徐玉華，鄭 銳，張萬(wàn)清

（福建省水土保持工作站,福建 福州 350003）

在人類(lèi)探索和改造自然的過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，我們將生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中排放的無(wú)特定功能的棄土、棄石、以及其它棄渣混合物堆放場(chǎng)地稱(chēng)之為棄渣場(chǎng)。近幾十年來(lái)全球范圍內(nèi)發(fā)生了許多棄渣場(chǎng)引起的災(zāi)害，反映出棄渣場(chǎng)作為一種無(wú)序和盲目的人造危險(xiǎn)源，在人類(lèi)生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中必須要引起重視。進(jìn)行有效的事故分析，完善對(duì)渣場(chǎng)事故規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)優(yōu)化我國(guó)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目棄渣場(chǎng)事前預(yù)防和事中管理模式有著重大的意義。

1 棄渣場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 棄渣場(chǎng)類(lèi)型

針對(duì)不同的棄渣場(chǎng)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)可以對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行多樣化分類(lèi)，目前普遍認(rèn)可的棄渣場(chǎng)分類(lèi)方式有兩種。①根據(jù)工程或區(qū)段的棄渣量，結(jié)合附近的地形地貌特點(diǎn)，棄渣方式可分填洼棄渣；溝道棄渣；坡面棄渣；平地棄渣四大類(lèi)[1]。②根據(jù)棄渣成分或者棄渣所屬項(xiàng)目來(lái)源分類(lèi)，分為渣土場(chǎng)[2]、排土場(chǎng)、尾礦庫(kù)、尾砂庫(kù)、赤泥庫(kù)[3]、儲(chǔ)灰場(chǎng)[4]。

1.2 棄渣場(chǎng)分布特點(diǎn)

棄渣場(chǎng)都盡可能的避開(kāi)公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點(diǎn)，通常選擇在山丘的荒溝、凹地、支毛溝等地方，對(duì)主要設(shè)施點(diǎn)造成影響范圍較小的地點(diǎn)，同時(shí)較好考慮到了運(yùn)移交通的便利。棄渣場(chǎng)的布置往往根據(jù)主體項(xiàng)目的分布設(shè)置，一般如水電站、公路鐵路等線(xiàn)性工程，棄渣場(chǎng)分布同樣呈沿線(xiàn)分布。

1.3 棄渣場(chǎng)現(xiàn)存問(wèn)題

目前我國(guó)的棄渣場(chǎng)建設(shè)還缺少統(tǒng)一的規(guī)范，在渣場(chǎng)選址及棄渣處理缺少周全的考慮，環(huán)保意識(shí)薄弱。同時(shí)我國(guó)棄渣場(chǎng)管理制度制定仍不完善，特別是缺乏針對(duì)小型棄渣場(chǎng)或臨時(shí)性棄渣場(chǎng)的管理制度，導(dǎo)致在建許多小型工程棄渣場(chǎng)隨意丟棄，引發(fā)破窗效應(yīng)。一些臨時(shí)性棄渣場(chǎng)由于缺乏管理和約束往往也會(huì)變成永久棄渣場(chǎng)。各個(gè)企業(yè)之間特別是民營(yíng)企業(yè)棄渣排放缺乏聯(lián)合調(diào)度和管理。我國(guó)棄渣場(chǎng)的安全監(jiān)測(cè)覆蓋范圍非常小，且監(jiān)測(cè)手段仍然比較滯后。此外，大多數(shù)棄渣場(chǎng)由于過(guò)往盲目和混亂地排放，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生物及環(huán)境作用已經(jīng)極難辨認(rèn)，導(dǎo)致有許多棄渣場(chǎng)定位困難，甚至有人在棄渣場(chǎng)上建房、種地，產(chǎn)生極大的安全隱患。

2 棄渣場(chǎng)事故案例采集及分析

2.1 棄渣場(chǎng)事故案例庫(kù)

多年來(lái)，一般固體廢棄物堆存誘發(fā)的次生災(zāi)害不在少數(shù)。如泥石流、尾礦庫(kù)滲漏、攔渣壩潰壩、排土場(chǎng)滑坡等事故，不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，更對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅[5]。本文案例庫(kù)所選近年來(lái)國(guó)內(nèi)外棄渣場(chǎng)事故案例總數(shù)為100，案例來(lái)源包括文獻(xiàn)資料、著作書(shū)籍、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙、事故調(diào)查報(bào)告、福建省水保站水土保持相關(guān)資料。統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)主要包括棄渣場(chǎng)事故發(fā)生的時(shí)間、棄渣場(chǎng)類(lèi)型、地點(diǎn)、以及事故主要誘因。

2.2 案例分析

根據(jù)收集的資料，統(tǒng)計(jì)出北半球棄渣場(chǎng)失穩(wěn)事故中所在月份頻數(shù)分布見(jiàn)圖1。

圖1 棄渣場(chǎng)事故所在月份頻數(shù)分布

從上述統(tǒng)計(jì)分析可以看出：一年中，但事故的高發(fā)期一般集中在5月～9月，主要原因是北半球這幾個(gè)月通常為雨季，降雨特別是強(qiáng)降雨或臺(tái)風(fēng)降雨對(duì)棄渣場(chǎng)的失事有著極大的影響比重。另外從統(tǒng)計(jì)的棄渣場(chǎng)失事類(lèi)型統(tǒng)計(jì)圖中可得，目前的棄渣場(chǎng)失事事故主要存在于采礦及金屬行業(yè)。尾礦在我國(guó)一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)量中幾乎占據(jù)了小“半壁江山”，但龐大產(chǎn)生量中，利用量卻很有限[5]。大量尾礦庫(kù)在種種原因下發(fā)生事故，威脅下游人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2.3 棄渣場(chǎng)事故誘因分析

從上述統(tǒng)計(jì)的棄渣場(chǎng)失事案例來(lái)看，事故發(fā)生的原因主要分為棄渣場(chǎng)內(nèi)在因素、外在環(huán)境因素以及人為因素三方面。每次棄渣場(chǎng)事故都與內(nèi)在因素有著密切的關(guān)系，內(nèi)因包括了棄渣場(chǎng)棄渣成分、物理力學(xué)特性及地形地質(zhì)條件，內(nèi)因可以說(shuō)是棄渣場(chǎng)事故產(chǎn)生的前提和基礎(chǔ)。外部因素主要是氣候因素降雨、地下水、施工工藝和亂采亂挖、以及人為因素，每次棄渣場(chǎng)事故都有外部因素的作用。其中，降雨因素是導(dǎo)致事故發(fā)生的最主要因素，占到棄渣場(chǎng)事故的40%以上。棄渣場(chǎng)事故誘因頻率餅狀圖見(jiàn)圖2。

圖2 棄渣場(chǎng)事故誘因餅狀圖

3 棄渣場(chǎng)安全事故樹(shù)分析

目前國(guó)內(nèi)對(duì)尾礦庫(kù)和排土場(chǎng)的危害、安全評(píng)價(jià)方法以及預(yù)防措施進(jìn)行了比較系統(tǒng)和完善的研究[6～8]，但對(duì)于渣土場(chǎng)

表1 中間事件＆基本事件信息表

安全評(píng)價(jià)模型方面的研究相對(duì)較少。因此加強(qiáng)渣土場(chǎng)決策過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)因子識(shí)別、預(yù)測(cè)分析以及安全評(píng)價(jià)，確定其危險(xiǎn)程度，制定切實(shí)可行、科學(xué)合理的預(yù)防和處理措施，對(duì)預(yù)防水土流失，保護(hù)環(huán)境及保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著切實(shí)的意義。

3.1 棄渣場(chǎng)安全事故樹(shù)層次劃分

結(jié)合事故案例的調(diào)查分析，渣土場(chǎng)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)可以歸納為邊坡失穩(wěn)、水土流失、及環(huán)境污染三類(lèi)。采用事故樹(shù)分析法分析發(fā)生以上3 種災(zāi)害的誘發(fā)因素，結(jié)合渣土場(chǎng)的堆排現(xiàn)狀，分別以它們發(fā)生的可能性進(jìn)行分析。

對(duì)棄渣場(chǎng)事故進(jìn)行事故樹(shù)分析，各基本因子信息見(jiàn)表1，所繪制的總體事故樹(shù)見(jiàn)圖3。

圖3 棄渣場(chǎng)總體風(fēng)險(xiǎn)事故樹(shù)

3.2 事故樹(shù)最小徑集及最小割集計(jì)算

事故樹(shù)的布爾表達(dá)式如下所示：

（X1*X2+X3*X4）*（X5+X6+X7+X8+X25）*（X9+X10+X11）+X12*X13*X14+（X15*X16+X4*X17）*（X5+X6+X7+X8）*（X11+X9）+X18*X19*X20+X21*X22*X14*X21+X15*X23*X6+X5*X24

利用布爾運(yùn)算法則求出事故樹(shù)最小割集有74個(gè)，最小徑集有216個(gè)（見(jiàn)表2）。

表2 事故樹(shù)最小割集＆最小徑集表

3.3 事故樹(shù)基本事件結(jié)構(gòu)重要度計(jì)算

借助FTA進(jìn)行分析計(jì)算并整理可得各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序如下所示：I（X11）=I（X9）＞I（X10）＞I（X5）=I（X4）=I（X3）=I（X2）=I（X1）＞I（X6）＞I（X8）=I（X7）＞I（X25）＞I（X15）＞I（X21）=I（X16）＞I（X14）＞I（X24）=I（X22）＞I（X23）=I（X20）=I（X19）=I（X18）=I（X13）=I（X12）。

3.4 事故樹(shù)計(jì)算結(jié)果分析

（1）分析最小割集可知：該渣土事故樹(shù)，求得的最小割集74 個(gè)，這說(shuō)明發(fā)生邊坡失穩(wěn)事故的途徑可有74 種，從數(shù)量上來(lái)看，發(fā)生渣土場(chǎng)失穩(wěn)事故的途徑很多。因此，需要加強(qiáng)防范意識(shí)，特別是汛期需做好安全排查和實(shí)時(shí)監(jiān)管。

（2）分析最小徑集可知：渣土場(chǎng)事故成功樹(shù)，求得最小徑集216 個(gè)，從這一數(shù)值看，使棄渣場(chǎng)保持安全穩(wěn)定的的控制途徑有216 種，但由于在渣土場(chǎng)建設(shè)完工后有些因素不可避免，例如地形地質(zhì)因素、渣土特性、汛期滲流因素等。因此，實(shí)際上使渣土場(chǎng)保持安全穩(wěn)定的控制途徑有只有不到百分之15%，即大概只有三十種。所以我們要把重點(diǎn)放在人為可控部分的因素這個(gè)點(diǎn)，確保棄渣場(chǎng)有足夠穩(wěn)定能力，即便失事也能確保搶險(xiǎn)措施有效。

（3）分析結(jié)構(gòu)重要度可知：降雨引發(fā)的滲流變化、水流沖刷和浸潤(rùn)線(xiàn)變化是發(fā)生渣土場(chǎng)事故的主要原因，一些地勢(shì)、河流、偶然作用等原因是次要原因。所以我們?cè)谶M(jìn)行渣土場(chǎng)設(shè)計(jì)和管理時(shí)要重點(diǎn)放在渣土場(chǎng)監(jiān)管、防護(hù)、以及防汛工作上面。

4 結(jié)論

（1）棄渣場(chǎng)事故多集中在雨季，強(qiáng)降雨引發(fā)的一系列因素變化是導(dǎo)致棄渣場(chǎng)滑坡、泥石流或尾礦庫(kù)潰壩的重要原因，由此引發(fā)一系列嚴(yán)重后果。所以應(yīng)該將治理的重點(diǎn)放在水上，重點(diǎn)對(duì)棄渣場(chǎng)體內(nèi)外及地下水區(qū)域的水進(jìn)行控制和引導(dǎo)，修建截排水溝防止水流沖刷渣體，棄渣完畢后對(duì)裸露渣體邊坡設(shè)置粘土隔水層并進(jìn)行植被恢復(fù)[9]，可以有效防止地表水下滲及水土流失。

（2）對(duì)于擬建棄渣場(chǎng)應(yīng)從之前事后管理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防和事中管理。從源頭開(kāi)始，注重對(duì)渣場(chǎng)設(shè)置方案經(jīng)濟(jì)適用性和安全合理性進(jìn)行綜合考量，特別是對(duì)選址所在區(qū)域的水文氣象，地形地質(zhì)等影響棄渣場(chǎng)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵因素要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)可能失事的薄弱部位采取針對(duì)性措施加固設(shè)計(jì)。

（3）對(duì)于已建和擬建棄渣場(chǎng)要注意制定高效合理的管理措施，分清責(zé)任防治范圍。對(duì)小眾行棄渣來(lái)源要實(shí)施聯(lián)合調(diào)度和嚴(yán)格管理，防止亂排、超排現(xiàn)象。從管理層面，對(duì)易損性較大的渣場(chǎng)要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和即時(shí)反饋，特別是雨季來(lái)臨時(shí)，重點(diǎn)對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行滲流變化、坡面水流沖刷和浸潤(rùn)線(xiàn)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)隱患部位應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施及發(fā)布預(yù)警預(yù)報(bào)。