土壤对城市垃圾淋滤液的吸附能力分析——以洛阳市某垃圾场为例

通过对洛阳市某垃圾场地质环境调查和现场不同土壤、渗滤液等样品的采集以及室内对不同土壤淋滤和垃圾渗滤液不同厚度的淋溶试验和测试分析,测定了渗滤液在入渗土柱前后的浓度变化,分析了不同土质对污染物吸附强度随时间变化和污染物在不同土壤中的运移规律;对垃圾淋滤液可能对周边土壤及地下水污染的机理进行了分析。     

填埋场渗滤液在饱和土壤中运移的数值研究

垃圾填埋场渗滤液是造成地下水污染的一个重要原因。针对农村简易填埋场,本文建立数学模型,土壤被看成各向同性均匀多孔介质,采用Darcy定律描述多孔介质中的渗流,在此基础上,数值模拟了吸附性污染物COD在饱和土壤中的运移过程。分析了降雨量及其他参数对COD运移的影响,为控制地下水污染及填埋场选址提供可靠依据。     

LNPALs在非饱和土中迁移的离心试验模拟

LNAPLs在非饱和土中的迁移规律是环境岩土工程研究的重要课题。利用土工离心机对BTEX在非饱和土中的迁移进行模拟,得到了BTEX长期的运移规律。试验结果表明,LNAPLs迁移与其化学成分和地质水文条件密切相关。BTEX从泄漏点通过非饱和土层向下运移,在地下水位之上形成高浓度区,同时沿地下水面向侧向迁移。BTEX的泄漏和长期迁移会对土壤和地下水造成污染。试验结果为了解LNAPLs污染物迁移规律、污染范围和选取合适的清污技术提供了依据。     

基于GMS数值模拟的地下水环境影响评价——以某产业园为例

在地下水环境影响评价中,数值模拟的方法是定量评价地下水中污染物运移扩散规律、污染范围及浓度分布的重要手段。本文以某规划产业园为例,运用GMS三维地下水数值模拟软件建立研究区水流和溶质运移数值模型,预测污水处理池非正常状况下污水持续渗漏,污染物COD、氨氮对地下水环境的影响。结果表明：污染物持续泄漏将造成下游局部范围地下水持续污染,至模拟期20年,COD、氨氮的最大运移距离分别为106 m、93 m,超标范围分别为9069 m²、8721 m²,由于地下水径流缓慢,迁移距离及影响范围较小。预测结果可为地下水监测及保护提供科学依据,亦可为类似水文地质条件下的地下水环评工作提供参考。     

生物反应器填埋场中水平沟回灌渗滤液非饱和-饱和渗流分析

水平沟回灌是生物反应器填埋场中渗滤液回灌的主要模式之一，为研究水平沟回灌时生物反应器填埋场中渗滤液的非饱和-饱和运移规律，垃圾体的饱和与非饱和区域采用不同水流控制方程，饱和区域的水流控制方程采用饱和Richards方程，对垃圾体非饱和区域，由质量守恒原理，以修正的Darcy定理为基础，结合Elagroudy等提出的垃圾体沉降模型，建立了考虑垃圾体沉降的非饱和渗滤液运移控制方程。基于建立的考虑沉降特性的二维非饱和-饱和水平沟回灌计算模型，研究了水平沟回灌时渗滤液在生物反应器填埋场中的运移规律，提出水平沟回灌系统的设计方法。     

单井循环地下换热系统初步试验研究

针对单井循环地下换热系统的研究不足,搭建了单井循环地下换热系统物理模拟的砂箱试验台,用于研究单井循环地下换热系统地下水流动和传热规律。开展了填砾抽灌同井取热工况的初步试验研究,结果表明,砂箱试验台能够很好的物理模拟填砾抽灌同井的取热工况,抽回水温度和观测点温度变化较平稳,且观测到了明显的热贯通现象。整个试验过程中,热源井的累积取热量为6828kJ,热贯通系数为0.288。     

PRB曝气强化垂直流人工湿地系统处理垃圾渗滤液

针对垃圾渗滤液污染物种类多、浓度高,采用常规人工湿地系统很难达到预期处理效果等问题,基于可渗透性反应墙(PRB)和空气曝气技术联合垂直流人工湿地系统,构建以无烟煤+钢渣+沸石(1#砂箱)、无烟煤+沸石+钢渣(2#砂箱)及无烟煤(空气曝气)+沸石+钢渣(3#砂箱)的PRB强化垂直流人工湿地处理系统的砂箱,进行动态模拟试验。结果表明:3#砂箱对渗滤液中COD、NH+4-N、PO3-4-P的平均去除率分别为47.55%、98.02%、35.21%,处理效果优于1#砂箱(27.29%、57.31%、29.81%)和2#砂箱(39.90%、96.57%、32.44%)。     

垃圾填埋场渗滤液对地下水的污染规律及防渗策略分析

简述了垃圾填埋场中渗滤液的产生及其对地下水造成的污染,分析了渗滤液对地下水污染的规律,总结出了垃圾填埋场的稳定化过程阶段不同,会导致垃圾降解速度及污染组分浓度不同。垃圾填埋时间的增长会扩大地下水污染范围,渗滤液中污染物组分浓度越高,地下水流速度越快将加剧污染问题等规律,同时给出了具体的防渗策略,包括设置垃圾填埋场顶部覆盖层、地表水及地下径流的导排、帷幕防渗措施、设置底层集排系统、设置底部衬层等。     

有限差分在垃圾填埋场污染物运移上的应用

随着我国城市化进程的加快,一系列水土环境污染问题随着产生,例如地下沉降、城市垃圾废物处理、工业重金属污染等。本文针对垃圾填埋场污染物泄露的问题,基于Visual Modflow软件,利用三维地下水渗流模型和多组分溶质运移MT3D模型实现污染物在天然渗流场中运移过程的长周期模拟,考虑污染物持续补给以及既有污染物运移情况,观察在污染物运移的过程中污染羽的扩散情况,分析污染物在地下水中时间和空间上的变化规律,为治理污染物泄露提供可行的参考意见。     

城区地下水污染物对流扩散的试验分析

随着城市地下空间资源的大力开发,研究地下空间开发对地下水环境的影响是一个迫在眉睫的新问题。本文旨在通过掌握地下空间开发对地下水污染物对流扩散的影响规律,进而合理规划布局地下结构物,调整各种地下结构物的阻水特性,最终达到改善整个城区地下水环境的目的。由于城区地质条件的复杂性,本文将利用室内模型试验并结合理论分析的手段,重点探讨污染物依附的透水层的渗透系数和周边区域的水力坡降两个因素对城区地下水污染物对流扩散的影响规律;为此,自制四相电极探杆,采用河砂模拟地下水透水层,利用一定浓度的Nacl溶液模拟地下水污染物,根据电阻率法原理测定土体中地下水污染物的浓度。通过一维对流扩散试验,探讨了分子扩散系数、机械弥散系数以及孔隙流速的求法,并得出采用解析解求得的计算值与试验值相吻合,且当水力坡降小于0.003 5时,布朗运动要比渗流作用对于污染物溶质变化量的影响来得明显。     

生活垃圾渗滤液污染砂土电阻率法量化检测研究

为分析电阻率法对生活垃圾渗滤液污染区边界和污染程度量化检测能力,在室内模拟渗滤液渗漏污染过程,分别利用二维,三维电阻率映像法和电极探杆法对污染过程进行检测.检测结果显示,土层被渗滤液污染后,在二维和三维视电祖率剖面图中均表现为低阻异常区.异常区边界和污染区边界具有对应关系,并随渗滤扩散范围和污染程度变化而改变.电极探杆法测量电阻率值和污染土中的渗滤液含量具有对应关系,基于建立的Archie型公式可反算求取土体中污染物含量,计算相对误差低于10%.基于电测结果的渗滤液含量求取过程需开展渗滤液稀释过程的电阻率测试试验和不同含水饱和度土样电阻率测试试验以确定相关参数.     

Organic acid transport through a partially saturated liner system beneath a landfill

A one-dimensional model was developed to investigate the transport of organic acids (commonly found in landfill leachate) through a partially saturated composite liner system beneath a landfill. Specific attention was paid to the influence of water content distribution on aqueous-phase diffusion process. Composite liner system was investigated, which was consisted of a geomembrane and a compacted clay liner underlain by three kinds of attenuation layer: sand layer, sandy clay loam layer, and clay layer. Volumetric water content profile in soil layers was obtained by Van Genuchten model, and the Millington and Quirk model was employed to describe the non-linear relationship between volumetric water content and diffusion coefficient. Three cases were analyzed and compared, i.e., totally saturated condition, unsaturated condition without considering unsaturated diffusion model, and unsaturated condition considering unsaturated diffusion model. The numerical results show that the unsaturated sand attenuation layer could serve as excellent diffusion barrier to organic contaminant due to its low water retention capacity. When the dependence of diffusion coefficient on volumetric water content is sufficiently considered, the contaminant flux decreases significantly in all the three kinds of attenuation layer. Unsaturated diffusion model capturing the relationship between water content and diffusion coefficient enables a more reasonable prediction of contaminant transport and distribution in soils.     

垃圾渗滤液在不同介质中迁移转化规律

在实验室中,通过土柱对比实验研究了渗滤液污染组分总氮、TOC在不同介质中的迁移转化规律。实验结果表明：砂土对总氮、TOC的衰减率大于细砂对其衰减量,咸水对地下环境中总氮、TOC的衰减率有阻碍作用。     

地下管道破损诱发沉降的预测模型及试验验证

设计了一套富水砂层中管道破损诱发地面沉降的试验系统,对骨架粒径d90=1.45～8.45 mm的11种土样,在6种渗透比降和管道满流流速下,土体渗流侵蚀诱发地面沉降的规律进行了研究.在此基础上,提出了地下管道破损诱发地面沉降的预测模型.研究表明:①富水砂层中管道破损是否会诱发沉降,主要由土体骨架粒径d90、破损口直径D...     

Behaviour of heavy metals in soil beneath a landfill; Results of model experiments

Column experiments were set up in order to study the behaviour of heavy metals from landfill leachate in the soil. Special attention was given to the influence of fatty acids in the leachate on the mobility of lead, copper, nickel and zinc. In addition the influence of the kind of soil material was investigated. Of the six columns used in the experiments, three were percolated with synthetic landfill leachate and three with the same leachate without fatty acids. In both cases the three columns contained sand, sand mixed with fine clay particles and sand mixed with large clay aggregates. All experiments were carried out under anaerobic conditions. The soil solution of each column was periodically analysed. At the end of the experiments, after 7 months, the soil was analysed for precipitates and adsorption of metals. In the presence of fatty acids, breakthrough of respectively nickel, zinc and lead took place, whereas copper accumulated in the soil. In the absence of fatty acids precipitation and adsorption of the metals took place.     

具有裂隙的压实黏土衬垫污染物迁移参数研究

压实黏土衬垫中裂隙的存在缩短了渗滤液击穿屏障的时间,减少了衬垫的服役时间。获得污染物沿裂隙迁移的参数,用于预测具有裂隙的压实黏土衬垫被渗滤液击穿的时间,对于防污屏障性能的评价具有重要的意义。采用不同孔隙率的砂模拟压实黏土中的裂隙,通过室内土柱实验分别获得Cl-在裂隙中的分子扩散系数和水动力扩散系数。试验结果表明,当裂隙开度d≥15 mm时,裂隙中Cl-的分子扩散系数与其在纯水中的分子扩散系数基本一致;当d15 mm时,分子扩散系数随裂隙宽度成指数下降。裂隙的水动力扩散系数约比分子扩散系数大3个数量级,当裂隙开度d≥10mm时,在不同水力梯度情况下,裂隙的水动力扩散系数基本维持不变,数值上与采用纯砂所获得的水动力弥散系数基本一致;当水力梯度i≥0.2时,水动力弥散系数的变化基本趋于稳定,不再受到裂隙宽度的影响。     

降雨条件下非饱和土中污染物迁移的数值模拟

利用溶质传递方程与非饱和土非稳态渗流方程联立耦合,建立了非饱和土污染物迁移模型.采用有限元数值分析的方法,模拟了土体非饱和带中污染物在降雨条件下的迁移过程,研究了无降雨、连续降雨和间断降雨条件下土体非饱和带中孔隙水压力和含水量变化以及污染物的迁移规律.研究结果表明,非饱和带污染物浓度随着时间增加逐渐增大,达到峰值后逐渐...     

三氮在地下水中的运移模拟研究

通过室内土柱试验分析了氮类污染物在地下水渗滤体系的运移转化机理,揭示了氮类污染物运移转化的具体过程及各阶段产物,在一定程度上揭示出渗滤系统中"三氮"的迁移规律,有利于地下水中污染氮的治理。     

溪洛渡电站地下洞室群爆破地震效应的研究

 采用现场爆破振动测试研究复杂地下导流洞群爆破地震波传播规律,并利用萨道夫斯基经验公式对测试数据进行回归分析,测试结果表明水平向爆破质点峰值振动速度可以作为地下洞室的安全判据;应用FLAC3D数值软件模拟爆破振动对相邻洞室的影响,得到爆破振动作用下相邻洞室振动速度、应力和位移的分布规律,并从静载作用和动载作用两方面分析评价相邻洞室的安全稳定性。计算结果表明：现场测试结果与计算结果吻合较好;采用振动速度作为安全判据是可行的;爆破振动作用下相邻洞室迎爆侧是容易出现破坏的区域,且随着冲击荷载增大,迎爆侧直墙最容易出现拉伸破坏。最后针对具体工程,根据相邻洞室洞壁最大拉应力与最大振动速度的统计关系,并结合岩石动态抗拉强度准则提出爆破振动作用下相邻洞室发生破坏的临界振动速度。     

Fully transient analytical solution for degradable organic contaminant transport through GMB/GCL/AL composite liners

In this study, analytical solution for degradable organic contaminant transport through a composite liner consisting of a geomembrane (GMB) layer, a geosynthetic clay liner (GCL) and an attenuation layer (AL) is derived by the separation of variables method. The transient contaminant transport in the whole composite liner can be well described avoiding some weird phenomena in existing analytical solutions. The results of parametric study show that GCL has significant effect on improving the barrier efficiency especially for scenarios with high leachate head. The biodegradation and adsorption in GCL have significant influence on the contaminant transport through the composite liner when the half-life of contaminant in GCL is less than 5 years. Otherwise, the effect can be neglected.