛选及权重确定方法

影响垃圾填埋场污染地下水风险评价的因素有很多，遵循科学性、可表征性、可度量性以及可操作性的原则，筛选出垃圾填埋场污染地下水的5个风险影响因素(B₁-B₅)的21个评价指标进行评价，并用层次分析法确定指标的原始权重。具体见表1。

2)评价指标的分级与评分

评价指标的分级与评分值的选取依据：①根据国家、行业和地方规定的标准进行分级与评分；②参照有关文献进行指标的分级与评分；③通过专家评分法进行指标的分级与评分，确定风险评价指标体系具体分级方法及相应评分值，评价指标评分范围为1～10。具体见表2。

3)综合指数风险评价模型

采用加权综合指数法，对21个评价指标的评分值进行加权求和，得到简易垃圾填埋场地下水污染风险评价综合指数(R)。

$R=\underset{i=1}{\overset{21}{\mathrm{\Σ}}}{X}_i{W}_i$

式中，X_i为第i个风险评价指标的评分值，W_i为第i个风险评价指标的权重.

4)风险评价等级划分

通过计算所得的污染风险评价综合指数(R)，采用非等间距法，将风险综合指数取值范围(0～10)分为5个区间，依次对应5个等级。具体见表3。

5)风险评价结果

根据北天堂简易卫生垃圾填埋场地下水污染风险评价指标与评分，结合建立的风险评价模型，经计算，北天堂简易卫生垃圾填埋场对水源四厂地下水污染风险评价综合指数为6.2888，污染风险等级为三级，建议加强垃圾填埋场的日常管理，并制定相应的治理措施。具体见表4。

表1  垃圾填埋场地下水污染风险评价指标体系与权重

表2  垃圾填埋场地下水污染风险评价指标分级与评分值

表3  垃圾填埋场地下水污染风险等级划分

表4  北天堂简易卫生垃圾填埋场地下水污染风险评价指标与评分

Claims (8)

1.一种垃圾填埋场污染地下水风险评估方法，其主要步骤包括：

1)采集填埋场危险性参数、包气带防污性参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数及地下水价值水平参数；

2)根据计算指标权重与计算指标专家评分值，用层次分析法计算得到评价指标的权重，并将评价指标的权重与计算指标专家评分值通过综合指数法数学理论得到填埋场污染地下水风险综合评估结果；

3)结合填埋场污染地下水风险综合评估结果发出多级预警，提出填埋场管理中需要改进和加强监控的措施；

4)针对风险预警的等级，结合提出的填埋场的治理措施及实施方案，对按照治理方案实施后的填埋场污染地下水的风险等级进行预测，检验填埋场治理方案的科学性及合理性。

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估方法，其中，步骤3中根据填埋场污染地下水风险综合评估结果发出五级预警。

3.一种用于实现垃圾填埋场污染地下水风险评估方法的系统，主要包括填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块、填埋场污染地下水风险评价模块、填埋场污染地下水风险预警模块、填埋场治理方案可行性检验模块；其中：

填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块提供评价参数信息录入接口，以及对信息的保存、添加、删除、修改、浏览、输出操作；

填埋场污染地下水风险评价模块设置有评价参数数据输入接口，以及设置有根据评价参数进行风险评价计算的评价算法；

填埋场污染地下水风险预警模块对经过风险评价模块后的填埋场污染地下水进行风险大小预警；

填埋场治理方案可行性检验模块对填埋场治理方案的科学性与合理性进行检验。

4.根据权利要求3所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价参数信息模块所管理的信息包括填埋场危险性参数、包气带防污性参数、含水层易污性参数、评价对象暴露性参数、地下水价值水平参数。

5.根据权利要求3或4所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价参数信息管理模块还提供风险评价参数信息和风险评价结果信息的查看界面。

6.根据权利要求3所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，垃圾填埋场污染地下水风险评价模块所接收录入的风险评价参数包括事故发生可能性和事故后果严重度两部分，所述事故发生可能性的评价参数包括填埋场危险性、包气带防污性、含水层易污性、评价对象暴露性，所述事故后果严重度的评价参数包括地下水价值水平。

7.根据权利要求3或6所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价模块所设置的评价算法基于综合指数数学模型，且设置有评价参数专家评分值的子模块及利用层次分析法计算评价参数指标权重的子模块，两个子模块分别将评价参数的专家评分值及计算得到评价参数的权重值传给评价算法。

8.根据权利要求7所述的垃圾填埋场污染地下水风险评估系统，其中，填埋场污染地下水风险评价模块还设置有用于保存、展示、打印风险评价结果信息的数据库。