层次分析法在生活垃圾综合处理项目选址中的应用

王 健，陈海滨

（1.中山市环境卫生管理处，广东 中山 528403；2.华中科技大学，湖北 武汉 430074）

层次分析法在生活垃圾综合处理项目选址中的应用

王 健1，陈海滨2

（1.中山市环境卫生管理处，广东 中山 528403；2.华中科技大学，湖北 武汉 430074）

利用层次分析法，建立了以交通运输条件、建场条件、环境地质条件、环境及社会条件为一级指标的生活垃圾综合处理项目选址评价模型。通过中山市南部组团垃圾综合处理基地选址实例，证明该决策方法的可行性。

层次分析法；生活垃圾；综合处理；选址

随着我国经济的高速发展，城市化水平迅速提高，城市生活垃圾产生量以平均每年10%的速度在不断递增［1］，由此引起的环境污染和资源浪费问题已经对经济发展和社会进步造成了严重影响。目前，我国的垃圾处理大多以单一工艺的方式进行，但是由于生活垃圾的混合多样性以及单一处理工艺本身的缺陷，使得无论采用焚烧、堆肥，还是填埋等任何一种末端治理的手段，都不能使生活垃圾达到最佳的处理效果。在这种情况下，以“循环经济、节能减排”为指导思想，将焚烧、堆肥、填埋技术优点相结合的生活垃圾综合处理技术逐步发展起来，并将成为今后垃圾处理的发展方向［2］。生活垃圾综合处理项目选址作为项目全过程管理的第1步，是极其关键的环节，合理的选址将对项目优化实施和良性运行起到基础性作用。

关于生活垃圾综合处理项目选址方面的研究主要涉及使用目标层次法进行城市固废综合处理厂的选址［3］、结合多种因素进行垃圾综合处理工程的统筹规划［4］和城市生活垃圾综合处理项目选址评价的重要性、选址原则及选址的具体要求［5］等内容。笔者结合中山市生活垃圾综合处理项目选址实践进行了初步研究，建立了生活垃圾综合处理项目选址层次分析法评判模型，使用相关软件对模型进行求解，并通过综合评价，证明推荐方案具有较强的综合优势——利用层次分析法进行生活垃圾综合处理项目选址，减少了一定的主观性，使结果更加数据化、合理化。

1 层次分析法原理

层次分析法（AHP） 是20世纪70年代由美国运筹学家Satty TL创立的一种定性分析与定量分析相结合的多准则决策方法，近年来在场址选择等多个领域得到广泛应用。原理是将待评判系统的有关替代方案的各种要素按照上一层次为准则，对该层次元素进行逐次比较，依照规定的标度量化后写成矩阵形式，即构成判断矩阵。根据两两比较算出各因素的权重，根据综合权重，按最大权重原则确定最优方案。

2 生活垃圾综合处理项目选址比选方法

首先根据垃圾填埋、焚烧、堆肥的标准、规范，确定选址原则和场址面积；其次通过地理信息系统分析及现场踏勘，选出符合面积要求的生活垃圾综合处理基地可能选址地点若干；最后在获得可能选址地点的大量背景资料的基础上，应用层次分析法确定最佳推荐场址，并对最佳推荐场址进行适宜性评价［6］。

2.1 构造层次分析模型

参考已有垃圾单一处理工艺层次分析模型［7-10］，将垃圾综合处理项目场址的适宜性作为层次分析的目标层（A），将制约因素作为层次分析的资源层（B），包括交通运输条件（B1）、建场条件（B2）、环境地质条件（B3）、环境及社会条件（B4），将制约因素的子系统作为层次分析的元素层（C），其层次结构如图1所示。

2.2 判断矩阵的确定和层次单排序

通过相关专业专家的经验判断，得出第1层制约因素在适宜性分析中的相对重要性排序，为地质环境条件＞环境及社会条件＞建场条件＞交通运输条件。专家根据判断矩阵标度含义（如表1），对每层因素之间的相对重要性进行赋值，构成该层次结构的判断矩阵。使用层次分析法软件yaahp version 0.4.1，填写各指标的重要性赋值，可分别计算各级指标中各制约因素的理论权重。经层次单排序一致性检验，一致性比例均小于0.10，所以判断矩阵具有满意的一致性。计算过程及结构见表 2～6。

2.3 适宜性评价

为确保优先排序候选点为合格选址，需使用适宜性评价数学模型，进行适宜性评价验证。

表1 标度含义

表2 目标A与制约层B判断矩阵

表3 目标B1与制约层C1～C2判断矩阵

表4 目标B2与制约层C3～C7判断矩阵

表5 目标B3与制约层C8～C10判断矩阵

表6 目标B4与制约层C11～C16判断矩阵

2.3.1 确定评价标准及各评价因素分值

首先将图1中制约层C层各因素作为场址适宜性影响的具体评价标准，并参考焚烧、堆肥、填埋等工艺选址的要求，提出生活垃圾综合处理项目场址适宜性评价的各分级指标标准值，标准值采用3级1分制，最高为1分，最低为0分，评分之间的最小分差为0.5分。其次，根据候选场址影响因素的实际情况，按照评价标准进行评分，可获得每一因素的实际贡献权重。

2.3.2 计算场址适宜度的综合评价分数

计算公式是：

式中：ZA为需检验的备选场址的适宜性总分；ZBi为B层第i项制约因素的适宜性得分；n为B层制约因素的总个数；KBi为B层第i项制约因素的权重；KCj是与Bi对应的C层制约因素第j项因素权重；m为与Bi层对应的C层制约因素的总个数；FCj是Cj的评价得分。

2.3.3 得出评价结果

将评价场址的综合评分结果参照场址适宜性等级标准（如表7）进行分级确定场址的适宜性等级。

表7 适宜性等级标准

3 垃圾综合处理项目选址应用实例

以中山市南部组团垃圾综合处理基地项目选址为例，验证层次分析法在选址决策中应用的可行性。其各阶段评价结果见表8～10。

3.1 项目概况

中山市南部组团垃圾综合处理基地采用垃圾焚烧为主、填埋和生化处理为辅的综合处理技术。建设规模为日处理生活垃圾1 200 t。基地分设垃圾焚烧发电厂、垃圾渗沥液处理厂、卫生填埋场、预处理中心、生化处理厂、炉渣制砖厂、管理中心及其他配套设施等专项。

3.2 备选场址的选择

根据选址原则，通过现场踏勘等非量化筛选，初选综合处理基地备选场址3个。

备选场址Ⅰ：位于中山市神湾镇古宥村，烟墩山南坡面，北面距广珠公路约6 km，南面距神湾至斗门公路约2 km。场址主要由5条山脊及4条山沟组成，北侧为烟墩山分水岭防火带，南侧为东西向山谷低洼地，山体最大相对高差约130 m。在山坡高地或山脊地带主要为松树、桉树种植地或杂树野生地；在山坡边缘地带多为菠萝等种植地。整个山坡面植被较好。山谷平地为农业种植地，并见一水沟呈东西向通过山谷，水沟常年流水，水质清澈。

备选场址Ⅱ：位于中山市神湾镇宥南村北溪斜飞凤山西南侧坡地，北面距广珠公路约5 km，南面距神湾至斗门公路约1.5 km。场址西北侧为较大型花岗石开采场，现状有简易泥路可从石场通往神湾至斗门公路。场址东北面为斜飞凤山分水岭防火带，西南侧以农作物地为主，山体最大相对高差约180 m。整个地形三面环山，向西南侧开口。场址中部有1幢4层楼房，其下游有1个较大的水塘，主要用于养鱼及农作物灌溉。山坡上有多处墓地。整个山坡面植被较好。

表8 制约层C与方案层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ判断矩阵计算结果

备选场址Ⅲ：位于北倚黄牛山，西侧由2个自然山窝组成，东侧坡脚滩地相对低凹，南侧紧邻古神公路规划控制红线，距石岐河岸线约250 m。两处自然山窝均三面环山，向南侧开口，与古神公路相望，其中西侧山窝现已用作板芙镇生活垃圾简易堆场，环境非常恶劣。北侧山坡植被良好，山坡下的开阔地大部分为水塘，目前已有一条东西走向的道路正在进行路基施工，场址交通条件便利。

表9 最终结果（标度类型1～9）

表10 评价标准及实际贡献分值

3.3 建立层次结构模型

根据垃圾综合处理项目选址比选方法，构建场址适宜性层次分析模型结构见图1。

3.4 构造判断矩阵及理论权重计算

通过组织多名相关专业专家对选址备选方案的制约因素进行重要性比较，获得各因素的相对权重，使用层次分析法软件进行计算。经计算机自动检验，构造的各判断矩阵一致性较好，相对权重计算正确，计算过程见表8。

经计算得出排序结果见表9。可见，备选场址Ⅲ的权重值最高，该场址的比选结果最佳。

3.5 最终评价

根据B层B1～B4的权重、C层C1～C16的权重及表10中各备选场址的实际贡献分值，计算得出备选场址Ⅲ的综合评价得分为79.5。

结合表7，备选场址Ⅲ是一个较适宜的场地。

4 结论

层次分析法是一种将多因素影响、复杂的方案选择转化为简单赋值、有序确定优选方案的方法，用于生活垃圾综合处理项目选址，不仅证明是切实可行的，而且使选址结果更加科学、客观和简便。随着土地政策日益严格以及环境保护的迫切需要，垃圾综合处理项目将得到广泛的推广和应用，在这种情况下，本研究用于各城镇的垃圾综合处理项目选址，将有利于帮助决策者提高选址效率，使选址决策更加专业和客观。

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［4］徐春萍.浅谈城市生活垃圾综合处理工程的总体规划设计［J］.四川环境，2003，22（4）：71-73.

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［7］钱丽萍，赵士德.层次分析法在垃圾填埋场选址中的应用：以哈尔滨市为例［J］.安全与环境工程，2005，12（4）：22-26.

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Application of Analytic Hierarchy Process in Site Selection of Domestic Waste Integrated Treatment Projects

Wang Jian1,Chen Haibin2
（1.Zhongshan Environment Sanitation Administration,Zhongshan Guangdong 528403 2.Huazhong University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430074）

A assessing model of analytic hierarchy process was established.And those factors composed of traffic condition,building condition,geologic condition,environmental and social conditions were used for the first target of the assessing model for site selection of domestic waste integrated treatment project.The model was served for site selection of waste integrated treatment project in south grouping of Zhongshan,and it was proved feasible.

analytic hierarchy process；domestic waste；integrated treatment；site selection

X705；TU993.3

B

1005－8206（2011） 02－0007－04

2010-12-09

王健（1980—），工程师，主要从事环境工程建设管理和垃圾处理基地的监管工作。

E-mail：wj980380@163.com。

（责任编辑：刘冬梅）