李 揚(yáng) 譚全銀 董慶銀 劉麗麗 李金惠

(清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084)

城市群是踐行新型城鎮(zhèn)化的主體形態(tài)[1-3]，也是我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要舉措之一[4-5]。隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的不斷深入，逐步形成了西北最具代表性的城市群，即蘭州-西寧城市群(簡(jiǎn)稱蘭西城市群)[6]，已成為我國(guó)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶上的重要節(jié)點(diǎn)[7-8]。西寧是蘭西城市群的中心之一，快速的城市建設(shè)在帶動(dòng)城市產(chǎn)業(yè)不斷升級(jí)的同時(shí)[9-10]，也帶來(lái)了城市生活垃圾激增的問(wèn)題[11-12]，給城市發(fā)展帶來(lái)了巨大的環(huán)境壓力[13],[14]79,[15]，因此城市生活垃圾成為了西寧城市管理不容忽視的問(wèn)題[16-17]。在預(yù)測(cè)西寧生活垃圾清運(yùn)量和調(diào)查其生活垃圾回收現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)西寧生活垃圾產(chǎn)生量，并結(jié)合西寧生活垃圾管理政策實(shí)際，分析生活垃圾的管理成效與可行方案，為未來(lái)西寧生活垃圾管理和規(guī)劃提供依據(jù)。

1 西寧經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況

西寧經(jīng)濟(jì)從2000年開(kāi)始快速增長(zhǎng)，在2014年之前，平均每年的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度為19.01%。隨著國(guó)家環(huán)境管理政策的趨嚴(yán)，西寧的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度開(kāi)始減緩[14]80。西寧下轄城東、城中、城西、城北4個(gè)區(qū)和大通、湟中、湟源3個(gè)縣。表1為2017年西寧下轄區(qū)縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。西寧4區(qū)的GDP相近，且4區(qū)GDP占西寧GDP總量的75.93%。

2 西寧生活垃圾清運(yùn)量及預(yù)測(cè)

2.1 預(yù)測(cè)模型

西寧生活垃圾清運(yùn)量及其他相關(guān)的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)充足，可以用回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。一方面，利用2008—2017年“西寧統(tǒng)計(jì)年鑒”中的生活垃圾清運(yùn)量現(xiàn)狀數(shù)據(jù),采用一元線性回歸模型對(duì)西寧未來(lái)生活垃圾清運(yùn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果如式(1)所示，相關(guān)系數(shù)(R2)為0.90。另一方面，同樣利用2008—2017年“西寧統(tǒng)計(jì)年鑒”中常住人口、GDP、居民人均消費(fèi)支出、市政道路清掃面積4個(gè)與生活垃圾清運(yùn)量緊密相關(guān)的因素[18-22],采用多元線性回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，上述4個(gè)因素與生活垃圾清運(yùn)量的R2分別達(dá)到0.91、0.88、0.96、0.91，結(jié)果如式(2)所示，R2達(dá)到0.98，F(xiàn)檢驗(yàn)得到顯著性統(tǒng)計(jì)量為0.000 18，小于0.05水平。兩種回歸模型預(yù)測(cè)可以進(jìn)行相互印證。

表1 2017年西寧下轄區(qū)縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

表2 一元線性回歸模型計(jì)算值與實(shí)際值比較

表3 多元線性回歸模型計(jì)算值與實(shí)際值比較

y=6.10x-12 184.21

(1)

y=9.90-0.12x1-0.03x2-0.06x3+0.01x4

(2)

式中：y為生活垃圾清運(yùn)量，萬(wàn)t；x為年份；x1為常住人口，萬(wàn)人；x2為GDP，億元；x3為市政道路清掃面積，萬(wàn)m2；x4為居民人均消費(fèi)支出，元。

表2對(duì)一元線性回歸模型計(jì)算得到的2007—2016年西寧生活垃圾清運(yùn)量與實(shí)際進(jìn)行了對(duì)比，除2014年相對(duì)誤差為15.60%外，其余年份的相對(duì)誤差絕對(duì)值均小于10.00%，模型可靠。

表3對(duì)多元線性回歸模型計(jì)算得到的2007—2016年西寧生活垃圾清運(yùn)量與實(shí)際進(jìn)行了對(duì)比，相對(duì)誤差為-6.07%～6.12%，絕對(duì)值均小于10.00%，模型可靠。

常住人口、GDP、市政道路清掃面積和居民人均消費(fèi)支出也用2007—2016年的數(shù)據(jù)采用一元線性回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果見(jiàn)式(3)至式(6)，R2分別為0.99、0.99、0.97、0.90。

x1=1.92x-3 640.54

(3)

x2=101.28x-202 934.88

(4)

x3=76.66x-152 855.11

(5)

x4=1 563.70x-3 132 624.69

(6)

2.2 清運(yùn)量預(yù)測(cè)結(jié)果

利用已建的一元和多元線性回歸模型預(yù)測(cè)未來(lái)西寧的生活垃圾清運(yùn)量，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn)，兩種模型預(yù)測(cè)的結(jié)果極為相近，因此取兩種模型預(yù)測(cè)值的平均值作為西寧生活垃圾清運(yùn)量的未來(lái)預(yù)測(cè)值。2020—2035年，西寧的生活垃圾清運(yùn)量雖然仍逐年增長(zhǎng)，但年增長(zhǎng)率逐年降低。

3 西寧生活垃圾回收現(xiàn)狀

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，西寧生活垃圾資源化回收狀況較好，主要采用兩級(jí)資源化分揀。一級(jí)分揀是指生活垃圾出戶后被拾荒者、廢品回收者分揀；二級(jí)分揀是指生活垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)前的分揀。

3.1 一級(jí)分揀量現(xiàn)狀

為估算西寧生活垃圾一級(jí)分揀量，先作3條假設(shè)：(1)西寧4區(qū)3縣出戶生活垃圾中可回收垃圾的比例相似；(2)西寧4區(qū)3縣的一級(jí)分揀能力相近；(3)西寧4區(qū)3縣的生活垃圾一級(jí)分揀量與人均GDP成正比。因此，具體調(diào)研了城中的一級(jí)分揀情況。

表4 兩種模型預(yù)測(cè)結(jié)果比較

表5 西寧生活垃圾一級(jí)分揀量現(xiàn)狀

對(duì)西寧城中13個(gè)不同回收站點(diǎn)進(jìn)行了為期3 d的調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1個(gè)回收站點(diǎn)1天的金屬分揀量平均為7.0 t，紙類為1.5 t，塑料為0.4 t。根據(jù)西寧城中區(qū)發(fā)展改革和經(jīng)濟(jì)商務(wù)局提供的信息，城中大約有35家回收站點(diǎn)。由此推算，城中1年金屬一級(jí)分揀量約89 425.0 t，紙類約19 162.5 t，塑料約5 110.0 t。以城中的1年生活垃圾一級(jí)分揀量為參考，西寧不同區(qū)縣目前1年的生活垃圾一級(jí)分揀量計(jì)算結(jié)果如表5所示。由此可以得到，西寧1年的生活垃圾一級(jí)分揀總量約為61.32萬(wàn)t，其中紙類10.33萬(wàn)t，塑料2.76萬(wàn)t，金屬48.23萬(wàn)t。

3.2 二級(jí)分揀量現(xiàn)狀

劉家溝填埋場(chǎng)和尹家溝填埋場(chǎng)是西寧主要的生活垃圾末端處置場(chǎng)地，處理量占西寧的70%以上。因此，調(diào)研這兩家填埋場(chǎng)的的二級(jí)分揀量現(xiàn)狀基本可以得到西寧的生活垃圾二級(jí)分揀量現(xiàn)狀。表6為調(diào)研得到的2018年西寧生活垃圾二級(jí)分揀量現(xiàn)狀。

表6 西寧生活垃圾二級(jí)分揀量現(xiàn)狀

3.3 生活垃圾物料流向

為研究西寧生活垃圾的物料流向，需要西寧生活垃圾分揀量、填埋量及垃圾填埋場(chǎng)組分等全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，其中分揀量已計(jì)算得到，填埋信息在西寧市城市管理局的協(xié)助下獲得，但西寧垃圾填埋場(chǎng)的組分?jǐn)?shù)據(jù)缺失。蘭州是蘭西城市群的另一中心，與西寧相距僅220 km，兩座城市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、自然地理環(huán)境、居民民族文化等方面均十分接近[23-25]，故選擇蘭州垃圾填埋場(chǎng)的生活垃圾平均組分?jǐn)?shù)據(jù)[26-27]近似代替西寧的垃圾填埋場(chǎng)組分?jǐn)?shù)據(jù)。由此得到，西寧的生活垃圾物料流向如圖1所示。西寧的生活垃圾一級(jí)分揀率為35.11%，二次分揀率為0.18%，填埋率為64.71%。

4 西寧生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)

生活垃圾清運(yùn)量是指生活垃圾產(chǎn)生量減去一級(jí)分揀量后的剩余量。根據(jù)表4的西寧生活垃圾清運(yùn)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和圖1中的一級(jí)分揀率預(yù)測(cè)西寧未來(lái)的生活垃圾產(chǎn)生量，結(jié)果如表7所示。由表7可見(jiàn)，西寧未來(lái)的生活垃圾產(chǎn)生量將保持減速增長(zhǎng)趨勢(shì)，2025年西寧生活垃圾產(chǎn)生量將達(dá)到240.33萬(wàn)t，2035年將達(dá)到334.04萬(wàn)t，平均年增長(zhǎng)率為3.71%。

在預(yù)測(cè)西寧生活垃圾產(chǎn)生量的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)西寧生活垃圾人均日產(chǎn)生量變化。預(yù)測(cè)結(jié)果如圖2所示。在不計(jì)算分揀率的條件下，2020、2025、2030、2035年的人均日產(chǎn)生量分別為2.22、2.65、3.05、3.42 kg/(人·d)；在計(jì)算分揀率的條件下，2020、2025、2030、2035年的人均日產(chǎn)生量分別為1.44、1.72、1.97、2.21 kg/(人·d)。

圖1 西寧生活垃圾物料流向圖Fig.1 The diagram of municipal solid waste flow in Xining

表7 西寧生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)結(jié)果

圖2 西寧生活垃圾人均日產(chǎn)生量預(yù)測(cè)Fig.2 The prediction of the per capita daily output of municipal solid waste in Xining

5 總 結(jié)

(1) 西寧未來(lái)生活垃圾清運(yùn)量和產(chǎn)生量均呈減速增長(zhǎng)，2025年西寧生活垃圾產(chǎn)生量將達(dá)到240.33萬(wàn)t，2035年將達(dá)到334.04萬(wàn)t，平均年增長(zhǎng)率為3.71%。

(2) 在計(jì)算分揀率的條件下，2035年西寧生活垃圾人均日產(chǎn)生量將為2.21 kg/(人·d)。

(3) 西寧生活垃圾資源化回收主要采用兩級(jí)資源化分揀，一級(jí)分揀率達(dá)到35.11%，二級(jí)分揀率為0.18%，填埋率為64.71%。

(4) 為減小生活垃圾的末端處置壓力，提高資源化回收率，西寧應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)一級(jí)分揀能力，加大對(duì)紙類和塑料的回收力度；在末端處置上，建議規(guī)劃考慮建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施。