非正规建筑垃圾场地空间布局特征研究以北京市昌平区为例

　　摘要：随着城市化进程中的建筑垃圾随意堆积或填埋，使得大量非正规建筑垃圾堆积场出现，“无废城市”建设困难，“垃圾围城”现象已成为当前社会的真实写照。因此，研究建筑垃圾的空间布局现状与对策对于我国建筑垃圾空间布局优化发展是十分重要的。文章以北京市昌平区为例，基于谷歌地球与GIS软件识别非正规建筑垃圾堆放场地的个数、地理位置、面积以及与居民点和河流的距离等信息，进而得出垃圾分布的一般信息。通过对这些信息的点位、分布及高程等空间布局特征的分析，进而厘清非正规垃圾场空间布局问题，提出政策建议，以期政府及相关部门能够提高建筑垃圾的管理能力，降低“垃圾围城”风险。

　　关键词：非正规建筑垃圾场;空间布局;昌平区;影像解译;GIS

　　引言伴随着城市建设的不断加快，大量建设与拆除工程不断推进，这些活动带来的结果是建筑垃圾产生量高速增长，占城市垃圾总量的40%以上[1]。据统计，每万的建筑施工工程，整个建设过程中建筑垃圾就会产生500~600t，而中国每年大于10亿的工程不计其数，每年产生的建筑垃圾大约15.5亿吨[2]。

　　然而，建筑垃圾的处理仍以随地堆放或填埋为主，导致大批非正规建筑垃圾处理场出现，这也使得资源浪费问题、环境污染问题、居民健康问题日益凸显[3]，成为“无废城市”建设难点，“垃圾围城”现象日益严重。正是由于这些建筑垃圾堆积场呈现出分布范围广，且堆放点逐年变化的特点，使得如果采用传统的实地考察，人力测算垃圾场地分布，成本极高，且效率低下，特别是非正规垃圾场的分布与治理问题引起了人们广泛关注。

　　首先，垃圾填埋虽然已成为解决垃圾围城困扰的主要方式，“黑天鹅”变成“白天鹅”，但技术差、污染问题依然存在。其次，非正规建筑垃圾场空间分布广、识别难等问题的出现，导致相关监管部门治理难度增大。那么，针对我国非正规建筑垃圾场址的统计以及空间分布研究，是目前解决我国建筑垃圾资源化管理的前提和重点。

　　现阶段对非正规建筑垃圾堆放场地监测与测算统计主要有人工方式[6]和现代信息技术。其中传统人工监测与测算成本较高，而现代信息技术遥感(RemoteSensing，RS)和地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)则能够快速、准确、动态地收集大量的地理环境信息，实现数据动态追踪，同时在计算机技术的支撑下，实现对地理数据的采集、储存、管理、运算、分析、显示，快速实现非正规建筑垃圾场的面积统计。目前基于RS和GIS的非正规垃圾堆放场地治理研究主要集中在非正规垃圾填埋场监测与位置识别、生活垃圾线路优化、垃圾处理场选址、垃圾流向预测等领域。

　　如赵敬等[7]提出将遥感影像应用在垃圾定位及处理中，通过遥感影像上目标地物信息的色彩、大小、形状、纹理、图型等特征，对建筑垃圾点进行准确定位;王桂琴等[8]运用最短路径搜索法和GIS中网络分析工具，探索生活垃圾运输最优路径，提高了城市生活垃圾的收运效率、减少运输过程中环境污染;陈寰等[9]提出利用GIS的空间分析功能，根据选定的评价因子分析确定最佳选址区域;王宁等[10]将“BIM+GIS”技术引入建筑垃圾管理过程中，提出建筑垃圾实时监测与智能管控平台。国外学者Seror,N等提出利用GIS的地理统计功能对以色列海法地区潜在的非法垃圾倾倒风险升高区域进行识别与分析[11];Madi,N等提出利用IS来管理和回收建筑垃圾，具体估算建筑垃圾的数量，确定回收垃圾设施合适土地的位置，并对回收进行经济评估[12]。

　　总结既有研究发现，学术界缺乏对建筑垃圾管理实证，以及对非正规建筑垃圾场地分布的有效识别与空间分析研究，这严重影响人们对非正规垃圾场分布与管理的认识。在此基础上，本文以北京市昌平区为例，利用多维空间数据软件——“谷歌地球”(GoogleEarth，GE)与GIS实现对建筑垃圾堆积点的位置、数量、面积、类型等的识别;其次，对所获取的数据进行空间分析，同时结合非正规垃圾分布特点分析垃圾成因;第三，结合数据定量分析，统计出堆积点的数量、密度、面积规模、环境影响等定量特征;第四，结合分析结果揭示非正规建筑垃圾场的现状及空间分布所面临的问题，并适当提出一些政策建议，以期为政府及相关部门提供参考。

　　2数据与方法

　　2.1数据获取

　　选取北京市昌平区作为研究区域，通过前期阅读大量文献，利用获取GE影像非正规建筑垃圾场的识别方法——目视解译法，即根据非正规建筑垃圾场GE影像解译标志识别垃圾场[7]。研究利用GE软件选取北京市昌平区的遥感影像图，依靠GE历史影像功能和目视解译法，标记非正规建筑垃圾堆放场地，并以KML文件格式导出非正规建筑垃圾堆放场地位置作为数据源导入ArcGIS软件，以确定研究区域内建筑垃圾堆放场地位置以及场地面积，进而对所得信息进行分析。

　　考虑到分析结果的现实意义，本次识别的非正规建筑垃圾堆放场地包括拆迁后建筑垃圾未清理的场地，同时对垃圾场的直径大小不设要求。根据目视解译法原理以及GE影像解译标志，识别北京市昌平区范围内非正规建筑垃圾堆放场地，从颜色、形状、纹理、位置布局以及历史演变影像等方面出发。就颜色而言，影像是彩色的，不同的物体会呈现出不同的颜色，人的肉眼可以很容易区分不同地物。例如建筑垃圾的主要组成成分包含混凝土和红砖。

　　形状代表了一个物体的外形和结构，地物都有各自的形状，人造地物从影像中表现出规则的几何形状和清晰的边界，自然地物则表现为不规则几何形状和不清晰的边界。非正规建筑垃圾场多为不规则形状，有条状、发射状，且与周围地物没有清晰边界。多处建筑垃圾堆被植被环绕，呈现出多个连续间隔的圆状垃圾堆，其他由于被植被覆盖呈现出杂乱不规则的形状。

　　地理位置是指地物的环境位置，环境位置在影像上代表着地物与其他地物间的空间位置关系，且地物与其周围的地物之间会有着联系。由于建筑垃圾堆积点的存在与城市的多种因素相关，并受到其制约，因此堆积点位置也是判断是否为建筑垃圾场的重要特点。正规的建筑垃圾堆放场地会分布在远离居民区和河流，有公路通往此处，且周边会有流动的运送车辆等区域，而非正规建筑垃圾场一般多分布在拆迁地区周围。由于城镇大面积拆迁，大量建筑垃圾一时间不知运往何处，大多会在原地堆积，或者被运往山涧或者偏僻地区随意堆放，有些甚至倾倒在河边。

　　2.2研究方法

　　由于GE影像所采集的文件不能满足GIS建模需求，因此将数据源导入ArcGIS软件中进行处理。首先是对数据源进行格式转换，需要将KML格式转换成shapefile格式。此外，为了不同的空间位置数据源实现空间配准，且能对非正规建筑垃圾堆放场地多边形进行面积计算，因此需进行坐标投影变换。

　　其次，数据预处理后，利用ArcGIS的显示、运算和分析功能对数据进行建筑垃圾场位置、密度、面积等方面的分析，并提取每个区域非正规建筑垃圾堆放场地特征的属性指标，包括建筑垃圾场地数量及密度、建筑垃圾场地面积分级、距居民点距离、距河流距离等。最后，对北京市昌平区非正规建筑垃圾堆积点的数量、密度、面积规模等进行定量统计，分析各个非正规建筑垃圾堆积点的空间位置特征、垃圾点成因及其环境影响，以达到对非正规垃圾场空间特征分析的目的。

　　3非正规建筑垃圾填埋场空间布局分析

　　3.1研究区概况昌平区位于北京市西北部，太行山脉与燕山山脉交汇处(东经115°50′17″—116°29′49″、北纬40°′18″—40°23′13″)，面积1352km。该区域内地势由西北向东南逐渐形成一个缓坡倾斜地带。西部、北部为山区，海拔在400~800米;东部、南部为平原地区，平原高度在30~100米。昌平区作为首都北京的后花园，近年来，经济发展迅速，城镇改造面积迅速扩大，而改造过程中产生的建筑垃圾量与日俱增。

　　4结论与对策建议

　　4.1研究结论

　　本文以北京市昌平区为例，提出基于GIS的非建筑垃圾填埋场的地理空间分布空间特征及其存在的问题进行分析，结论如下：

　　(1)从建筑垃圾场地空间点位分析来看，昌平区非正规垃圾场大多集中在区域中部，并呈现出数量多、密度大等特征。场地数量分析呈现各地区建筑垃圾场地数量分布不均，且差异较大，场地密度分布结果与垃圾场地数量分析较一致，生产、人口密度、拆迁改造等都对空间分布有着重要影响。

　　(2)昌平区建筑垃圾场地总面积来看，主要分布在昌平区东南区域，且各镇(街道)之间存在较大差异，其中白善镇面积分布密度最高，所识别出的建筑垃圾场地规模也呈现出不同态势，多分布在建筑设施、拆迁区域周围。其中，旧城改造、垃圾收集处理机制等对建筑垃圾堆放都产生了重要影响。另外，建筑垃圾堆放与居民点距离、河流分布等高度相关，距居民点500米范围内垃圾场占总量的89%，距离河流1500米范围内垃圾场分布64.85%，可以看出建筑垃圾堆放对环境造成的污染风险程度较高。

　　(3)从高程分布上来看，建筑垃圾场呈现出以中部以南、东南部密集分布趋势，其中，以旧城拆迁区域分布较为明显，且点位密集，同时，大多数垃圾场地堆放主要在平原地区，山地分布较少，空间集聚趋势明显，逐渐向中南部平缓区域集中。

　　4.2政策建议

　　基于以上研究结论，本文对非正规建筑垃圾场空间分布提出如下政策建议：

　　(1)建筑垃圾源头减量化。建筑垃圾主要来源于施工剩余材料与旧建筑拆除。改善施工现场的管理和改进施工工艺是控制施工剩余材料源头的必要措施。首先国家要加强对施工企业的监督;其次，重视施工技术的改进，国家和建筑施工企业要加大投入，立项开展建筑施工工艺的研究。控制旧建筑拆除的源头，则必须从制度上约束企业无限制的拆迁。首先国家应对不同类型建筑拆迁后产生的垃圾开展调查，确定垃圾产出量，以此为依据制定建筑垃圾产出标准，再根据产出标准制定处罚制度，以此来约束企业的无限制拆迁。

　　(2)政府出台政策，实行高效指导管理适当提高建筑垃圾处理费用。由于处理场大多设在郊区，距离建筑垃圾产生点较远，而目前给予运输公司的运输费用较低，运输公司获利较少，导致建筑垃圾随意倾倒堆积现象严重，非正规建筑垃圾堆积场地数量多、密度大、范围广;建筑垃圾处理场收取的费用也较低，难以满足日常运作。建议政府出台相关政策，一为明确建筑垃圾运输费用的下限值，提高上限值;二为提高建筑垃圾场垃圾处理费用。

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　　(3)增加参与管理成员，培养大众监督意识建筑垃圾处理作为一项公共服务，政府主导但不等于政府包办，所以增加建筑垃圾全过程管理的参与主体是很重要的。政府需与群众、专家学者、非政府环境保护组织、新闻媒体等主体合作，一起监督，一起管理，发挥组织与个人的力量。在增加主体政策开展前，首先必须通过宣传教育，培养大众的共同监督意识，培养各个主体的社会责任感，增强与政府合作的积极性。

　　参考文献

　　[1]周文娟陈家珑路宏波我国建筑垃圾资源化现状及对策[J].建筑技术,2009,40(8):741744.

　　[2]国家发展改革委中国资源综合利用年度报告[J].中国经贸导刊,2014,7(30):4956.

　　[3]丁志坤伊桂珍黄腾跃建筑废弃物减量化管理环境效益评估模型研究[J].防灾减灾工程学报,2016,36(1):99106.

　　[4]李熠茏浅析城镇化背景下建筑垃圾对于环境的污染危害及管理措施[J].绿色环保建材,2018(3):1920.

　　[5]王建飞纪华非正规垃圾填埋场地下水污染风险评价分级方法研究[J].工程勘察,2010(S1):791796.

　　作者：刘欣，王君燕

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