對生活垃圾填埋場存在的危險性因素分析

對生活垃圾填埋場存在的危險性因素分析1.1垃圾填埋場的基本構(gòu)成及工藝流程概述生活垃圾從不同地方運(yùn)到垃圾填埋場，經(jīng)過稱重、卸車、碾壓攤平、覆土、滅蟲等處理，最后的垃圾由填埋場封場，或者垃圾焚燒或者其他利用方式進(jìn)行處理。垃圾填埋場的基本組成部分包括底部襯層系統(tǒng)、填埋單元、雨水排放系統(tǒng)、滲濾液收集系統(tǒng)、沼氣收集系統(tǒng)和封蓋。一般垃圾填埋場運(yùn)行的基本工藝流程見圖1.1。填埋場會產(chǎn)生兩大處理難點(diǎn)是滲濾液和填埋氣體，滲濾液將有處理系統(tǒng)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)排放；而填埋場所產(chǎn)生的氣體則需要集氣系統(tǒng)將填埋氣收集起來，通過燃燒處理或者其他方式進(jìn)行利用。填埋場的所有構(gòu)成的基本運(yùn)行系統(tǒng)里，有些環(huán)節(jié)就會出現(xiàn)本課題要分析的危險源。垃圾填埋場一般存在的危險因素，從危害物質(zhì)方面來分，有三類危險因素，分別是滲濾液、廢氣有毒有害氣體、填埋氣里面的爆炸性氣體；從結(jié)構(gòu)設(shè)施方面來講，主要就是垃圾堆體邊坡穩(wěn)定性隱患。圖1.1垃圾填埋工藝1.2生活垃圾填埋場危險性分析1.1.1滲濾液的環(huán)境危害分析1.1.1.1滲濾液特性及其來源垃圾滲濾液是指垃圾在進(jìn)入填埋場后，堆放和填埋過程由于發(fā)酵和雨水的淋溶、沖刷、以及地表水和地下水的浸泡而濾出來的污水，其形成過程為生物、化學(xué)、微生物降解等過程。滲濾液是一種有機(jī)廢水，具有高濃度性。由于其濃度高，流動緩慢，所以滲濾液會持續(xù)滲漏，對周圍地下水、地表水以及土壤均會造成嚴(yán)重的污染，其污染延續(xù)時間相當(dāng)長，可以持續(xù)幾十年到幾百年。試驗研究顯示，城市垃圾填埋場滲濾液有機(jī)污染物高達(dá)77種，其中芳烴類29種，烯烴類18種，酸類8種，酯類5種，醇、酚類6種，酮、醛類4種，酞胺類2種，其它5種[9]。另外，張?zhí)m英等人采用GC-MS-DS聯(lián)用技術(shù)鑒定出，在垃圾滲濾液中有93種有機(jī)化合物[10]，其中22種被列人我國和美國環(huán)保局環(huán)境優(yōu)先控制污染物的“黑名單”中。垃圾滲濾液中主要污染物及其濃度范圍[11,12]見表1.1）。表1.1滲濾液的化學(xué)成分化學(xué)成分濃度化學(xué)成分濃度堿度0-20850COD0-89520Al0.5-85.0電導(dǎo)率480-72500Sb0-3.19Cu0-9.9As0-70.2氰化物0-6Ba0-11.5氟化物0.1-1.3Be0-0.36硬度0.1-225BOD0-195Fe0-42000B0.413Pb0-14.2Cd0-1.16Mg115600Ca5-4080Mn0.05-1400氯化物11375Hg0-3Cr0-21.5氨氮0-1250化學(xué)成分濃度化學(xué)成分濃度硝氮0-9.8Na0-8000亞硝氮0-1.46Tl0-0.32有機(jī)氮0-1000Sn0-0.16凱氏氮3320TDS584-55000Ni0-7.5TSS140900苯酚0.17-6.6TOC335000總磷0-234TVA0-19000磷酸鹽0.01-154混濁度40-500pH1.5-9.5硫酸鹽0-1850K0.16-370Zn0-1000Se0-1.85Ag0-1.96滲濾液的特性一般有以下幾點(diǎn)：水質(zhì)復(fù)雜，危害性大；COD（化學(xué)需氧量）和BOD（生化需氧量）濃度高；氨氮含量高；色度深，有惡臭；水質(zhì)變化大。新陳滲濾液比較：新鮮垃圾滲濾液無論是主要污染指標(biāo)濃度還是其動態(tài)衰減規(guī)律均較老年垃圾滲濾液高或者復(fù)雜的多，如新鮮垃圾中CODcr、CI副負(fù)離子分別是陳垃圾中相應(yīng)祖墳濃度的10.84和5.42倍；垃圾淋濾過程中這兩種組分經(jīng)歷了由低到高，再由高到低的過程，即垃圾填埋過程中經(jīng)歷了好氧分解、兼性好氧分解及完全厭氧分解等三個階段；新鮮垃圾淋濾液在初期呈酸性的還原狀態(tài)，中期呈弱酸性的還原狀態(tài)，后期呈踐行的弱氧化環(huán)境，陳垃圾淋濾液在整個淋濾過程中則呈堿性的氧化或弱還原環(huán)境。滲濾液的來源[13]：第一，大氣降水和徑流，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源。降水包括降雪和降雨，影響滲濾液產(chǎn)生數(shù)量的降雨特性有降水量、降水強(qiáng)度、降水頻率、降水持續(xù)時間等，而對于降雪則受積雪期、升華量、融雪速度等影響。徑流量取決于填埋場地周圍的地勢、覆土材料的種類及滲透性能、場地的植被情況及排水設(shè)施的完善程度等。第二，是填埋垃圾含水，包括垃圾本身攜帶的水分以及收運(yùn)填埋過程中從大氣和雨水中的吸附量。第三，是垃圾填埋后由于微生物發(fā)酵分解作用而產(chǎn)生的水，垃圾中的有機(jī)組分在填埋場內(nèi)經(jīng)厭氧分解會產(chǎn)生水分，其產(chǎn)生量與垃圾的組成、pH值、溫度和所攜帶的微生物菌群等因素有關(guān)。1.1.1.2滲濾液對環(huán)境的污染垃圾填埋場周圍地下水、地表水的污染與垃圾滲濾液密切相關(guān)。滲濾液對地表水、地下水的污染特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：水體混濁，有臭味，油、酚等有毒有機(jī)物污染嚴(yán)重，COD、三氮含量高，細(xì)菌、大腸菌超標(biāo)等。垃圾滲濾液中含有高濃度氨態(tài)氮[14]，當(dāng)滲濾液下滲到地下水中，造成嚴(yán)重的氮污染。由于地下水處于還原狀態(tài)，故主要以NH3-N污染為主。使用受滲濾液污染的水體灌溉農(nóng)田會引起富營養(yǎng)化和生態(tài)毒理效應(yīng)，對農(nóng)作物造成不良影響，如使水稻出現(xiàn)貪青徒長現(xiàn)象，空穗率、批谷率增加，導(dǎo)致產(chǎn)量減50%-70%[15]。此外，滲濾液往往含有多種金屬離子，生活垃圾與工業(yè)垃圾混埋，金屬離子將更高。由于滲濾液的產(chǎn)量從填埋期一封頂期一封閉后期逐漸下降，因此其對地下水的污染也逐漸減緩，但污染是一個長期的過程。填埋場封場后，生物分解的過程仍然會進(jìn)行一段時間，大概會持續(xù)10～20年，即使在封場后70～100年的時間仍可能有滲濾液滲出。目前，國內(nèi)外關(guān)于滲濾液對周圍土壤和植物污染的報道較為少見。主要包括：垃圾滲濾液對周邊土壤和植物環(huán)境污染特點(diǎn)的研究；垃圾滲濾液對周邊土壤中重金屬元素生物有效性等地球化學(xué)行為影響的研究。城市垃圾填埋場周邊土壤的污染特點(diǎn)結(jié)果表明[15,17]：受垃圾滲濾液的浸蝕影響，垃圾區(qū)周圍土壤酸性增大，土壤有機(jī)質(zhì)和其它養(yǎng)分含量明顯增加。離堆體越近，土壤有機(jī)物增加越明顯，說明垃圾滲濾液改變了周圍土壤的性狀；垃圾場周圍土壤重金屬含量明顯高于對照土壤，表明垃圾區(qū)周圍土壤已受到滲濾液的重金屬污染。1.1.1.3滲濾液水量和水質(zhì)影響因素分析垃圾滲濾液產(chǎn)量估算和分析：垃圾填埋場是一個敞開的作業(yè)系統(tǒng)，滲濾液的產(chǎn)生受氣候和季節(jié)變化影響較大，產(chǎn)生量最大值和最小值之比甚至可達(dá)10∶1以上，而且其變化呈明顯的無周期性[18]。在填埋場內(nèi)，滲濾液產(chǎn)量可以根據(jù)進(jìn)出物料平衡，從而用公式進(jìn)行估算：（1.1）式中:—滲濾液水量；—填埋場匯水面積；—降雨；—單位面積地下水滲入；—單位面積垃圾及覆土的含水量；—單位面積地表徑流量；—單位面積自然蒸發(fā)量。埋場場構(gòu)造、降雨、徑流、水量等各方面因素都會影響填埋場滲濾液的產(chǎn)量。滲濾液水質(zhì)的影響因素分析（1）填埋垃圾組成成分的影響：填埋垃圾的物理組成對滲濾液水質(zhì)的影響很大，滲濾液中COD、BOD濃度的高低是直接受垃圾中廚渣含量的高低所影響的。灰渣對滲濾液中污染物具有吸附、過濾作用，因此垃圾中灰渣的含量也會影響滲濾液COD、BOD濃度的高低。（2）填埋工藝的影響：滲濾液水質(zhì)也受填埋操作運(yùn)行方式如覆蓋、壓實(shí)、分區(qū)、單元填埋等所影響。臨時覆蓋與及時覆蓋可減少雨水的浸入量，減少滲濾液水量，滲濾液中污染物負(fù)荷增加。增加填埋垃圾的壓實(shí)密度和填埋深度，可延遲垃圾中污染物的溶出，從而使?jié)B濾液中污染物負(fù)荷降低，滲濾液污染時間延長。此外，不同的填埋方式也會造成不同的滲濾液水質(zhì)特征。厭氧填埋和好氧填埋相比，厭氧填埋所產(chǎn)生的滲濾液中有機(jī)物含量較高且處理相對較難。（3）填埋時間的影響：垃圾填埋場內(nèi)一直存在著生物反應(yīng)，填埋初期滲濾液污染物濃度高，并一直延續(xù)至封場，封場以后便隨著填埋時間的延續(xù)而降低，其關(guān)系可以用微生物代謝一級反應(yīng)速率方程描述，反應(yīng)式如下:(1.2)式中:—t時污染物濃度，mg/L；—0時污染物濃度，mg/L；—反應(yīng)時間，（月）；—降解速率常數(shù)。填埋場滲濾液的水質(zhì)除受上述因素影響外，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地形地貌也對滲濾液水質(zhì)有一定的影響。填埋場滲濾液污染指數(shù)變化與降雨量呈一定的負(fù)相關(guān)性，夏季降雨頻繁雨水充沛，滲濾液污染指數(shù)較低，而冬季降雨量較少滲濾液污染指數(shù)較高。1.1.2對垃圾填埋場周邊廢氣污染的危害分析1.1.1.1大氣污染的主要方式和填埋廢氣主要成分造成污染的主要方式。一是固體廢棄物中的有機(jī)成分在微生物作用下發(fā)生分解并釋放出有害氣體而污染大氣；二是固體廢棄物中細(xì)粒、粉末在風(fēng)力作用下可加重大氣粉塵污染；三是一些易燃性固體廢棄物在自然堆放時易發(fā)生自燃產(chǎn)生大量的有害氣體而污染大氣。填埋場中的廢氣大致由50%~60%的,40%~50%的以及少量的、和組成，垃圾填埋場造成大氣污染的污染物主要有以下兩類：一類是氣溶膠狀態(tài)污染物，如粉塵；一類是氣體狀態(tài)污染物,如含硫化合物(硫化氫、甲硫醇等)、含氮化合物(氨等)、碳的化合物(一氧化碳、二氧化碳)、其他化合物(臭氧、甲醛、甲烷等)[6]。根據(jù)(CJJT3037-95)《生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,生活垃圾填埋場環(huán)境影響評價報告的分析結(jié)論及實(shí)驗室長期監(jiān)測的結(jié)果，將以下污染物確定為重點(diǎn)污染因子：硫化氫、氨、甲硫醇、甲烷、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、總懸浮顆粒物、臭氣強(qiáng)度[6]。1.1.1.2廢氣污染造成的危害對人體造成的直接危害：人體需要以呼吸維持生命。因此，大氣污染對人體的直接危害是多方面的。主要表現(xiàn)在呼吸道疾病、生理機(jī)能障礙和眼鼻等粘膜組織受到刺激而患的各種疾病。大氣中污染物的濃度很高時，會造成急性污染中毒，或使病狀惡化，甚至在幾天內(nèi)奪去成百上千人的生命。其實(shí)，即使大氣中污染物濃度不高，但人體成年累月呼吸這種受廢氣污染了的空氣，也會引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫及肺癌等疾病。對植物的危害：大氣污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等對植物的危害是十分嚴(yán)重的。當(dāng)污染物濃度很高時，會對植物產(chǎn)生急性危害，使植物葉表面產(chǎn)生傷斑，或者直接使葉枯萎脫落；當(dāng)污染物濃度不高時，會對植物產(chǎn)生慢性危害，使植物葉片褪綠，或者表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機(jī)能已受到了影響，造成植物產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。對天氣和氣候的影響：減少到達(dá)地面的太陽輻射量、增加大氣降水量、下酸雨等。甲烷和二氧化碳同屬于“溫室氣體”，填埋氣中甲烷含量高于二氧化碳含量，人們只知道二氧化碳造成溫室效應(yīng)，但是實(shí)際上甲烷對溫室效應(yīng)的影響更大。1.1.1.3廢氣產(chǎn)量及其對環(huán)境污染程度的影響因素分析所填埋的垃圾在整個分解過程中，廢氣的產(chǎn)生量與垃圾的成分、溫度、濕度、PH值、有毒物形成等因素都有關(guān)系，所以，填埋方式、覆蓋層、空氣溫度、降雨量、壓力、地形、水文等因素也直接影響垃圾填埋場廢氣的產(chǎn)生量。垃圾填埋場中，對環(huán)境污染影響較大的惡臭氣體主要是和，除了廢氣本身組成的不同程度對環(huán)境污染會有不同影響之外，這些惡臭毒害氣體對環(huán)境的影響程度還與其所在位置、地形點(diǎn)和風(fēng)向等因素有關(guān)。通常，填埋場內(nèi)的固體有機(jī)廢物經(jīng)微生物分解產(chǎn)生的惡臭氣體的影響范圍與廢氣源強(qiáng)、溫度成正比，與垃圾填埋時間成反比[19]。綜上所述，從污染源排到大氣中的污染物的傳輸和擴(kuò)散過程，與污染源本身的特性、氣象條件、地面特征和填埋場周邊建筑物分布等因素都有密切關(guān)系，特別是與氣象條件的關(guān)系更為密切。氣象要素主有溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、降雨量等，這些氣象要素都是從觀測中直接獲得。隨著氣象要素的變化，污染物在大氣中的擴(kuò)散稀釋情況千差萬別，所造成的污染程度也有很大不同。1.1.3填埋場火災(zāi)爆炸危險性分析1.1.3.1垃圾填埋場發(fā)生的爆炸種類特性生活垃圾填埋場里面所產(chǎn)生的氣體成分中，存在可燃爆炸性氣體，這種氣體的主要是沼氣，它的主要成分是甲烷和二氧化碳。若對填埋場的管理控制不當(dāng)，則可能發(fā)生火災(zāi)甚至發(fā)生更為嚴(yán)重的爆炸。填埋場的爆炸可分為物理爆炸和化學(xué)爆炸[20]。物理性爆炸：物理爆炸是由于甲烷在垃圾層中大量積聚，形成了強(qiáng)大的能量當(dāng)積聚的壓力大于覆蓋層壓力時，在瞬間將垃圾以迅猛速度突出，發(fā)生減壓的膨脹。發(fā)生物理爆炸事故，除垃圾產(chǎn)生甲烷是必要條件外，填埋的深度、覆蓋層的厚度和層數(shù)，以及覆蓋層的透氣性都是影響爆炸的因素。如果垃圾層上面不進(jìn)行覆蓋，一般情況下由于垃圾的透氣性較好，甲烷的遷移會垂直向上進(jìn)入大氣中，在垃圾層中不會積累大量甲烷，其氣體壓力不足以將垃圾層頂起。如果垃圾上覆蓋土層或填埋深度增加，透氣性受到影響，垃圾中容易積累甲烷而增加爆炸的危險性。另外，在特定的條件下，比如連綿的陰雨或是結(jié)冰等都可能影響透氣度，從而也可能會導(dǎo)致填埋場發(fā)生物理爆炸事故?；瘜W(xué)性爆炸：當(dāng)大量釋放與擴(kuò)散可燃性填埋氣體沒有立即遇到火源時，這些氣體大量聚集，在相當(dāng)大的空間范圍內(nèi)形成云狀氣團(tuán)，并不斷擴(kuò)散，當(dāng)遇到火源時，則可能被點(diǎn)燃，由于外界環(huán)境、火源特性不同，產(chǎn)生的爆炸也不同[3]。可燃?xì)馀c空氣混合后，其濃度處于爆炸范圍內(nèi)，遇到明火等合適的點(diǎn)火條件而發(fā)生激烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，氣體受熱膨脹，將垃圾拋到高空和遠(yuǎn)處。由此可見，垃圾化學(xué)爆炸必須同時滿足前面提到的可燃?xì)鉂舛取⒁饻囟群脱鯕鉂舛热齻€條件。如果甲烷排入大氣或積聚在建筑物內(nèi)，且濃度處在爆炸范圍，那么引火溫度達(dá)到650℃以上時，甲烷就會發(fā)生化學(xué)爆炸；如果空氣進(jìn)入垃圾層中，和那里積聚的甲烷混合形成爆炸性氣體，那么也可能會由于垃圾中存在沒有熄滅的香煙頭、煤球等，而引起垃圾化學(xué)爆炸；當(dāng)然，在甲烷與空氣的混合氣在濃度比例合適時，雷電也會引起填埋場發(fā)生化學(xué)性燃燒爆炸事故的。由于外界環(huán)境和火源特性等因素的不同，產(chǎn)生的爆炸也不同，填埋場發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故基本為蒸汽云爆炸和閃火。利用事件樹分析（ETA）填埋場發(fā)生的主要爆炸后果類型見圖1.2。圖1.2填埋場火災(zāi)爆炸事件樹1.1.3.2垃圾填埋場發(fā)生火災(zāi)爆炸的危害首先，是對工作人員直接的危害。從生活垃圾填埋場的運(yùn)作工藝來看，填埋場中垃圾的卸車、碾壓攤平、覆土、滅蟲等工序都需要工作人員來進(jìn)行操作，而當(dāng)填埋場中突然發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的時候，就極有可能對在場工作人員造成直接的傷害。其次，填埋場發(fā)生的火災(zāi)爆炸還會對場內(nèi)的設(shè)施設(shè)備造成損壞，使場內(nèi)工作不能正常運(yùn)行，影響填埋場對管理片區(qū)的垃圾處理效率，繼而還可能引發(fā)其他事故，造成巨大的損失。再次，是對填埋場的基本結(jié)構(gòu)造成破壞。不論是垃圾填埋場內(nèi)部發(fā)生的物理爆炸，還是聚集氣體發(fā)生的化學(xué)性爆炸，其產(chǎn)生的破壞力極有可能對填埋場的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。比如垃圾堆體本身，若因爆炸使其經(jīng)正常工藝填埋的結(jié)構(gòu)遭到破壞，則可能會造成垃圾山體坍塌類事故；填埋場爆炸也會對填埋場的邊坡產(chǎn)生影響，填埋場的邊坡設(shè)計時即便有考慮到類似的震動影響，但是也會對其使用壽命有一定的影響；再有就是對填埋場設(shè)計的其他系統(tǒng)比如集氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)之類的產(chǎn)生破壞，因此而造成的不良影響。1.1.3.3垃圾填埋場發(fā)生火災(zāi)爆炸的影響因素分析本文將從兩個大的方面分析填埋場發(fā)生火災(zāi)爆炸的影響因素。首先從燃燒爆炸的條件著手，填埋氣體發(fā)生爆炸必須具備三個條件。一是一定的甲烷濃度，一般在5％～15％之間，最強(qiáng)烈的爆炸發(fā)生在甲烷濃度為9.5％左右的時候。二是甲烷的點(diǎn)火溫度，一般認(rèn)為甲烷的點(diǎn)火溫度為650～750℃，明火、電氣火花、雷電火花、吸煙甚至撞擊產(chǎn)生的火花等，都可以點(diǎn)燃甲烷，造成填埋場的燃燒爆炸，甲烷的濃度不同，則甲烷能被點(diǎn)燃的溫度也有所差異，甲烷濃度在6.58％時最容易被點(diǎn)燃，即引火需求溫度最低。三是氧氣的濃度，燃?xì)獗O限與氧氣濃度有很大的關(guān)系，氧氣濃度增加，則氣體的爆炸極限范圍增大，尤其是上限，氧氣濃度增加時爆炸上限增加相對更快；當(dāng)氧氣濃度降低時，燃?xì)獗ㄏ孪蘧徛龈撸巧舷迏s迅速降低，氧氣濃度降低到12％時，甲烷混合氣體則失去爆炸性，即使施以點(diǎn)火也不會爆炸。其次，是管理因素。管理得不得當(dāng)，很大地影響到填埋場發(fā)不發(fā)生火災(zāi)爆炸。管理的切入方向主要是氣體收集效率和氣體的引火條件，若填埋場氣體收集系統(tǒng)效率很高，則很不容易形成氣體聚集的條件。點(diǎn)火條件是火災(zāi)爆炸管理的重點(diǎn)，填埋場火種的管理、場內(nèi)動火作業(yè)的管理、以及雷電防避的管理都影響到火災(zāi)爆炸的發(fā)生率，若在此方面管理很到位，則能大大降低火災(zāi)爆炸的發(fā)生率。1.1.4填埋場垃圾堆體、邊坡危險性分析1.1.4.1垃圾堆體穩(wěn)定性概述垃圾堆體穩(wěn)定問題包括垃圾填埋場邊坡的穩(wěn)定和垃圾堆體自身的穩(wěn)定。無論是填埋場邊坡的穩(wěn)定性還是垃圾自身堆體的穩(wěn)定性，都與垃圾(土)的抗剪強(qiáng)度、重力密度、坡高、坡角以及孔隙水應(yīng)力等因素有關(guān)；如果是邊坡位置多層襯墊系統(tǒng)和覆蓋系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，還與這些襯墊系統(tǒng)中不同接觸面上的抗剪強(qiáng)度有關(guān)[7]。1.1.4.2垃圾堆體、邊坡穩(wěn)定性破壞造成的危害后果一是填埋場結(jié)構(gòu)性的破壞。垃圾填埋場結(jié)構(gòu)性的破壞直接影響到填埋場的垃圾填埋，垃圾堆體坍塌影響垃圾堆體的密度，若處理不善則會影響到其他垃圾堆體的穩(wěn)定性。填埋場邊坡如果遭到破壞，則會影響到垃圾填埋場的使用年限等。二是由于垃圾堆體坍塌、邊坡失穩(wěn)破壞后造成的其他事故。最主要的危害就是垃圾填埋場垃圾水、滲濾液的泄露，填埋場產(chǎn)生的滲濾液等具有危害性的物質(zhì)，正常的情況下經(jīng)過填埋場設(shè)計的系統(tǒng)能安全處理，一旦邊坡破壞，則可能造成泄露，從而污染填埋場附近環(huán)境。1.1.4.3邊坡穩(wěn)定性分析方法介紹邊坡穩(wěn)定分析方法通常有傳統(tǒng)的確定性方法和考慮變量不確定性的隨機(jī)方法。由于垃圾土工程性質(zhì)的統(tǒng)計指標(biāo)變化范圍都比較大，說明垃圾土參數(shù)具有較大的不確定性，理論上講垃圾土邊坡穩(wěn)定分析最好采用考慮變量不確定性的隨機(jī)方法。但相關(guān)方法和規(guī)范都尚未達(dá)到能在實(shí)際中應(yīng)用的程度，因此都是采用傳統(tǒng)確定性方法進(jìn)行分析的。用于邊坡穩(wěn)定分析的確定性方法有極限平衡法和有限元法兩種，對工程實(shí)踐而言,極限平衡法是被推薦和常用的方法。極限平衡分析包括兩個方面:一、用條分法計算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)；二、搜索最危險滑動面(即安全系數(shù)最低值)[7]。在求得垃圾堆體的最小安全系數(shù)后,還需對其進(jìn)行安全判別,也就是如何確定其允許安全系數(shù)。對于允許安全系數(shù)：《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274—2001）對壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)的規(guī)定選定，對不同計算方法規(guī)定了不同的最小安全系數(shù)。1.1.4.4垃圾填埋場穩(wěn)定性分析不同計算方法、堆高、坡度、滲瀝液水位、接觸面強(qiáng)度參數(shù)、加筋作用、地震因素等對垃圾填埋場的穩(wěn)定性分析有著不同程度的影響。計算方法的影響：目前有關(guān)邊坡穩(wěn)定計算的允許安全系數(shù)都只規(guī)定一個允許值Fp，SL274—2001指出對可以同時利用有效應(yīng)力法和總應(yīng)力法計算的情況，以較小的安全系數(shù)為準(zhǔn),即按照Fs≥Fp作為控制條件，而F′s較大的情況則作為安全富裕度來考慮。垃圾土的抗剪強(qiáng)度受控于有效應(yīng)力σ′，而不是總應(yīng)力σ。有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)比較穩(wěn)定可靠，應(yīng)作為基本方法來計算垃圾堆體的穩(wěn)定狀況，但是,由于垃圾堆體中浸潤線和孔隙水壓力狀況很難真正模擬，有效應(yīng)力法運(yùn)用起來較困難。實(shí)際分析時，通常采用以總應(yīng)力計的固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，認(rèn)為垃圾堆體內(nèi)孔隙水壓力不消散、不排水來分析垃圾堆體的穩(wěn)定狀況。垃圾堆體高度的影響：有關(guān)研究表明，隨著垃圾堆體增高，無論是有無地震作用因素，垃圾邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)Fs逐漸減少，但增加到某高度后，F(xiàn)s不減反增，F(xiàn)s的最小值不是相應(yīng)于最大填埋標(biāo)高，而是位于中間某一堆高。對有地震作用下的穩(wěn)定分析來說，這可能是由于垃圾堆體的自振頻率在中間某個堆高時與地震頻率接近或相同而引起共振，使其安全性降低。地震烈度越大時,相應(yīng)的中間堆高值也越低。無地震時最危險工況不在最大堆高時的原因，與穩(wěn)定分析時所考慮的滲瀝液水位有關(guān)。垃圾堆體高度越高，浸潤線埋深越大,當(dāng)堆體增加到某個高度后，浸潤線以上垃圾堆體所提供的抗滑力開始起主導(dǎo)作用,而由浸潤線以下飽和垃圾堆體所引起的滑動力所占比例逐漸減小，從而導(dǎo)致抗滑力的增加比例要比滑動力的增加比例大,使得垃圾堆體安全系數(shù)開始增加。比滑動力的增加比例大，使得垃圾堆體安全系數(shù)開始增加。垃圾堆體坡度的影響：垃圾堆體邊坡坡度的大小對堆體穩(wěn)定性成反相關(guān)關(guān)系，坡度越小，安全系數(shù)越大。從穩(wěn)定安全的角度來看，邊坡越緩越好，但太緩會影響填埋場的庫容，故應(yīng)綜合考慮。滲瀝液水位的影響：所有垃圾堆體的失穩(wěn)破壞幾乎都與暴雨有較大聯(lián)系，主要是由于暴雨引起垃圾堆體滲瀝液浸潤線上升，垃圾堆體處于飽和狀況。甚至類似于“浮”在水中這樣一種狀態(tài)，致使有效應(yīng)力降低，安全性下降。有關(guān)分析發(fā)現(xiàn)浸潤線位置對垃圾堆體穩(wěn)定有較大影響，降低浸潤線可以有效提高垃圾邊坡的穩(wěn)定性。因此，凡是能夠減少垃圾填埋場滲瀝液產(chǎn)生量和有效排出滲瀝液使浸潤線下降的工程措施，都有利于改善垃圾邊坡的穩(wěn)定狀況。浸潤線究竟在堆體中處于什么位置才能使得垃圾堆體不致發(fā)生穩(wěn)定破壞。有學(xué)者認(rèn)為當(dāng)h/H≤0.4～0.5(h為滲瀝液水位高度、H為垃圾堆體高度)時，垃圾堆體是滿足邊坡穩(wěn)定要求的[21]。對最小安全系數(shù)Fs小于允許安全系數(shù)Fp，或者Fs≤1.0的填埋場，在遇到暴雨天氣時是極有可能發(fā)生失穩(wěn)破壞的。因此,在垃圾填埋過程中應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)營管理，盡最大可能控制垃圾堆體周圍山體雨水進(jìn)入填埋庫區(qū)，及時導(dǎo)排淤積在垃圾堆體中的滲瀝液，保證滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)暢通無阻，確保垃圾堆體穩(wěn)定安全，尤其在夏季暴雨較多的季節(jié)，更應(yīng)密切監(jiān)視。1.3事故樹在生活垃圾填埋場中的應(yīng)用1.3.1事故樹分析方法概述事故樹分析（FaultTreeAnalysis,FTA）又稱故障樹分析，是從結(jié)果到原因找出與災(zāi)害有關(guān)的各種因素之間因果關(guān)系和邏輯關(guān)系的分析法。這種方法是把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面，稱為頂上事件，按系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的關(guān)系，分析與災(zāi)害事故有關(guān)的原因。這些原因可能是其他一些原因的結(jié)果，稱為中間原因事件，繼續(xù)往下分析，直到找出不能進(jìn)一步往下分析的原因為止，這些原因稱為基本原因事件。圖中各因果關(guān)系用不同的邏輯門鏈接起來，由此得到圖形像一顆倒置的樹。事故樹常用的4種表示符號見表1.2。表1.2事故樹常用表示符號種類符號名稱意義事件符號頂上事件或中間原因事件表示由許多其他事件相互作用而引起的事件。這些事件都可往下一步分析，處于事故樹的頂端或中間事件符號基本事件事故樹中最基本的原因事件，不能繼續(xù)往下分析，處在事故樹底端邏輯門符號或門表示或任一事件單獨(dú)發(fā)生時，事件都可能發(fā)生邏輯門符號與門表示、兩個事件同時發(fā)生，事件才可能發(fā)生邏輯門符號條件或門表示或任一事件單獨(dú)發(fā)生時，事件才能發(fā)生邏輯門符號條件與門表示、兩個事件同時發(fā)生時，還必須滿足條件a，事件才能發(fā)生事故樹分析有定性分析和定量分析。事故樹的定性分析包括求最小割集、最小徑集和基本事件結(jié)構(gòu)重要度分析；定性分析是在求出各基本事件發(fā)生概率的情況下，計算事故頂上事件的發(fā)生概率，求出概率重要度和臨界重要度。本文將只進(jìn)行定性分析，通過求其最小