席琳　喻斌　左松林　何楠

［關(guān)鍵詞］ 層次分析法；水土保持；棄渣場；選址；耿馬灌區(qū)

［摘 要］ 棄渣場是生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失最嚴(yán)重、最易引發(fā)災(zāi)害事件的區(qū)域，棄渣場選址不合理將對工程安全和人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅，量化棄渣場選址評價方法有助于推動棄渣場科學(xué)選址工作。以云南省耿馬灌區(qū)工程為例，通過歸納總結(jié)棄渣場選址需要考慮的各種因素，引入層次分析法，從技術(shù)安全、場地條件、經(jīng)濟因素3個方面構(gòu)建包含11個指標(biāo)的棄渣場選址評價指標(biāo)體系，通過專家打分法確定指標(biāo)權(quán)重，并提出各指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)；評價渠系工程2#棄渣場不同選址方案的合理性，分析棄渣場選址評價指標(biāo)體系的適用性。結(jié)果表明：在11個指標(biāo)中堆渣量、需進行專題論證、存在需挖除的軟弱面、棄渣運距等指標(biāo)對棄渣場選址影響較大；基于棄渣場選址評價指標(biāo)體系計算得到方案一綜合評分最高，除棄渣運距外其余各項指標(biāo)均保持在較好水平，在滿足棄渣場穩(wěn)定安全要求的同時實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的最大化，表明了層次分析法可用于棄渣場選址評價這一復(fù)雜問題中。

［中圖分類號］ S157［文獻標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1000－0941（2023）07－0021－04

我國每年由生產(chǎn)建設(shè)項目施工產(chǎn)生的棄渣高達50億m3，由此造成的水土流失達3億t[1]。棄渣場是生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失最嚴(yán)重、最易引發(fā)災(zāi)害事件的區(qū)域，若選址不合理將對工程安全和人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。雖然《中華人民共和國水土保持法》等相關(guān)法律法規(guī)對棄渣場選址作出了明確要求，但是隨著時代發(fā)展，棄渣場選址的影響因素在不斷增加和更新，仍需要不斷總結(jié)棄渣場選址的影響因素，探索評價棄渣場選址合理性的量化方法，以推動科學(xué)選址工作。目前許多學(xué)者對棄渣場選址的研究集中在定性分析上，還未形成完整的評價體系[2-3]。層次分析法可在研究問題的影響因素及其內(nèi)在關(guān)系的基礎(chǔ)上，為解決多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜問題提供決策或評價方法[4]。本研究將層次分析法引入棄渣場選址評價中，以云南省臨滄市耿馬灌區(qū)工程渠系工程2#棄渣場選址為例，從技術(shù)安全、場地條件、經(jīng)濟因素等方面構(gòu)建評價指標(biāo)體系，評價不同棄渣場選址方案的合理性，分析層次分析法在棄渣場選址評價中的適用性，以期推動棄渣場科學(xué)選址工作。

1 項目概況

耿馬灌區(qū)工程位于云南省臨滄市，項目區(qū)屬亞熱帶濕潤區(qū)，年均降水量1 315.6 mm，年均水面蒸發(fā)量1 647.3 mm，年均相對濕度75%，年均氣溫19.4 ℃，年均風(fēng)速0.8 m/s，全年無霜期280 d；地帶性土壤為紅壤，伴有赤紅壤；土壤侵蝕以輕度水力侵蝕為主，兼有重力侵蝕；地震動峰值加速度為0.30g，地震基本烈度為8度。工程占地面積404.74 hm2，其中永久占地146.21 hm2，臨時占地258.53 hm2。棄渣量約264萬m3。工程包括樞紐工程和渠系工程兩個部分：樞紐工程為水源工程，布設(shè)有1處石料場和4處棄渣場；渠系工程包括地埋管道、明渠、暗渠等，渠系建筑物包括隧洞、倒虹吸、渡槽和泵站，布設(shè)有9處棄渣場。

2 研究方法

2.1 棄渣場選址評價指標(biāo)體系構(gòu)建

棄渣場選址的影響因素較多，其基本要求是不違反相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的強制性條款和制約性條款；不得位于滑坡泥石流易發(fā)區(qū)，生態(tài)保護紅線，自然保護區(qū)，河道、湖泊、水庫管理范圍內(nèi)；不影響公共基礎(chǔ)設(shè)施、工礦企業(yè)、居民點、交通干線安全；盡量避免基本農(nóng)田、森林公園等敏感區(qū)，當(dāng)無法避免時應(yīng)取得有關(guān)部門批準(zhǔn)。此外，棄渣場選址應(yīng)綜合考慮渣場穩(wěn)定性、施工的難易程度和成本、棄渣場帶來的生態(tài)環(huán)境影響等。依據(jù)層次分析法，建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層結(jié)構(gòu)體系，表明層次遞進結(jié)構(gòu)和從屬關(guān)系，結(jié)合項目區(qū)和工程施工的實際情況，從技術(shù)安全、場地條件、經(jīng)濟因素3個方面建立棄渣場選址評價指標(biāo)體系，具體見表1。

1）技術(shù)安全。從棄渣場選址的安全性和穩(wěn)定性方面考慮，選取了堆渣量、堆渣高度、與下游敏感點（居民點、重要基礎(chǔ)設(shè)施等）距離共3個指標(biāo)。在設(shè)計與施工中，堆渣量超過50萬m3或堆渣高度超過20 m的棄渣場需引起高度重視，同時盡量避免棄渣場下游1 km范圍內(nèi)存在居民點或重要基礎(chǔ)設(shè)施。

2）場地條件。從棄渣場修建的技術(shù)可行性方面考慮，選取了場地地質(zhì)條件、上游匯水條件、交通條件、需進行專題論證共4個指標(biāo)。一是棄渣場選址時優(yōu)先考慮地形平緩、巖性單一、地質(zhì)構(gòu)造簡單且不發(fā)育的區(qū)域，盡量避免地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，如地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強烈、工程地質(zhì)不良等。二是盡量避免位于上游匯水面積超過1 km2的溝道范圍內(nèi)。三是便于修建棄渣場運渣道路，避免需要修建橋涵等專門運渣道路的情況。四是盡量避免需要編制專題論證報告。例如當(dāng)棄渣場選址影響河道行洪時需要開展棄渣場防洪影響評價；當(dāng)棄渣場區(qū)存在軟弱夾層等不良地質(zhì)時需要編制地質(zhì)條件專題評價報告，同時保證修建棄渣場不會造成不良地質(zhì)的發(fā)育和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率的增加等。

3）經(jīng)濟因素。經(jīng)濟因素指棄渣場建設(shè)、施工、運行所需的費用，選取了棄渣運距、棄渣場類型、占用高生產(chǎn)力土地面積、存在需挖除的軟弱面共4個指標(biāo)。一是線性工程的棄渣場一般選在隧洞進出口區(qū)域溝道內(nèi)，可以大大縮短棄渣運距，減少棄渣運輸費用；二是棄渣場類型直接影響棄渣場修建成本，平地型棄渣場工程成本低，溝道型、坡地型、庫區(qū)型棄渣場工程成本高，且一般情況下棄渣場區(qū)坡度越高，其工程成本越高；三是由于高生產(chǎn)力土地征用難度大、補償標(biāo)準(zhǔn)高，因此應(yīng)盡量避免占用高生產(chǎn)力土地；四是當(dāng)棄渣場區(qū)存在需挖除的軟弱面時，會提高棄渣場工程成本。

2.2 指標(biāo)得分和權(quán)重

本研究通過專家打分法確定棄渣場選址評價指標(biāo)的權(quán)重。向水土保持、環(huán)境保護、工程建設(shè)等研究領(lǐng)域的18名專家進行咨詢并發(fā)放問卷，再回收問卷進行數(shù)據(jù)整理，將各位專家打分結(jié)果的平均值作為各指標(biāo)的最終權(quán)重。本研究共發(fā)放問卷18份，回收18份，專家打分結(jié)果通過了一致性檢驗，最終確定各指標(biāo)權(quán)重并進行權(quán)重排序（見表2）。由表2可知，在11個指標(biāo)中堆渣量、需進行專題論證、存在需挖除的軟弱面、棄渣運距等因素對棄渣場選址影響較大，在進行棄渣場選址時需要重點考慮。

依據(jù)水土保持相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和線性工程棄渣場布設(shè)實際情況，結(jié)合項目區(qū)和工程實際情況，可以將棄渣場選址評價指標(biāo)分為1分、2分、3分、4分、5分共5個等級，各指標(biāo)的賦分標(biāo)準(zhǔn)見表3。各指標(biāo)賦分與權(quán)重的乘積為該指標(biāo)的得分，所有指標(biāo)的得分總和為棄渣場選址評價的綜合評分，其中綜合評分越高，代表棄渣場選址的合理性越高。

3 實例研究

依據(jù)遙感影像分析和現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，制定了耿馬灌區(qū)工程渠系工程2#棄渣場修建方案一、方案二、方案三共3個方案。其中方案一中棄渣場位于渠系工程翁結(jié)隧洞出口東南側(cè)緊鄰翁達公路處，溝道存在裸露基巖較多，場地覆蓋層較薄，無軟土層，工程地質(zhì)條件一般，兩側(cè)斜坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，地表水較發(fā)育，地表排水條件一般；方案二中棄渣場位于翁結(jié)隧洞出口東約1 km處，地下水埋藏深，兩側(cè)斜坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，棄渣場堆渣后具備形成滑坡、泥石流的條件，可將強風(fēng)化石英砂巖及以下巖層作為攔渣墻地基持力層；方案三中棄渣場位于翁結(jié)隧洞出口西側(cè)一條沖溝內(nèi)，為常年流水沖溝，地貌類型為中山?jīng)_溝地貌，兩側(cè)斜坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，可將強風(fēng)化二云石英片巖及以下巖層作為攔渣墻地基持力層。依據(jù)棄渣場選址評價指標(biāo)體系，對方案一、二、三進行打分并計算綜合評分，見表4。1）方案一棄渣場堆渣量7.3萬m3，堆渣高度45 m，下游無居民點、重要基礎(chǔ)設(shè)施等敏感點，地質(zhì)條件中等，上游匯水面積1.42 km2，需修建長約5 km的運

渣道路，屬“肚大口小”的溝道型渣場，占用土地類型為其他林地，不需作專題論證，沒有需挖除的軟弱面。方案一綜合評分為4.22分，其中C11、C13、C24、C34共4個指標(biāo)得分為5分，C23得分為4分，C12、C21、C22、C31、C32、C33共6個指標(biāo)得分為3分。

2）方案二棄渣場堆渣量11 萬m3，堆渣高度55 m，下游無居民點、重要基礎(chǔ)設(shè)施等敏感點，地質(zhì)條件中等，上游匯水面積1.71 km2，需修建長約2 km的運渣道路，屬溝道型棄渣場，占用土地類型為園地和旱地，不需作專題論證，施工前需挖除4 m厚的軟弱面。方案二綜合評分為3.57分，其中C13、C24共2個指標(biāo)得分為5分，C11、C23、C31共3個指標(biāo)得分為4分，C12、C21、C22、C32共4個指標(biāo)得分為3分，C33得分為2分，C34得分為1分。

3）方案三棄渣場堆渣量7.3萬m3，堆渣高度45 m，棄渣場距離下游30 kV電力塔850 m，地質(zhì)條件中等，上游匯水面積1.40 km2，需修建長約0.8 km的運渣道路，運渣道路穿過1個村莊，屬溝道型棄渣場，占用土地類型為水田、水澆地等高生產(chǎn)力耕地，不需作專題論證，沒有需挖除的軟弱面。方案三綜合評分為4.12分，其中C11、C24、C31、C34共4個指標(biāo)得分為5分，C32得分為4分，C12、C21、C22、C23共4個指標(biāo)得分為3分，C13得分為2分，C33得分為1分。

基于棄渣場選址評價指標(biāo)體系，方案一綜合評分最高。方案二與方案一相比，C11、C33、C34指標(biāo)得分較低，C31指標(biāo)得分較高；方案三與方案一相比，C13、C23、C33指標(biāo)得分較低，C31、C32指標(biāo)得分較高。由此可以看出，方案一除棄渣運距相比其余兩個方案較長外，其余選址影響因素均保持在較好水平。依據(jù)方案一，渠系工程2#棄渣場選擇在渠系工程翁結(jié)隧洞出口東南側(cè)緊鄰翁達公路處，可以在滿足棄渣場穩(wěn)定安全要求的同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效的最大化。

4 結(jié)論與討論

棄渣場作為生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失最嚴(yán)重、安全隱患最高的區(qū)域，量化其選址評價方法已成為當(dāng)前需要迫切解決的關(guān)鍵問題。本研究以云南省臨滄市耿馬灌區(qū)為例，通過歸納總結(jié)棄渣場選址需要考慮的各種因素，引入層次分析法，結(jié)合項目區(qū)和工程實際情況，從技術(shù)安全、場地條件、經(jīng)濟因素3個方面構(gòu)建包含11個指標(biāo)的棄渣場選址評價指標(biāo)體系，通過專家打分法確定指標(biāo)權(quán)重，并提出各指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)，通過評價渠系工程2#棄渣場不同選址方案的合理性，分析棄渣場選址評價指標(biāo)體系的適用性。結(jié)果表明：在11個指標(biāo)中堆渣量、需進行專題論證、存在需挖除的軟弱面、棄渣運距等指標(biāo)對棄渣場選址影響較大；基于棄渣場選址評價指標(biāo)體系計算得到方案一綜合評分最高，除棄渣運距外其余各項指標(biāo)均保持在較好水平，可以在滿足棄渣場穩(wěn)定安全要求的同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的最大化，表明了層次分析法可用于棄渣場選址評價這一復(fù)雜問題中。

然而，基于層次分析法建立的棄渣場選址評價指標(biāo)體系仍存在局限性。一是層次分析法創(chuàng)造性不足，只能從已有解決方案中選擇出最優(yōu)方案，且很大程度上受專家打分結(jié)果的影響，人為因素干擾較大；二是棄渣場選址影響因素十分復(fù)雜，需要基于不同地區(qū)的自然條件、不同工程的施工工藝針對性制定指標(biāo)體系，并應(yīng)根據(jù)水土保持行業(yè)政策、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新及時調(diào)整和完善指標(biāo)體系及其權(quán)重。棄渣場水土流失防治工作對生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持工作十分重要，棄渣場選址的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化可以在有效防止生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失的同時降低工程建設(shè)成本，實現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的最大化，未來需要更多的相關(guān)研究來推動棄渣場科學(xué)選址工作。

[參考文獻]

[1] 林田苗，孫中峰.棄渣場水土保持合理性探討[J].中國水土保持，2022（2）：47-52.

[2] 烏云飛，阮幫賢，張朝輝，等.西南山區(qū)高速公路棄渣場選址及設(shè)計方法[J].公路，2022，67（5）：67-74.

[3] 顧小華，蘇子清，張文聰.生產(chǎn)建設(shè)項目棄渣場選址探討[J].中國水土保持，2021（12）：23-25，40.

[4] 方曉，胡淦林，樊子豪，等.基于AHP層次分析法的鄭州市東風(fēng)渠生態(tài)健康評價[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2021，55（3）：544-550.

收稿日期： 2022-10-26

第一作者： 席琳（1983—），女，河南洛陽人，高級工程師，碩士，研究方向為水土保持和植被恢復(fù)。

E-mail： 1059199967@qq.com

（責(zé)任編輯 李佳星）