城市垃圾卫生填埋场理论容积计算方法

摘要：针对常用两种垃圾填埋理论容积计算方法的缺陷，推导出一种新方法，并以实际算例的结果进行分析，得出这三种方法在工程设计中的适用阶段。
主题词：城市垃圾，填埋，理论容积，计算方法
经济增长、人口城市化、居民生活水平提高使得我国城市垃圾量急剧增长，据统计我国城市垃圾年增长率达10％，远高出西方发达国家的2.5％水平，这与我国现有8.3％的垃圾无害化处理率极不相称，全国约有2/3城市陷人垃圾的包围之中，垃圾埋城的形势日趋严峻。
卫生填埋是国内外现行最为普遍的城市垃圾处理方法。西方发达国家废弃物填埋量占总量的50～90％，我国自“七五”起在垃圾填埋技术方面进行了一些研究和实践。卫生填埋以其投资省、处理量大、运行简便等特点，非常适合发展中国家的国情，尤其是我国目前城市垃圾中无机物成份含量高达50％以上，更为适合采用卫生填理技术：
1城市垃圾量的确定
城市垃圾量决定于城市入口和人均垃圾产量。在进行城市垃圾处理设计时，设计的垃圾量一般可采用城市环卫专项规划中的数据：由于时变因素，规划的数据在进行垃圾处理设计中经常与实际情况差距多，因此设计时应注意根据城市垃圾量的两个决定因素进行核算。
1.1城市人口增长趋势，城市人口规模可参照公式“规划人口＝现状人口（1＋自然增长率＋机械增长率）规划年限”进行计算。其中自然、机械增长率与规划年限和不同地域有关，就目前国内城市普遍的发展趋势，一般在设计时计算20年的城市人口采用的自然增长率＝8％、机械增长率＝25‰。
1.2居民垃圾定额，资料表明，我国城市居民人均垃圾产量以每年1％的速度递增，居民垃圾定额约为0.8～1.0Kg/人•d。
2垃圾填埋场理论容量计算方法
设计垃圾填埋场时，选址除了要求场地符合相关的自然、社会、经济、环保卫生等条件外，要求所选场地有足够的容量，以能满足服务年限的要求：计算填埋理论容量可采用以下三种方法。
2.1平均值法
这种方法主要以城市规划年限的生活垃圾平均量为基础，其公式如下：

式中：ET——满足服务年限的垃圾填埋场理论容积（m3）
T——设计服务年限（年）
W——设计年限内服务区域居民垃圾定额（Kg/人•d）
P——设计年限内服务区域平均居民人数（人）
D——垃圾填埋后密度（Kg/m3）
C——辅助材料占据体积（辅助材料：垃圾=1:4）
该方法由于缺少对填埋场所服务的区域在设计年限内人口增长和居民垃圾产量增加的动态状况分析，因而准确性较差。
2.2上下限值法

式中：ET——满足服务年限的垃圾填埋场理论容积（m3）
T——设计服务年限（年）
R1——垃圾压实程度系数
R2——中间土隔离层、终覆土层体积系数
Y1、Y2——服务期内第一年和最后一年居民人数（人）
H1、H2——服务期内第一年和最后一年居民垃圾定额（m3/人•年〕
该方法简略结合垃圾量增长的两个因素，概括性地反映了垃圾量增长的动态性，它相对于平均值法而言，准确性有所提高，但仍存在误差。
2.3累计法
由于平均值法与上下限值法均未能有效、准确地得到填埋场所需的理论容积，为此笔者在上述两种方法基础上推导出累计法，该法较客观、全面地结合垃圾量两个增长因素的时间动态性，其结果的准确性较高。

式中ET——满足服务年限的垃圾填埋场理论容积（m3）
T——设计服务年限（年）
R1——垃圾压实程度系数
R2——中间土隔离层、终覆土层体积系数
Y1——服务期内第一年居民人数（人）
H1——服务期内第一年居民垃圾定额（m3/人•年〕
α——服务区域人口增长率（含自然、机械增长率，
β——服务区域居民垃圾定额年增长率
i——设计服务年限的第i年（i从1到T）