非正規建筑垃圾場地空間布局特征研究以北京市昌平區為例

　　摘要：隨著城市化進程中的建筑垃圾隨意堆積或填埋，使得大量非正規建筑垃圾堆積場出現，“無廢城市”建設困難，“垃圾圍城”現象已成為當前社會的真實寫照。因此，研究建筑垃圾的空間布局現狀與對策對于我國建筑垃圾空間布局優化發展是十分重要的。文章以北京市昌平區為例，基于谷歌地球與GIS軟件識別非正規建筑垃圾堆放場地的個數、地理位置、面積以及與居民點和河流的距離等信息，進而得出垃圾分布的一般信息。通過對這些信息的點位、分布及高程等空間布局特征的分析，進而厘清非正規垃圾場空間布局問題，提出政策建議，以期政府及相關部門能夠提高建筑垃圾的管理能力，降低“垃圾圍城”風險。

　　關鍵詞：非正規建筑垃圾場;空間布局;昌平區;影像解譯;GIS

　　引言伴隨著城市建設的不斷加快，大量建設與拆除工程不斷推進，這些活動帶來的結果是建筑垃圾產生量高速增長，占城市垃圾總量的40%以上[1]。據統計，每萬的建筑施工工程，整個建設過程中建筑垃圾就會產生500~600t，而中國每年大于10億的工程不計其數，每年產生的建筑垃圾大約15.5億噸[2]。

　　然而，建筑垃圾的處理仍以隨地堆放或填埋為主，導致大批非正規建筑垃圾處理場出現，這也使得資源浪費問題、環境污染問題、居民健康問題日益凸顯[3]，成為“無廢城市”建設難點，“垃圾圍城”現象日益嚴重。正是由于這些建筑垃圾堆積場呈現出分布范圍廣，且堆放點逐年變化的特點，使得如果采用傳統的實地考察，人力測算垃圾場地分布，成本極高，且效率低下，特別是非正規垃圾場的分布與治理問題引起了人們廣泛關注。

　　首先，垃圾填埋雖然已成為解決垃圾圍城困擾的主要方式，“黑天鵝”變成“白天鵝”，但技術差、污染問題依然存在。其次，非正規建筑垃圾場空間分布廣、識別難等問題的出現，導致相關監管部門治理難度增大。那么，針對我國非正規建筑垃圾場址的統計以及空間分布研究，是目前解決我國建筑垃圾資源化管理的前提和重點。

　　現階段對非正規建筑垃圾堆放場地監測與測算統計主要有人工方式[6]和現代信息技術。其中傳統人工監測與測算成本較高，而現代信息技術遙感(RemoteSensing，RS)和地理信息系統(GeographicInformationSystem，GIS)則能夠快速、準確、動態地收集大量的地理環境信息，實現數據動態追蹤，同時在計算機技術的支撐下，實現對地理數據的采集、儲存、管理、運算、分析、顯示，快速實現非正規建筑垃圾場的面積統計。目前基于RS和GIS的非正規垃圾堆放場地治理研究主要集中在非正規垃圾填埋場監測與位置識別、生活垃圾線路優化、垃圾處理場選址、垃圾流向預測等領域。

　　如趙敬等[7]提出將遙感影像應用在垃圾定位及處理中，通過遙感影像上目標地物信息的色彩、大小、形狀、紋理、圖型等特征，對建筑垃圾點進行準確定位;王桂琴等[8]運用最短路徑搜索法和GIS中網絡分析工具，探索生活垃圾運輸最優路徑，提高了城市生活垃圾的收運效率、減少運輸過程中環境污染;陳寰等[9]提出利用GIS的空間分析功能，根據選定的評價因子分析確定最佳選址區域;王寧等[10]將“BIM+GIS”技術引入建筑垃圾管理過程中，提出建筑垃圾實時監測與智能管控平臺。國外學者Seror,N等提出利用GIS的地理統計功能對以色列海法地區潛在的非法垃圾傾倒風險升高區域進行識別與分析[11];Madi,N等提出利用IS來管理和回收建筑垃圾，具體估算建筑垃圾的數量，確定回收垃圾設施合適土地的位置，并對回收進行經濟評估[12]。

　　總結既有研究發現，學術界缺乏對建筑垃圾管理實證，以及對非正規建筑垃圾場地分布的有效識別與空間分析研究，這嚴重影響人們對非正規垃圾場分布與管理的認識。在此基礎上，本文以北京市昌平區為例，利用多維空間數據軟件——“谷歌地球”(GoogleEarth，GE)與GIS實現對建筑垃圾堆積點的位置、數量、面積、類型等的識別;其次，對所獲取的數據進行空間分析，同時結合非正規垃圾分布特點分析垃圾成因;第三，結合數據定量分析，統計出堆積點的數量、密度、面積規模、環境影響等定量特征;第四，結合分析結果揭示非正規建筑垃圾場的現狀及空間分布所面臨的問題，并適當提出一些政策建議，以期為政府及相關部門提供參考。

　　2數據與方法

　　2.1數據獲取

　　選取北京市昌平區作為研究區域，通過前期閱讀大量文獻，利用獲取GE影像非正規建筑垃圾場的識別方法——目視解譯法，即根據非正規建筑垃圾場GE影像解譯標志識別垃圾場[7]。研究利用GE軟件選取北京市昌平區的遙感影像圖，依靠GE歷史影像功能和目視解譯法，標記非正規建筑垃圾堆放場地，并以KML文件格式導出非正規建筑垃圾堆放場地位置作為數據源導入ArcGIS軟件，以確定研究區域內建筑垃圾堆放場地位置以及場地面積，進而對所得信息進行分析。

　　考慮到分析結果的現實意義，本次識別的非正規建筑垃圾堆放場地包括拆遷后建筑垃圾未清理的場地，同時對垃圾場的直徑大小不設要求。根據目視解譯法原理以及GE影像解譯標志，識別北京市昌平區范圍內非正規建筑垃圾堆放場地，從顏色、形狀、紋理、位置布局以及歷史演變影像等方面出發。就顏色而言，影像是彩色的，不同的物體會呈現出不同的顏色，人的肉眼可以很容易區分不同地物。例如建筑垃圾的主要組成成分包含混凝土和紅磚。

　　形狀代表了一個物體的外形和結構，地物都有各自的形狀，人造地物從影像中表現出規則的幾何形狀和清晰的邊界，自然地物則表現為不規則幾何形狀和不清晰的邊界。非正規建筑垃圾場多為不規則形狀，有條狀、發射狀，且與周圍地物沒有清晰邊界。多處建筑垃圾堆被植被環繞，呈現出多個連續間隔的圓狀垃圾堆，其他由于被植被覆蓋呈現出雜亂不規則的形狀。

　　地理位置是指地物的環境位置，環境位置在影像上代表著地物與其他地物間的空間位置關系，且地物與其周圍的地物之間會有著聯系。由于建筑垃圾堆積點的存在與城市的多種因素相關，并受到其制約，因此堆積點位置也是判斷是否為建筑垃圾場的重要特點。正規的建筑垃圾堆放場地會分布在遠離居民區和河流，有公路通往此處，且周邊會有流動的運送車輛等區域，而非正規建筑垃圾場一般多分布在拆遷地區周圍。由于城鎮大面積拆遷，大量建筑垃圾一時間不知運往何處，大多會在原地堆積，或者被運往山澗或者偏僻地區隨意堆放，有些甚至傾倒在河邊。

　　2.2研究方法

　　由于GE影像所采集的文件不能滿足GIS建模需求，因此將數據源導入ArcGIS軟件中進行處理。首先是對數據源進行格式轉換，需要將KML格式轉換成shapefile格式。此外，為了不同的空間位置數據源實現空間配準，且能對非正規建筑垃圾堆放場地多邊形進行面積計算，因此需進行坐標投影變換。

　　其次，數據預處理后，利用ArcGIS的顯示、運算和分析功能對數據進行建筑垃圾場位置、密度、面積等方面的分析，并提取每個區域非正規建筑垃圾堆放場地特征的屬性指標，包括建筑垃圾場地數量及密度、建筑垃圾場地面積分級、距居民點距離、距河流距離等。最后，對北京市昌平區非正規建筑垃圾堆積點的數量、密度、面積規模等進行定量統計，分析各個非正規建筑垃圾堆積點的空間位置特征、垃圾點成因及其環境影響，以達到對非正規垃圾場空間特征分析的目的。

　　3非正規建筑垃圾填埋場空間布局分析

　　3.1研究區概況昌平區位于北京市西北部，太行山脈與燕山山脈交匯處(東經115°50′17″—116°29′49″、北緯40°′18″—40°23′13″)，面積1352km。該區域內地勢由西北向東南逐漸形成一個緩坡傾斜地帶。西部、北部為山區，海拔在400~800米;東部、南部為平原地區，平原高度在30~100米。昌平區作為首都北京的后花園，近年來，經濟發展迅速，城鎮改造面積迅速擴大，而改造過程中產生的建筑垃圾量與日俱增。

　　4結論與對策建議

　　4.1研究結論

　　本文以北京市昌平區為例，提出基于GIS的非建筑垃圾填埋場的地理空間分布空間特征及其存在的問題進行分析，結論如下：

　　(1)從建筑垃圾場地空間點位分析來看，昌平區非正規垃圾場大多集中在區域中部，并呈現出數量多、密度大等特征。場地數量分析呈現各地區建筑垃圾場地數量分布不均，且差異較大，場地密度分布結果與垃圾場地數量分析較一致，生產、人口密度、拆遷改造等都對空間分布有著重要影響。

　　(2)昌平區建筑垃圾場地總面積來看，主要分布在昌平區東南區域，且各鎮(街道)之間存在較大差異，其中白善鎮面積分布密度最高，所識別出的建筑垃圾場地規模也呈現出不同態勢，多分布在建筑設施、拆遷區域周圍。其中，舊城改造、垃圾收集處理機制等對建筑垃圾堆放都產生了重要影響。另外，建筑垃圾堆放與居民點距離、河流分布等高度相關，距居民點500米范圍內垃圾場占總量的89%，距離河流1500米范圍內垃圾場分布64.85%，可以看出建筑垃圾堆放對環境造成的污染風險程度較高。

　　(3)從高程分布上來看，建筑垃圾場呈現出以中部以南、東南部密集分布趨勢，其中，以舊城拆遷區域分布較為明顯，且點位密集，同時，大多數垃圾場地堆放主要在平原地區，山地分布較少，空間集聚趨勢明顯，逐漸向中南部平緩區域集中。

　　4.2政策建議

　　基于以上研究結論，本文對非正規建筑垃圾場空間分布提出如下政策建議：

　　(1)建筑垃圾源頭減量化。建筑垃圾主要來源于施工剩余材料與舊建筑拆除。改善施工現場的管理和改進施工工藝是控制施工剩余材料源頭的必要措施。首先國家要加強對施工企業的監督;其次，重視施工技術的改進，國家和建筑施工企業要加大投入，立項開展建筑施工工藝的研究。控制舊建筑拆除的源頭，則必須從制度上約束企業無限制的拆遷。首先國家應對不同類型建筑拆遷后產生的垃圾開展調查，確定垃圾產出量，以此為依據制定建筑垃圾產出標準，再根據產出標準制定處罰制度，以此來約束企業的無限制拆遷。

　　(2)政府出臺政策，實行高效指導管理適當提高建筑垃圾處理費用。由于處理場大多設在郊區，距離建筑垃圾產生點較遠，而目前給予運輸公司的運輸費用較低，運輸公司獲利較少，導致建筑垃圾隨意傾倒堆積現象嚴重，非正規建筑垃圾堆積場地數量多、密度大、范圍廣;建筑垃圾處理場收取的費用也較低，難以滿足日常運作。建議政府出臺相關政策，一為明確建筑垃圾運輸費用的下限值，提高上限值;二為提高建筑垃圾場垃圾處理費用。

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　　(3)增加參與管理成員，培養大眾監督意識建筑垃圾處理作為一項公共服務，政府主導但不等于政府包辦，所以增加建筑垃圾全過程管理的參與主體是很重要的。政府需與群眾、專家學者、非政府環境保護組織、新聞媒體等主體合作，一起監督，一起管理，發揮組織與個人的力量。在增加主體政策開展前，首先必須通過宣傳教育，培養大眾的共同監督意識，培養各個主體的社會責任感，增強與政府合作的積極性。

　　參考文獻

　　[1]周文娟陳家瓏路宏波我國建筑垃圾資源化現狀及對策[J].建筑技術,2009,40(8):741744.

　　[2]國家發展改革委中國資源綜合利用年度報告[J].中國經貿導刊,2014,7(30):4956.

　　[3]丁志坤伊桂珍黃騰躍建筑廢棄物減量化管理環境效益評估模型研究[J].防災減災工程學報,2016,36(1):99106.

　　[4]李熠蘢淺析城鎮化背景下建筑垃圾對于環境的污染危害及管理措施[J].綠色環保建材,2018(3):1920.

　　[5]王建飛紀華非正規垃圾填埋場地下水污染風險評價分級方法研究[J].工程勘察,2010(S1):791796.

　　作者：劉欣，王君燕

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