人工合成衬层渗漏检测高压直流电法漏洞电流模型

建立了填埋场渗漏检测高压直流电法漏洞电流模型．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．漏洞电流对周围空间电势分布的影响被等效为位于电流流人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膜上漏洞检测通过偶极子法试验、膜下漏洞检测通过电极栅格法试验，结果表明用所建模型计算的理论值与实测值吻合较好．     

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.     

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 .     

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.     

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。      

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.     

垃圾填埋场防渗层渗漏检测方法的比较

对目前国外几种垃圾填埋场防渗层渗漏检测方法(地下水检测法,扩散管法,电容传感法,追踪剂法,电化学感应电缆法,电学法)进行了详细的叙述和比较,并指出电学法是较好的检测方法.      

基于边界定位法的固体废物填埋场渗漏应急检测技术及应用

人工衬层系统是固体废物填埋处置的重要防护屏障,一旦产生破损将造成渗滤液渗漏,严重危害环境和人体健康,因此及时有效地对人工衬层进行渗漏检测十分重要。目前常用的渗漏检测技术,如示踪剂法、偶极子法等方法不能适用于运行中填埋场的渗漏检测,难以满足突发渗漏情况下应急检测需求。针对填埋场渗漏应急检测问题,提出一种新的土工膜渗漏应急检测方法——边界定位法,该方法具有无损检测、操作方便和数据处理迅速高效的优点。通过在填埋场四周布设电极扩大检测范围,利用集成开发的边界定位检测系统计算获取的信号,最终给定渗漏源的GPS坐标和数据可视化结果。以我国华东地区生活垃圾填埋场和危险废物填埋场为研究案例,分析基于边界定位法的渗漏应急检测技术在实际工程中的应用效果。结果表明：边界定位法能够实现渗漏源的快速定位,其给定的渗漏点位置与实际开挖验证位置的最大误差小于2 m,且可以通过现场开挖过程跟踪测量进行纠正。当填埋场存在多个渗漏点时,对于渗漏点之间距离超过2 m的多个渗漏点均可以有效检出;如果渗漏点之间距离小于1 m,信号采集误差使得边界定位检测系统将其计算为1个渗漏点。

     

电极铺设方式对填埋场渗漏检测定位的影响

利用高压直流电法,对单HDPE膜衬层模拟垃圾填埋场检测电极采用蜂窝状和栅格状2种铺设方式对漏洞定位影响进行了研究,通过2种算法进行了定位误差的比较.结果表明,在电极间距为1m时,蜂窝状电极铺设方式漏洞定位误差是栅格状误差的53%,但电极数量增加了13%.第1种算法的误差小且波动较小.检测电极采用蜂窝状铺设方式,电极间距为1m,回路电流为100mA时,漏洞定位误差不超过15cm.     

填埋场渗漏检测偶极子法的影响因素分析

偶极子法属于高压直流电法的一种,具有操作简便、费用低廉,可操作性强,并能对防渗层进行百分之百的无损检测,已成为防渗层施工验收采用的主要方式.分析了影响偶极子法灵敏度的主要因素.在回路电压一定的情况下,膜上介质电阻率、膜上介质厚度、偶极子与HDPE膜的距离、偶极子间距等因素皆可对偶极子法的灵敏度产生影响.结果表明:①膜上介质电阻率越大,偶极子检测灵敏度越高.②膜上介质厚度越大,偶极子检测灵敏度越低.③偶极子与HDPE膜的距离越小,偶极子检测灵敏度越高.④偶极子间距越大,检测灵敏度越高.但偶极子间距过大,会有漏检情况发生.⑤对于多漏洞情况,当漏洞之间的距离大于偶极子的间距时,偶极子法可准确分辨出多个漏洞.      

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.      

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。     

电法填埋场渗漏检测供电电极接地电阻研究

采用电法进行垃圾填埋场渗漏检测时,供电电极的接地电阻对回路电流起决定性作用.分别推导了半球状供电电极和圆柱状供电电极的接地电阻表达式,并对影响接地电阻大小的主要因素进行了分析和试验验证.结果表明:①电极的接地电阻主要由电极附近的土壤电阻决定;②随着电极埋深的增加,电极的接地电阻减少,但当埋深超过40 cm时,随着电极埋深的增加,电极接地电阻的减小趋势变缓;③随着电极直径的增加,电极的接地电阻减少.实际应用中,电极的埋深和直径应尽可能大一些,但电极直径较大时,电极质量也会显著增加,给操作带来不便.因此,可将电极直径定为10～15 cm.此外,由于土壤一般为颗粒状,这使得土壤和电极不能完全接触,为降低接地电阻,可对电极附近的土壤进行浇水.      

基于边界定位法的填埋场渗漏检测

提出了以传输线模型为基础的新型填埋场渗漏检测方法,并且建立了填埋场渗漏检测的非均匀传输线模型.利用模型中边界电气量以及渗漏区域2个分界面电压连续的基本原理推导出测距方程,通过线路两端电气量的采样值,计算模型的特性阻抗和传播系数.结果表明:检测频率为30 MHz时,渗漏和未渗漏区域的衰减常数和相位常数差异性最大;同一频率下,渗漏区域的值高于未渗漏区域;特性阻抗的模值随频率增加而减小,辐角则随频率的增加而增大;测量中不同步采样对测距精度有一定影响.为提高测距精度,应选用较高的检测频率并保证两端电气量同步采样.      

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。     

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.