核廢物處置庫頂蓋毛細(xì)屏障中水分流動的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、當(dāng)今世界,原煤、石油、天然氣等能源日益緊缺,世界各國都面臨著能源危機(jī),核能越來越得到世界各國的重視,核能必定會有一個(gè)更大規(guī)模的發(fā)展。但隨著核能的廣泛利用,必將產(chǎn)生越來越多的核廢物,核廢物的如何安全處置成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)。 目前核廢物處置多采用地質(zhì)處理方法。核廢物經(jīng)過加工處理后,再放入處置庫與外部環(huán)境隔離,盡量避免水分進(jìn)入處置庫。頂蓋是放射性廢物近地表處置庫的重要工程屏障。毛細(xì)屏障是頂蓋中一個(gè)非常重要的部分,一般由細(xì)顆粒介質(zhì)的

2、下面鋪設(shè)粗顆粒介質(zhì)而成的。當(dāng)水分入滲到粗-細(xì)顆粒介質(zhì)交界面上方時(shí),由于毛細(xì)作用使得水分不能從細(xì)顆粒介質(zhì)層進(jìn)入粗顆粒介質(zhì)層,從而在界面上方積累,如果界面有-定坡度,水分會沿著界面橫向傳導(dǎo)。本文以噴淋強(qiáng)度、界面坡度和粗砂層厚度為影響因素,系統(tǒng)地展開了其對毛細(xì)屏障的效應(yīng)研究。 通過設(shè)計(jì)箱體實(shí)驗(yàn),研究在非飽和狀態(tài)下,以不同的噴淋強(qiáng)度表征不同的降雨情況,分析了其對毛細(xì)屏障的影響作用。設(shè)定5、15、20和25 mm/d的噴淋強(qiáng)度,測量水分經(jīng)

3、過粗-細(xì)砂介質(zhì)交界面的相對繞流量。結(jié)果表明,在粗砂的厚度不變的前提下,噴淋強(qiáng)度越大,相對繞流量越少,毛細(xì)屏障的作用越弱。 研究了粗石英砂的厚度對毛細(xì)屏障的影響情況。設(shè)定1mm,3mm,5mm,7mm,15mm和30mm等粗石英砂層厚度,在給定噴淋強(qiáng)度下,結(jié)果表明繞流量隨著粗砂層的厚度增加而增加,證實(shí)了粗顆粒介質(zhì)層的厚度越大,越有利于水分繞流現(xiàn)象的發(fā)生。同樣,增加毛細(xì)屏障的傾斜度,可以增強(qiáng)毛細(xì)屏障的阻水能力。 在對相對繞流