填埋場(chǎng)滲瀝液產(chǎn)量計(jì)算與水平導(dǎo)排盲溝滲流分析.pdf

1、我國填埋垃圾初始含水率高、滲瀝液產(chǎn)量大，垃圾堆體存在水位壅高現(xiàn)象，若無有效的導(dǎo)排設(shè)施控制堆體水位，易引發(fā)堆體失穩(wěn)滑坡、周邊環(huán)境污染等災(zāi)害。本文圍繞滲瀝液產(chǎn)量計(jì)算和水平導(dǎo)排盲溝滲流展開研究。為優(yōu)化滲瀝液產(chǎn)量計(jì)算公式，現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)試了不同齡期垃圾試樣的水力特性參數(shù)，并與文獻(xiàn)資料進(jìn)行了對(duì)比總結(jié);根據(jù)水量平衡原理，提出了考慮垃圾填埋后質(zhì)量變化的滲瀝液產(chǎn)量計(jì)算公式;重點(diǎn)研究了水平導(dǎo)排盲溝的滲流模型，得到了盲溝上堆體內(nèi)水位浸潤線的解析解與盲溝水平間距

2、設(shè)計(jì)方法;通過數(shù)值分析，探究了水平導(dǎo)排盲溝排水效果的主要影響因素，驗(yàn)證了一種“優(yōu)化型”盲溝結(jié)構(gòu);給出了研究成果工程應(yīng)用示例。主要研究工作和成果如下:
　　(1)測(cè)試并匯總了國內(nèi)外垃圾初始含水率和組分資料，發(fā)現(xiàn)中國垃圾平均含水率53％，西方發(fā)達(dá)國家平均含水率27％;中國垃圾組分中廚余含量高達(dá)52.6％，西方發(fā)達(dá)國家僅為22.7％。垃圾填埋后，廚余等有機(jī)質(zhì)逐漸壓縮降解，其內(nèi)水分會(huì)不斷析出形成滲瀝液。
　　(2)使用大尺寸田間持水

3、量測(cè)試儀，測(cè)試了深圳某填埋場(chǎng)不同齡期垃圾試樣的田間持水量，結(jié)果表明:田間持水量與應(yīng)力條件及填埋垃圾齡期相關(guān);同一組垃圾試樣，隨著垃圾上覆應(yīng)力增加，田間持水量逐漸減小;不同齡期垃圾，在相同應(yīng)力條件下，垃圾的齡期越大，田間持水量則越小;應(yīng)力條件相同時(shí)，垃圾田間持水量與齡期的關(guān)系還受取樣方式和深度的影響。匯總了國內(nèi)外填埋垃圾田間持水量的測(cè)試結(jié)果，并得到擬合持水曲線。
　　(3)目前，規(guī)范中采用的滲瀝液產(chǎn)量計(jì)算式并沒有考慮填埋垃圾在壓縮降

4、解過程中的質(zhì)量變化，而是將初始填埋垃圾的質(zhì)量用于全過程的計(jì)算，造成了滲瀝液產(chǎn)量的偏差。本研究基于水量平衡的原理，推導(dǎo)了考慮垃圾質(zhì)量變化的滲瀝液產(chǎn)量計(jì)算式，并給出了簡(jiǎn)化公式。利用上海老港和深圳下坪的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，可取得較為吻合的計(jì)算結(jié)果。
　　(4)基于Dupuit假定，提出了水平導(dǎo)排盲溝滲流模型，推導(dǎo)出盲溝上堆體內(nèi)水位浸潤線的解析解，并給出了導(dǎo)排盲溝設(shè)計(jì)間距與填埋場(chǎng)穩(wěn)定控制要求相應(yīng)警戒水位之間的關(guān)系。通過參數(shù)分析發(fā)現(xiàn):當(dāng)k

5、m大于10-3cm/s時(shí)，計(jì)算得到的Dmax/L與s/k的無量綱關(guān)系曲線穩(wěn)定，可在水平導(dǎo)排盲溝間距設(shè)計(jì)時(shí)查詢使用。
　　(5)利用Seep/W數(shù)值模擬分析了水平導(dǎo)排盲溝自身結(jié)構(gòu)對(duì)排水效果的影響，結(jié)果表明:水平導(dǎo)排盲溝導(dǎo)排能力的主要影響因素為盲溝部分各結(jié)構(gòu)的滲透特性，包括分隔反濾層、充填骨料和導(dǎo)排管等效界面的滲透性。各結(jié)構(gòu)滲透系數(shù)越大，透水性越好，盲溝的導(dǎo)排效果越佳。在5mm入滲量（包括垃圾自身產(chǎn)生滲瀝液的折算量）前提下，分隔反濾層

6、、充填骨料以及導(dǎo)排管的滲透系數(shù)分別降低到1×10-4cm/s、1×10-4cm/s和5×10-5cm/s時(shí)，盲溝的水位控制效果受到影響。
　　(6)基于數(shù)值模擬結(jié)果，驗(yàn)證了課題組提出的“優(yōu)化型”水平導(dǎo)排盲溝的設(shè)計(jì)合理性。該盲溝已運(yùn)行超過5年，通過現(xiàn)場(chǎng)水位、流量測(cè)試，估算了水平導(dǎo)排盲溝等效滲透系數(shù);通過導(dǎo)排管道內(nèi)部窺測(cè)，觀察了盲溝實(shí)際淤堵狀況。結(jié)果表明，課題組提出的“優(yōu)化型”水平導(dǎo)排盲溝長期抗淤堵效果良好，適合填埋場(chǎng)堆體水位長期控制