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摘要：本项目通过对沈阳市生活垃圾卫生填埋场垃圾堆体的现状调查结合相关理论资料，定性的分析、总结出沈阳市生活垃圾填埋场垃圾堆体沉降的主要影响因素。
关键词：垃圾沉降 影响因素
中图分类号：R124.3 文献标识码：A 文章编号：
前言：卫生填埋是目前沈阳市垃圾处理主要的方式，垃圾填埋场垃圾堆体的沉降一直都是填埋场稳定化进程的宏观表现和重要考察指标，也是延长垃圾场使用寿命的最直接的方法。因此，城市生活垃圾填埋场堆体沉降一直是填埋场研究中的重要项目之一。
1 沉降阶段
垃圾堆体的沉降是由多种影响因素相互作用而产生的现象，而堆体的沉降又根据时间和主要影响因素的不同，沉降的速率也不同。因此绝大部分理论支持将填埋场垃圾堆体沉降分为三个阶段：初始阶段、第一阶段、第二阶段。
（1）初始阶段 是在填埋作业过程中由上层垃圾对下层垃圾的压实作用和新填埋垃圾自身的压缩引起的，对新填埋的垃圾进行压实的同时也在对已填埋的垃圾进行再压实，并且由于重力的原因，新填埋的垃圾也对已填埋的垃圾产生一种压实的作用，所以初始阶段的沉降量是在填埋压实的时候发生，一般不易在填埋作业现场直接测得。
（2）第一阶段 此阶段的沉降变化可以说是紧接的初始阶段发生的，有时也是伴随的初始階段同时发生的，该阶段一般持续半年左右，主要是填埋垃圾空隙的错动和水分与气体的散逸而引起的。在许多情况下，初始和第一阶段沉降几乎是同时发生，并且初始阶段和第一阶段的沉降量占总沉降量的比例往往比较大。
（3）第二阶段 在这一阶段的沉降主要是由填埋场内垃圾的降解引起的。该阶段可持续多年，直至垃圾堆体内有机物全部分解完成，则垃圾堆体才会停止沉降（不包括地基沉降）。第二阶段相较初始阶段和第一阶段沉降持续时间更长，沉降速率更为平缓。
2 主要影响因素
垃圾填埋从初始填埋到稳定再利用的过程分为三个阶段，而每个阶段影响沉降的因素大部分为共同存在，但对沉降的影响比重在变化，所以采用阶段分析沉降影响因素非常不方便。而在沉降模型理论中，将沉降分为主沉降与次沉降研究，根据不同沉降率产生的原因分析不同沉降的主要影响因素，并且影响因素也会相应的体现在相关沉降数值中，所以本项目按主沉降和次沉降的两个类别进行影响因素的分析：
（1）主沉降影响因素：主沉降是将初始阶段和第一阶段沉降相结合，而该段时间内沉降的数值称为主沉降量，影响该段时间内沉降速率变化的数值称为主沉降率。而根据主沉降的相关定义与资料分析提出主沉降的影响因素主要有五点，分别为垃圾含水率、密度、填埋堆体高度、易降解有机质（主要指水果蔬菜等易降解的有机物）和外界气候条件。
（2）次沉降影响因素：次沉降主要是指第二阶段的沉降，所以第二阶段的影响因素即为次沉降的影响因素，经分析认为影响次沉降的主要因素有三点：一点是有机质含量（除去易降解有机质）；另一点是填埋堆体高度；还有就是垃圾堆体内的含水量即：水头高度。
3 因素分析
3.1 密度
沈阳市老虎冲垃圾填埋场内垃圾密度的调查方法为每2个月进行一次随机抽取天然密度、压实密度和沉降密度相对应的垃圾样品，进行密度调查。
（1）天然密度即为未填埋垃圾的密度，变化范围在320kg/m3～400kg/m3之间，调查密度的随机性很大，这主要是因为垃圾填埋前未进行严格的分选，造成塑料、废纸、树枝、纤维等大孔隙物体含量过多，并且垃圾成分分布的不均匀而造成的。这个因素随着填埋的压实和垃圾的自重作用下会得到改善，再者就是含水量也对密度的大小有影响，在降水多的月份垃圾的天然密度也会有不同幅度的增大。
（2）压实密度
压实密度即进行卫生填埋作业时，经机械碾压后形成的密度，其值与垃圾填埋场填埋作业的设计相关。分层摊铺的垃圾经机械反复碾压后形成压实密度，该密度受多种因素的影响。主要有压实方式及压实机械、垃圾分层厚度、压实力的大小及施力方式、被压实物料特性等。
根据沈阳市垃圾填埋场填埋作业机械和作业情况，认为沈阳市垃圾填埋压实比为2：1左右，而经压实密度的调查分析，压实密度在680~800kg/m3范围内波动与天然密度相对比，证实的压实比也与之前分析的基本相符。该值可以用作垃圾填埋场设计时库容量的计算数据。
（3）沉降密度
沉降密度即填埋场垃圾经过多年生物分解后，逐渐沉降形成的相对稳定的密度，可见沉降密度是随着时间的推移而不断变化的数值。由于垃圾的生物分解是一个很长的缓慢过程，因此不易取得绝对的稳定沉降密度，只能从工程设计的角度测算相对稳定的沉降密度。若测得数值接近理论稳定沉降密度，则可使用该数值作为最终库容计算的数值。调查结果可知沈阳市垃圾填埋场封场2~3年的沉降密度在930~1100kg/m3范围内波动。
由此可见垃圾随着进入不同的填埋阶段，密度也是随着变化，而变化的趋势也可认定为随着时间的推移而密度逐渐增大，这也正是沉降过程的一种体现。
3.2 含水率和含水量
垃圾含水率的测定是将垃圾样品烘干后与烘干前的差值和烘干前垃圾样品重量的比值。生活垃圾含水率与下列因素有关：垃圾的原始成分、气候条件、填埋场的作业方式等。
根据理论分析垃圾内的含水量一部分由于热量的原因蒸发、一部分存留在垃圾本体中还有一部分渗漏至下层垃圾中经过时间的推移渗漏至最底层由渗沥液导排管导出处理后外排。但这三个水量的去向分配比例是无法准确检测到的，所以从主沉降的角度分析，含水率对沉降的影响主要是垃圾经过压实后溢出水量的变化，也就是说含水率不同的垃圾经过压实后的沉降量将会有明显的不同，这也是垃圾填埋阶段和第一阶段垃圾沉降量明显的主要原因之一。从次沉降的角度分析主要是厌氧过程产生的水也就是垃圾本体的含水和向下渗漏水量的积存，即水头的高度，以老虎冲垃圾场为例；根据老虎冲垃圾场的运行数据每天约为2000吨垃圾的填埋量和污水处理规模230吨/日及垃圾含水率的综合分析，课题组认为填埋堆体内部和下部应含有大量的水，而这部分的水势必加高填埋的高度，并使水头高度附近的垃圾含水达到饱和，使得垃圾空隙内充满渗沥液，大大地降低了该层垃圾的压缩程度。如果将这部分水抽出，虽然水量和降低高度无法确定但是将有一定量的沉降，也就是说堆体内含水率影响了沉降的数值。
3.3 有机质含量
有机质的含量也分为两部分分析，一部分为主沉降部分易降解的，如水果蔬菜等；另一部分主要是在次沉降部分降解的有机质，即刨除第一部分降解的有机质以外，那些需要较长时间才会降解的有机质含量，如纸杯、织物等。
主沉降阶段的有机质是具备快速降解的特点，无论这种消耗的过程是好氧反应还是初期的厌氧反应，在主沉降的过程中一定会发生的易分解有机质的快速消耗过程，从而达到体积的减小，即体现在沉降量的增加上。而次沉降部分则是在缓慢的厌氧过程中逐渐降解，从而达到体积的减小增大沉降量的效果。对于垃圾场中的有机质降解所属阶段无法准确的定义或区分，而在实验室中又无法完美的模拟填埋场现场条件，所以只是在理论上做以分析，但是可以肯定的是有机质的含量贯穿着垃圾从填埋初始到最后稳定的全过程，例如同等条件下垃圾堆体沉降，有机质含量高的堆体一定比有机质含量低的堆体沉降量大。
3.4 外界气候条件
外界气候条件对堆体沉降的主要影响有两点：一点是降水，另一点是温度。
首先是降水，无论是下雨、下雪还是冰雹、霜降等天气条件，只要是增加水分的天气都会增加垃圾的含水率和含水量，这两点的影响已在3.2介绍，在这里就不另行描述了。
其次是温度，温度一般不会对次沉降部分有什么直接影响，因为次沉降部分基本为填埋多时的区域，这部分区域不是已被上层垃圾层覆盖就是已经封场被黄土覆盖，这都是很好的保温层，并且厌氧过程也会释放一部分热量，所以说外界温度对垃圾堆体内的影响应该说是很小并不足以影响到厌氧消化的过程。温度真正会影响到的是主沉降部分的有机质降解，有机质对主沉降的影响即可简单的理解为，较高温会使一些易降解的有机质（水果蔬菜）加速分解并且可以增大表面的水份蒸发量，减少进入垃圾堆体内的水量，这些都是有利于堆体沉降的条件。
3.5 垃圾堆体高度
垃圾堆体高度主要是由于垃圾自身的重量而对下层垃圾起到的一种压缩作用。垃圾堆体越高那越上层的垃圾重力势能也就越大，对下层垃圾的压力也就越大，可以加速垃圾空隙之间的填充，迫使气体溢出，已达到减小体积增加沉降量的效果。
另外，堆体的高度也代表着垃圾总量的多少，也就可以认为有机质含量的多少，如果堆体高度很高，那有机质含量也就会随之增多，那么堆体的沉降量也就会变大。
结论：
生活垃圾堆体的沉降是一个复杂而又漫长的过程，影响沉降的因素是多种多样，并且随着的推移这些因素对沉降的影响程度也在逐渐变化。本文将沈阳市垃圾场的现状调查资料结合沉降的理论，总结提出沈阳市垃圾填埋场堆体沉降的主要影响因素，为以后详细量化研究沈阳市垃圾场沉降指明了方向。
参考文献
1. 孔宪京.孙秀丽. 城市固体废物沉降模型研究现状及其发展. 大连理工大学学报 2006.7第46卷第4期
2. 张莲. 何品晶. 瞿贤. 邵立明. 城市生活垃圾填埋场沉降模型比较. 环境卫生工程 2006.12第14卷第6期
3. 刘疆鹰.徐迪民.赵由才.李国建.陈绍伟.黄仁华. 城市垃圾填埋场的沉降研究. 土壤与环境 2002.11（20）111~115
4. 谢焰.陈云敏.柯瀚. 考虑降解和分级堆填的填埋场一维沉降计算. 水文地质工程地质 2008年第1期
关键词：垃圾沉降 影响因素
中图分类号：R124.3 文献标识码：A 文章编号：
前言：卫生填埋是目前沈阳市垃圾处理主要的方式，垃圾填埋场垃圾堆体的沉降一直都是填埋场稳定化进程的宏观表现和重要考察指标，也是延长垃圾场使用寿命的最直接的方法。因此，城市生活垃圾填埋场堆体沉降一直是填埋场研究中的重要项目之一。
1 沉降阶段
垃圾堆体的沉降是由多种影响因素相互作用而产生的现象，而堆体的沉降又根据时间和主要影响因素的不同，沉降的速率也不同。因此绝大部分理论支持将填埋场垃圾堆体沉降分为三个阶段：初始阶段、第一阶段、第二阶段。
（1）初始阶段 是在填埋作业过程中由上层垃圾对下层垃圾的压实作用和新填埋垃圾自身的压缩引起的，对新填埋的垃圾进行压实的同时也在对已填埋的垃圾进行再压实，并且由于重力的原因，新填埋的垃圾也对已填埋的垃圾产生一种压实的作用，所以初始阶段的沉降量是在填埋压实的时候发生，一般不易在填埋作业现场直接测得。
（2）第一阶段 此阶段的沉降变化可以说是紧接的初始阶段发生的，有时也是伴随的初始階段同时发生的，该阶段一般持续半年左右，主要是填埋垃圾空隙的错动和水分与气体的散逸而引起的。在许多情况下，初始和第一阶段沉降几乎是同时发生，并且初始阶段和第一阶段的沉降量占总沉降量的比例往往比较大。
（3）第二阶段 在这一阶段的沉降主要是由填埋场内垃圾的降解引起的。该阶段可持续多年，直至垃圾堆体内有机物全部分解完成，则垃圾堆体才会停止沉降（不包括地基沉降）。第二阶段相较初始阶段和第一阶段沉降持续时间更长，沉降速率更为平缓。
2 主要影响因素
垃圾填埋从初始填埋到稳定再利用的过程分为三个阶段，而每个阶段影响沉降的因素大部分为共同存在，但对沉降的影响比重在变化，所以采用阶段分析沉降影响因素非常不方便。而在沉降模型理论中，将沉降分为主沉降与次沉降研究，根据不同沉降率产生的原因分析不同沉降的主要影响因素，并且影响因素也会相应的体现在相关沉降数值中，所以本项目按主沉降和次沉降的两个类别进行影响因素的分析：
（1）主沉降影响因素：主沉降是将初始阶段和第一阶段沉降相结合，而该段时间内沉降的数值称为主沉降量，影响该段时间内沉降速率变化的数值称为主沉降率。而根据主沉降的相关定义与资料分析提出主沉降的影响因素主要有五点，分别为垃圾含水率、密度、填埋堆体高度、易降解有机质（主要指水果蔬菜等易降解的有机物）和外界气候条件。
（2）次沉降影响因素：次沉降主要是指第二阶段的沉降，所以第二阶段的影响因素即为次沉降的影响因素，经分析认为影响次沉降的主要因素有三点：一点是有机质含量（除去易降解有机质）；另一点是填埋堆体高度；还有就是垃圾堆体内的含水量即：水头高度。
3 因素分析
3.1 密度
沈阳市老虎冲垃圾填埋场内垃圾密度的调查方法为每2个月进行一次随机抽取天然密度、压实密度和沉降密度相对应的垃圾样品，进行密度调查。
（1）天然密度即为未填埋垃圾的密度，变化范围在320kg/m3～400kg/m3之间，调查密度的随机性很大，这主要是因为垃圾填埋前未进行严格的分选，造成塑料、废纸、树枝、纤维等大孔隙物体含量过多，并且垃圾成分分布的不均匀而造成的。这个因素随着填埋的压实和垃圾的自重作用下会得到改善，再者就是含水量也对密度的大小有影响，在降水多的月份垃圾的天然密度也会有不同幅度的增大。
（2）压实密度
压实密度即进行卫生填埋作业时，经机械碾压后形成的密度，其值与垃圾填埋场填埋作业的设计相关。分层摊铺的垃圾经机械反复碾压后形成压实密度，该密度受多种因素的影响。主要有压实方式及压实机械、垃圾分层厚度、压实力的大小及施力方式、被压实物料特性等。
根据沈阳市垃圾填埋场填埋作业机械和作业情况，认为沈阳市垃圾填埋压实比为2：1左右，而经压实密度的调查分析，压实密度在680~800kg/m3范围内波动与天然密度相对比，证实的压实比也与之前分析的基本相符。该值可以用作垃圾填埋场设计时库容量的计算数据。
（3）沉降密度
沉降密度即填埋场垃圾经过多年生物分解后，逐渐沉降形成的相对稳定的密度，可见沉降密度是随着时间的推移而不断变化的数值。由于垃圾的生物分解是一个很长的缓慢过程，因此不易取得绝对的稳定沉降密度，只能从工程设计的角度测算相对稳定的沉降密度。若测得数值接近理论稳定沉降密度，则可使用该数值作为最终库容计算的数值。调查结果可知沈阳市垃圾填埋场封场2~3年的沉降密度在930~1100kg/m3范围内波动。
由此可见垃圾随着进入不同的填埋阶段，密度也是随着变化，而变化的趋势也可认定为随着时间的推移而密度逐渐增大，这也正是沉降过程的一种体现。
3.2 含水率和含水量
垃圾含水率的测定是将垃圾样品烘干后与烘干前的差值和烘干前垃圾样品重量的比值。生活垃圾含水率与下列因素有关：垃圾的原始成分、气候条件、填埋场的作业方式等。
根据理论分析垃圾内的含水量一部分由于热量的原因蒸发、一部分存留在垃圾本体中还有一部分渗漏至下层垃圾中经过时间的推移渗漏至最底层由渗沥液导排管导出处理后外排。但这三个水量的去向分配比例是无法准确检测到的，所以从主沉降的角度分析，含水率对沉降的影响主要是垃圾经过压实后溢出水量的变化，也就是说含水率不同的垃圾经过压实后的沉降量将会有明显的不同，这也是垃圾填埋阶段和第一阶段垃圾沉降量明显的主要原因之一。从次沉降的角度分析主要是厌氧过程产生的水也就是垃圾本体的含水和向下渗漏水量的积存，即水头的高度，以老虎冲垃圾场为例；根据老虎冲垃圾场的运行数据每天约为2000吨垃圾的填埋量和污水处理规模230吨/日及垃圾含水率的综合分析，课题组认为填埋堆体内部和下部应含有大量的水，而这部分的水势必加高填埋的高度，并使水头高度附近的垃圾含水达到饱和，使得垃圾空隙内充满渗沥液，大大地降低了该层垃圾的压缩程度。如果将这部分水抽出，虽然水量和降低高度无法确定但是将有一定量的沉降，也就是说堆体内含水率影响了沉降的数值。
3.3 有机质含量
有机质的含量也分为两部分分析，一部分为主沉降部分易降解的，如水果蔬菜等；另一部分主要是在次沉降部分降解的有机质，即刨除第一部分降解的有机质以外，那些需要较长时间才会降解的有机质含量，如纸杯、织物等。
主沉降阶段的有机质是具备快速降解的特点，无论这种消耗的过程是好氧反应还是初期的厌氧反应，在主沉降的过程中一定会发生的易分解有机质的快速消耗过程，从而达到体积的减小，即体现在沉降量的增加上。而次沉降部分则是在缓慢的厌氧过程中逐渐降解，从而达到体积的减小增大沉降量的效果。对于垃圾场中的有机质降解所属阶段无法准确的定义或区分，而在实验室中又无法完美的模拟填埋场现场条件，所以只是在理论上做以分析，但是可以肯定的是有机质的含量贯穿着垃圾从填埋初始到最后稳定的全过程，例如同等条件下垃圾堆体沉降，有机质含量高的堆体一定比有机质含量低的堆体沉降量大。
3.4 外界气候条件
外界气候条件对堆体沉降的主要影响有两点：一点是降水，另一点是温度。
首先是降水，无论是下雨、下雪还是冰雹、霜降等天气条件，只要是增加水分的天气都会增加垃圾的含水率和含水量，这两点的影响已在3.2介绍，在这里就不另行描述了。
其次是温度，温度一般不会对次沉降部分有什么直接影响，因为次沉降部分基本为填埋多时的区域，这部分区域不是已被上层垃圾层覆盖就是已经封场被黄土覆盖，这都是很好的保温层，并且厌氧过程也会释放一部分热量，所以说外界温度对垃圾堆体内的影响应该说是很小并不足以影响到厌氧消化的过程。温度真正会影响到的是主沉降部分的有机质降解，有机质对主沉降的影响即可简单的理解为，较高温会使一些易降解的有机质（水果蔬菜）加速分解并且可以增大表面的水份蒸发量，减少进入垃圾堆体内的水量，这些都是有利于堆体沉降的条件。
3.5 垃圾堆体高度
垃圾堆体高度主要是由于垃圾自身的重量而对下层垃圾起到的一种压缩作用。垃圾堆体越高那越上层的垃圾重力势能也就越大，对下层垃圾的压力也就越大，可以加速垃圾空隙之间的填充，迫使气体溢出，已达到减小体积增加沉降量的效果。
另外，堆体的高度也代表着垃圾总量的多少，也就可以认为有机质含量的多少，如果堆体高度很高，那有机质含量也就会随之增多，那么堆体的沉降量也就会变大。
结论：
生活垃圾堆体的沉降是一个复杂而又漫长的过程，影响沉降的因素是多种多样，并且随着的推移这些因素对沉降的影响程度也在逐渐变化。本文将沈阳市垃圾场的现状调查资料结合沉降的理论，总结提出沈阳市垃圾填埋场堆体沉降的主要影响因素，为以后详细量化研究沈阳市垃圾场沉降指明了方向。
参考文献
1. 孔宪京.孙秀丽. 城市固体废物沉降模型研究现状及其发展. 大连理工大学学报 2006.7第46卷第4期
2. 张莲. 何品晶. 瞿贤. 邵立明. 城市生活垃圾填埋场沉降模型比较. 环境卫生工程 2006.12第14卷第6期
3. 刘疆鹰.徐迪民.赵由才.李国建.陈绍伟.黄仁华. 城市垃圾填埋场的沉降研究. 土壤与环境 2002.11（20）111~115
4. 谢焰.陈云敏.柯瀚. 考虑降解和分级堆填的填埋场一维沉降计算. 水文地质工程地质 2008年第1期