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.      

单衬层填埋场渗漏检测ELIM法的正演解析

建立了填埋场渗漏检测电势映像法(ELIM)模型.将单衬层填埋场看作水平方向为无穷大的3层均匀介质,上层为垃圾层,中间层为人工合成衬层,下层为土壤层.从稳定电流电场的本质出发,将漏洞电流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.基于该模型对填埋场渗漏检测的电势映像法进行了正演解析,并根据模型的基本特征,对3层介质模型的解析结果进行了简化,结果表明该模型中电场在半无穷空间的电势分布与半空间模型中无穷媒质空间中的电势分布规律基本相同.     

双衬层填埋场渗漏检测高压直流电法的仿真研究

根据危险废物填埋场的结构特点,建立了检测层封闭空间的有限元模型;利用膜的高阻特性,确立了检测层电势分布的有限元分析方法.有限元模型中,漏洞所在位置加载+I电流用于模拟漏洞电流,接收电极所在位置加载-I电流用于模拟接收电极电流,检测层中任意点的电势为两电流源在该点感应电势的叠加.上层膜和下层膜渗漏检测实验结果和有限元的计算机模拟结果的比较,证明模型是正确的.通过对影响电势分布因素的分析可知,检测电极越靠近被检测膜、回路电流越大越有利于漏洞检测;渗漏液影响范围越大越不利于检测.     

单合成衬层填埋场渗漏检测的多介质模型

建立了填埋场渗漏检测高压直流电法模型,将单衬层填埋场看作水平方向为无穷大的3 层均匀介质,上层为垃圾层,中间层为人工合成衬层,下层为土壤层;漏洞电流视为电流流入端的负电流源和电流流出端的正电流源;介质中任意检测点的感应电势是膜上漏洞面电流源和膜下漏洞面电流源以及膜上供电电极电流源在该点感应电势的叠加.漏洞电流与供电回路电流之间的关系分析表明,流经漏洞的电流(I₀)占总电流(I_s )的比例(f₀)随着填埋场底部面积的增加而减小,当填埋场底部面积≤3600m² 时,I₀ 占I_s 的90%以上,而当场底面积增为10⁵m² 时,I₀ 仅占I_s 的55%.根据独立作用原理,分析了多漏洞情况下各层介质中的电势分布并进行了试验验证.     

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.     

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.      

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.     

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.     

磁法应用于填埋场渗漏检测的可行性论证

针对填埋场防渗膜(高密度聚乙烯,缩写为HDPE)膜上介质含水率不同的特点,提出利用磁法检测填埋场渗漏(简称磁法测漏).通过修正高压直流电法渗漏检测模型,定性分析了填埋场防渗膜漏洞附近磁场的分布情况.结果表明:当检测区域背景磁感应强度波动小于0.5 nT时,利用磁法检测填埋场渗漏有效可行;但当检测区域背景磁感应强度波动大于0.5 nT时,磁法测漏须通过比较固定点处供电电源在通、断电情况下的磁感应强度差异来判断,这在大面积范围内的工程上较难实现,仅可用于局部防渗膜的漏洞检测;由于影响磁场分布的因素较多,提高磁法测漏的抗干扰能力仍需进一步研究.      

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.      

垃圾填埋场人工衬层渗漏的电学法检测研究

基于电学法无二次污染、操作易掌握和费用低等特点,提出了4种用于垃圾填埋场人工衬层渗漏检测的电学方法:电阻法、电流法、感应电势差法和远距离参比电极感应法。其原理都是利用垃圾和土壤有一定的水分而具有的导电性,以及一般用作人工衬层(俗称土工膜)的高密度聚乙烯绝缘材料。通过实验指出电阻法只能检测到是否有漏洞,不能判断漏洞的位置;电流法是一种一次性方法,只能判断一次是否有漏洞,也不能够定位漏洞;感应电势差法有很好的发展前景;远距离参比电极感应法的检测效果非常好。      

浓度变化时复合衬层中有机污染物的一维扩散分析

在考虑填埋场有机污染物浓度随时间变化的基础上,对有机污染物在复合衬层中的一维扩散问题进行了解析求解.计算模型考虑了2种常见的下边界条件,即零浓度下边界及零通量下边界.计算模型亦考虑了污染物在各介质中的背景浓度.利用该解析解得到的结果和已有的试验结果较为接近.对于美国规范规定的标准复合衬层,当污染物在膜中的扩散系数达到1.0×10-13m2·s-1且膜的分配系数达到50时,基本上可以忽略土工膜作为有机污染物扩散屏障的作用;对于同样的复合衬层,若膜的扩散系数达到1.0×10-12m2·s-1,则膜分配系数只需达到5即可忽略土工膜作为有机污染物扩散屏障的作用.对于标准复合衬层及GM GCL复合衬层,膜分配系数的变化对有机污染物通量击穿曲线的影响较大,而膜扩散系数对其的影响则相对较小.     

HDPE土工膜长期性能稳定性的研究进展

垃圾填埋场底部高密度聚乙烯(HDPE)土工膜会因氧化降解而使防渗性能降低,对环境带来二次污染风险,因此,HDPE膜的长期稳定性是值得关注的问题,但国内相关研究甚少。HDPE膜的降解过程可分为3个阶段,主要受自身性质、温度、接触介质和衬垫结构等因素的影响。文章重点综述了国外研究HDPE膜长期稳定性的试验方法,归纳了相关的数学模型,并根据存在的问题提出了建议。室内试验一般采用老化试验,包括浸泡试验和模拟试验,二者均能加快HDPE膜的老化进程。前者一般将试样完全浸泡于研究介质中试验,试验值较为保守;后者将样品置于模拟的衬垫构造中试验,结果更接近实际。数学模型采用Arrhenius模型,精度和所需参数取决于老化试验,现阶段大部分计算结果较片面,完善试验是后续工作的重点。     

固体废弃物填埋场中土工膜衬垫系统的发展与应用

固体废弃物填埋场中产生的渗滤液污染土壤和地下水 ,在填埋场正确设置防渗的衬垫系统是非常重要的。本文对国外土工膜衬垫系统在填埋场中的发展应用进行介绍和评价 ,分析了土工膜的选用原则 ,有助于我国合理和有效的进行土工膜衬垫的设置     

填埋场渗漏检测高压直流电法等效电路模型的建立

通过对400V、350V、300V高压直流工作电压下小型模拟填埋场实验数据的分析 ,提出了简化的模型等效电路 .由于高密度聚乙烯(HDPE)衬层的存在使得模型具有了整流特性 ,其电容大小将随着衬层面积和供电电压的增加而增加 ;供电电极的接触电阻与大地的电阻率成正比 ,与电极的粗细及入土深度有关 .同时 ,接触电阻主要由电极附近的土壤电阻决定 ,大于10倍电极半径以外的土壤对接触电阻的影响不超过全部电阻的10% ,故降低电极附近土壤的电阻率可有效地降低电极的接触电阻 .     

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.