双衬层填埋场渗漏检测电极铺设方式研究

利用高压直流电法对双衬层填埋场渗漏检测进行了研究.结果表明检测电极的铺设方式以及供电电极和参比电极的位置对漏洞定位有一定影响.在回路电流、检测电极间距、定位算法、介质分布相同的条件下,三角形的检测电极铺设方式比四边形的漏洞定位误差小,且不同点的误差波动小.当参比电极距离漏洞较近时,漏洞定位误差较大;而参比电极与漏洞的距离越大,漏洞定位误差则越小.同时,检测层的电势分布主要是由供电电极和漏洞造成,因此,参比电极的位置既要远离漏洞又要远离供电电极.     

基于分区多点供电的填埋场渗漏实时检测系统研究

针对现有填埋场渗漏检测系统在检测大面积填埋场时存在的检测成本高、电极铺设困难和定位不精确的实际问题,设计了一种新型填埋场实时渗漏检测系统,该系统采用分区检测、多点供电的方式采集检测电极电势,并通过定位算法定位漏洞。该系统在大大降低了大面积填埋场渗漏检测成本的同时,也提高了定位精度。通过在中国环境科学研究院内小型填埋场做模拟实验验证,在膜上供电电流400 mA、膜下电极栅格间距10 m、膜下媒质电阻率50Ω·m的情况下,系统的定位精度可达到20 cm。该系统为垃圾填埋场的科学管理和减少环境污染提供了新的科学技术手段。     

高压直流电法2种双人工合成衬层模拟填埋场渗漏检测的比较

利用高压直流电法对双人工合成衬层间加粘土层和土工导水网2种模拟填埋场渗漏定位进行试验研究.结果表明:对上层膜检测时,第2种模拟填埋场的总回路电阻比第1种的约大15%;对下层膜检测时,第2种模拟填埋场的总回路电阻比第1种的约大20%.利用高压直流电法,2种模拟填埋场都可以较好地进行漏洞定位,在电极间距为1m时,漏洞定位误差不超过10cm.     

便携式渗漏检测装置在填埋场防渗层完整性检测的应用

利用基于双电极法的偶极子检测和基于电极栅格法的区块化检测装置,对重庆某生活垃圾填埋场进行了防渗层高密度聚乙烯(HDPE)膜完整性检测.结果表明:偶极子在漏洞附近时,其周围电势分布会出现正负突变;区块化检测利用网格铺设电极和上位机软件解析可以精确定位漏洞位置.基于高压直流电法的便携式渗漏检测系统,在填埋场铺设防护层的条件下能够有效地检测到直径约1 cm的漏洞,并且能够对漏洞进行精确定位.对 2种不同电学方法的验证表明,电极栅格法比双电极法测量范围大、精度高.      

土工膜渗漏定位方法研究

对偶极子法电极形状和外形尺寸以及其他影响定位的因素进行了深入研究.结果表明:偶极子的检测电压与偶极子的外形尺寸关系不大.偶极子检测电压最大值出现在偶极子中心与漏洞的距离等于偶极子间距的1/2处,并且偶极子的间距越大,检测电压越高.偶极子下沿距离HDPE膜越近,检测电压变化越明显.在多漏洞的情况下,当偶极子的间距小于漏洞间距时,2个漏洞都能被检测出来;当2个漏洞间距小于偶极子间距时,将可能漏检1个漏洞.膜上供电电极的位置对漏洞定位有一定的影响,在测量时应尽可能将供电电极远离测量区.      

深度填埋条件下堆体表面电势分布特征及漏洞定位机理

为研究运行期填埋场深度填埋条件下偶极子渗漏检测和漏洞定位的可行性,通过系统分析运行期填埋场的结构特征和漏洞特征,建立了偶极子检测的概念模型、控制方程和定解条件;基于Comsol Multiphysics高仿真数值模拟软件对上述问题进行有限元求解,并根据现场实测数据对模拟结果进行验证,最后利用该模型讨论了运行期填埋场偶极子漏洞检测和定位的可行性及影响因素.结果表明:数值模型模拟的特征点(极大值点和极小值点)与实际测量点位的y坐标(电势差分值)相对误差最大为24.95%,x坐标(距离)相对误差最大为3.40%,表明模型及其求解方法合理,可用于模拟实际的偶极子检测.在深度填埋(堆体厚度最大15 m)条件下,堆体表面电势差分信号降至mV级别,超出传统铜电极+万用表的检出限.受填埋深度影响,堆体表面电势分布特征与库底电势分布特征差异较大,电势峰值点位置相差达8.0 m,偶极子装置虽可检测出库底漏洞的存在,但是不能准确对其定位(x方向偏移2.0 m,y方向偏移8.0 m).此外,堆体表面的地形起伏会形成伪漏洞信号,干扰漏洞识别;沿测线方向平行移动电极,测线上的漏洞信号也会同时移动,并且关于实际漏洞位置对称.研究显示,在运行期填埋场条件下,传统偶极子漏洞定位方法(即直接根据测线上的异常信号进行漏洞定位)不再适用,但可以通过平行移动地表电极位置,观察地表电极移动过程中疑似漏洞信号的对称中心来进行漏洞定位.      

垃圾填埋场土工膜渗漏电学检测法的研究

在垃圾填埋场中,利用土工膜的电绝缘性来实现其施工验收和填埋垃圾期间的渗漏检测以防止污染地下水.笔者研究了漏洞大小、偶极子的位置、偶极子的电极间距、供电回路电极的位置以及填埋场内物质的电阻等对检测信号强弱的影响,并指出在多洞的情况下,偶极子的电极间距必须小于两漏洞间的距离才可确定定位漏洞.      

电法在垂直柔性防渗帷幕破损检测的应用

为研究垂直柔性防渗帷幕的电学破损检测的可行性,该文通过系统分析垂直防渗帷幕的结构特征和漏洞特征,得出漏洞对其附近介质电势的影响,并分析漏洞检测方法,基于现场实验数据对模拟漏洞和实际漏洞结果进行验证,最后基于验证后的数据结果讨论了电法在垂直柔性防渗帷幕渗漏检测的可行性和影响因素,得出以下主要结论:该电法可以清晰地通过判断数据异常点(极大和极小值点)对漏洞位置进行定位,适用于垂直柔性防渗帷幕HDPE膜铺设过程的完整性检测,文章分析了检测传感器间距、供电电极到HDPE膜的距离、检测传感器到HDPE膜的距离等因素对检测结果的影响,但场地介质不均匀性和地形差异也可能影响检测结果,因此该方法无法完全克服上述不利因素。     

填埋场直流电阻电路模型及分析

为研究垃圾填埋场的导电特性,建立了一种填埋场直流电阻电路模型,并对回路中的各部分电阻进行了分析.结果表明:随着供电电极直径和入土深度的增加,回路电阻减小,而随着供电电极与漏洞之间距离的增大,回路电阻缓慢增加;漏洞电阻由接触电阻和内阻组成,前者远大于后者,对一个半径为1cm的圆形漏洞来说,接触电阻可达1500Ω,而内阻只占到接触电阻的1/10;在供电电极周围浇水可明显降低回路电阻,在场内电极直径为20mm,入土深度为0.4m,电极与漏洞之间距离为20m时,浇水后的回路电阻可减小26.6%.     

卷式活性炭纤维电极电吸附除盐试验研究

自行研发并制作一种新型卷式活性炭纤维电极电吸附除盐装置,采用了单因素试验分析方法,研究了电压、溶液初始浓度、溶液体积、流量和电极板间距对电吸附除盐效果的影响。结果表明:2 V为最佳电压,当溶液初始浓度1 000 u S/cm,溶液体积100 m L,流量10 m L/min,电极板间距1 mm时,电导率去除率达到40%以上,这表明了卷式活性炭纤维电极在电吸附除盐方面良好的应用前景。     

双衬层填埋场电法渗漏检测影响因素分析

双衬层填埋场采用电法进行渗漏检测时,漏洞电流大小、检测电极与防渗层之间的距离、介质的电阻率以及供电电极的位置皆可影响检测效果。分别对以上几个因素进行了仿真分析,结果显示:漏洞电流越大、检测电极距防渗层越近、供电电极与漏洞的水平距离越远,检测效果越好;而渗滤液污染导致的局部土壤电阻率变低,则使检测效果变差。     

土工膜渗漏检测系统研究

土工膜的渗漏检测及补漏处理是填埋场功效保障的重要措施。通过对国外填埋场渗漏检测的多种方法的比较,成功研制了基于高压直流电法的渗漏检测系统。该系统解决了由于填埋场检测面积大所带来的采集数据量大、传输距离远的问题。通过建立合理的地电模型,解决了非均匀介质条件下电势分布问题,进而提高了系统的检测精度。通过杭州的实验检验,结果表明该系统在检测电极间距为4m时,误差超过0.4m的概率低于10%。     

双衬层填埋场层状介质模型的建立

通过对危险废物填埋场结构及电学特性的分析,将双衬层填埋场看作水平方向为无穷大的5层介质空间. 漏洞电流对周围空间电势分布的影响可等效为位于电流流入端的负电流源和位于电流流出端的正电流源对周围空间电势分布的影响. 并且在对主、次防渗层进行检测的同时,对检测层中的电势分布进行了正演解析. 检测层任意一点的感应电势为HDPE膜两侧供电电极产生的感应电势与漏洞电流产生的感应电势的叠加. 试验结果证明,模型的理论值与试验值基本吻合.      

土工膜渗漏检测系统的开发

通过比较国外多种填埋场渗漏检测方法,成功地研制了基于高压直流电法的渗漏检测系统.该系统利用CAN总线技术,解决了由于填埋场检测面积大所带来的采集数据量大、传输距离远的问题;利用低频脉冲供电方式,将正负半周采集的数据相减,大大减小了低频地电噪声的影响;通过建立合理的地电模型,解决了非均匀介质条件下的电势分布问题,进而提高了系统的检测精度.通过实践检验,表明该系统在检测电极间距为4 m时,误差超过0.4 m的概率低于10%.      

基于Elman神经网络的流体管道泄漏点检测定位

目的通过Elman神经网络预测对泄漏点进行过检测定位。方法基于流体压力波的负压波法及反馈型Elman神经网络方法,开展水力输运管道的泄漏定位研究。利用Flowmaster仿真软件中的水力输运模型建立长度为1100 m的一维管路系统,针对此系统开展不同管路状态参数下的数值仿真计算。结果通过小波变换技术实现了数据降噪与奇异点捕捉,完成了泄漏点位置的估算。同时,借助反馈型Elman神经网络,开展了不同泄漏工况下的网络训练和预测,利用经过训练的神经网络对所选取的5组泄漏点完成了定位预测,最大测试误差为1.83%。结论通过Elman神经网络预测得到的结果与实际泄漏位置进行对比,验证了反馈型神经网络方法在管路泄漏智能定位问题中的准确性与有效性。     

电学方法在双衬层填埋场渗漏检测中的应用

研究了双衬层填埋场电学方法漏洞检测的原理.建立了漏洞检测模型,将漏洞电流和回路总电流看成2个点电流源,推导了检测层中电势分布满足的方程,分析结果显示:检测层越薄,同样的检测电流导致的漏洞附近的电势异常越明显,漏洞就越容易被检测出来;检测层厚度有限时,检测电极所在的垂直位置对漏洞的检测定位几乎不产生影响.实验验证了模型的正确性.     

危险废物暂存库渗漏风险规避措施与实践

为了减少危险废物暂存库的环境风险,在项目实施中增设渗漏检测系统,通过对暂存库防渗膜进行长期的实时检测,规避了因暂存库渗漏造成的环境风险,使单层混凝土结构的暂存库实现了双层混凝土结构的遮断型填埋场才具有的渗漏检测和修补功能.渗漏检测的信息通过GSM网络进入Intemet进行数据交换,将检测信息传递到环境管理部门,提高了监督管理的水平.渗漏检测以2个检测电极间充满渗出液时电阻发生突变的特点作为HDPE膜渗漏的判据,结合渗出液的化学成分来判断渗漏的种类,利用TC35I无线模块通过GSM网进入Internet进行数据交换,实现了危险废物暂存库渗漏的网络化监测.利用HDPE膜的绝缘性提出了用偶极子检测HDPE膜漏洞的定位方法,为修补漏洞创造条件.并指出检测电压随漏洞大小、偶极子间距、贮存库液体的电阻率、供电电压的增加而增高,随偶极子距HDPE膜的距离、偶极子移动方向到漏洞的距离、暂存库液体的深度的增加而减小.