【摘要】： 伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾急劇增加，垃圾填埋場的數(shù)量也在不斷增加。目前我國南方垃圾填埋場內(nèi)的滲濾液水位普遍較高，過高的水位將會加劇滲濾液滲漏及污染物擴(kuò)散，同時(shí)亦對垃圾堆體穩(wěn)定造成嚴(yán)重影響，因此，研究垃圾填埋場內(nèi)水分運(yùn)移規(guī)律具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，垃圾填埋場水分運(yùn)移是大孔隙介質(zhì)的非飽和土力學(xué)問題，對此問題的研究也具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。 本文圍繞填埋場中“水”的問題，進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場測試和有限元分析，所做工作和主要結(jié)論如下： (1)首先介紹了土中飽和-非飽和滲流的相關(guān)理論，以庫岸邊坡為例，進(jìn)行了水位升降情況下的飽和-非飽和滲流分析，結(jié)果表明，飽和滲透系數(shù)和土-水特征曲線是影響岸坡滲流規(guī)律的重要參數(shù)。 (2)利用現(xiàn)場鉆孔取得不同深度處的垃圾樣，在室內(nèi)測定了其土-水特征曲線和飽和滲透系數(shù)，推導(dǎo)了其非飽和滲透系數(shù)并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。與土相比垃圾的飽和含水量和殘余含水量較高，進(jìn)氣值很小，垃圾的飽和滲透系數(shù)隨填埋齡期和上覆壓力的增大而減小，土-水特征曲線及滲透性函數(shù)在低基質(zhì)吸力時(shí)存在陡降段，這與垃圾的大孔隙特性對應(yīng)。試驗(yàn)研究表明，基于土-水特征曲線預(yù)測垃圾的非飽和滲透系數(shù)是可行的。 (3)針對我國南方垃圾填埋場存在上層滯水的現(xiàn)象，將垃圾視為非飽和多孔介質(zhì)，用飽和-非飽和滲流理論分析垃圾填埋單元的水分運(yùn)移，揭示了中間覆蓋粘性土層是造成上層滯水的主要原因。分析結(jié)果還表明，降雨強(qiáng)度、中間覆蓋層滲透系數(shù)和垃圾初始含水量的變化對局部滯水的影響很大，滲透系數(shù)過大和滲透系數(shù)過小的土料都不宜用作中間覆蓋層材料。 (4)針對我國南方垃圾填埋場滲濾液水位普遍較高的現(xiàn)象，分析了填埋場滲濾液導(dǎo)排層和垃圾壩透水棱體的滲透性能對填埋場內(nèi)滲濾液水位的影響規(guī)律，分析表明，導(dǎo)排系統(tǒng)淤堵是造成滲濾液水位過高的主要原因。計(jì)算了七子山填埋場實(shí)際工況下的滲濾液水位和產(chǎn)量，計(jì)算得到填埋場非飽和區(qū)垃圾體積含水量約40％，與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果接近，水位計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果接近，年滲濾液產(chǎn)量計(jì)算結(jié)果與HELP模型接近，日產(chǎn)量計(jì)算結(jié)果比HELP模型合理。 (5)針對山谷型垃圾填埋場存在較大匯水區(qū)域的特點(diǎn)，介紹了雙套環(huán)試驗(yàn)的原理和試驗(yàn)方法，在七子山垃圾填埋場進(jìn)行雙套環(huán)試驗(yàn)，確定了匯水區(qū)域內(nèi)山坡表土入滲系數(shù)和入滲深度；提出了考慮復(fù)雜氣候條件進(jìn)行地下徑流量計(jì)算的方法，分析環(huán)庫截洪溝失效的原因，提出了合理截取淺層地下徑流的建議。 (6)針對滲濾液收集排放系統(tǒng)的淤堵機(jī)理，提出減小導(dǎo)排層淤堵的設(shè)計(jì)建議；在七子山垃圾填埋場進(jìn)行抽水試驗(yàn)，測得其飽和滲透系數(shù)約為3×10~(-4)cm／s，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果吻合，確定抽水影響半徑約為20m。利用有限元程序?qū)μ盥駡鲋械某樗Q井進(jìn)行模擬分析，結(jié)果表明，垃圾飽和滲透系數(shù)和土-水特征曲線對降水影響較大，抽水井井徑對降水影響很小，井間距對降水十分關(guān)鍵。 (7)結(jié)合蘇州七子山垃圾填埋場工程實(shí)例，研究了填埋場內(nèi)高滲濾液水位對堆體穩(wěn)定和滲濾液滲漏的影響。結(jié)果表明，過高的滲濾液水位降低了一期堆體的穩(wěn)定性，有必要采取降水措施增加安全儲備；在水位達(dá)到堆體高度一半時(shí)二期堆體的安全系數(shù)將小于1，將發(fā)生沿襯墊系統(tǒng)界面的失穩(wěn)滑動；滲濾液水位過高將加快污染物遷移，防滲帷幕滲透系數(shù)和灌漿深度的控制對防止污染物向防滲帷幕下游滲漏極為關(guān)鍵。 本文通過室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)對垃圾的飽和及非飽和水力特性進(jìn)行了研究，揭示了大孔隙介質(zhì)持水和導(dǎo)水特性，通過飽和-非飽和滲流分析，揭示了垃圾填埋場水分運(yùn)移規(guī)律，并得到現(xiàn)場驗(yàn)證，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值；本文結(jié)合工程實(shí)際，分析了現(xiàn)階段我國山谷型垃圾填埋場普遍存在的一些問題，提出了中間覆蓋層設(shè)計(jì)、地下徑流截取、滲濾液導(dǎo)排、填埋場水位迫降、防滲帷幕補(bǔ)強(qiáng)等工程建議，對目前我國填埋場的運(yùn)行維護(hù)和設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TU993;TU46
【圖文】：

長期填埋過程中，城市生活垃圾填埋場內(nèi)產(chǎn)生生物化學(xué)反應(yīng)，將產(chǎn)生滲濾液等二次污染物，對周邊環(huán)境產(chǎn)生威脅，因此，填埋場設(shè)計(jì)的減小滲濾液、廢氣和固體有害物質(zhì)向周圍環(huán)境的遷移擴(kuò)散。為了達(dá)論何種型式的填埋場最終都需要由襯墊系統(tǒng)、滲濾液收集和排放系系統(tǒng)以及封頂系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成，如圖1.1.2所示，各組成部分毒有害廢氣采取防、堵、排、治等控制措施�！胺馈笔且乐菇涤�、地下水侵入填埋場，以免增大滲濾液的產(chǎn)量和污染物的濃度，增加統(tǒng)的負(fù)荷;“堵”是封堵場內(nèi)的滲濾液，以免其向填埋場外擴(kuò)散，;“排”是及時(shí)排出場內(nèi)的滲濾液和疏導(dǎo)有害氣體，降低滲濾液滲危險(xiǎn)，并避免廢氣在場內(nèi)的阻塞或無序遷移，消除爆炸隱患;“治”和填埋廢氣進(jìn)行無害化處理，做到達(dá)標(biāo)排放或?qū)崿F(xiàn)資源化利用。另衛(wèi)生填埋場為便于次日填埋作業(yè)、減小環(huán)境污染，在每天的填埋作性土料做日覆蓋層;為以減小降雨入滲、降低滲濾液產(chǎn)量，進(jìn)行分區(qū)不進(jìn)行填埋作業(yè)的區(qū)域以滲透性較低的土料做中間覆蓋。

4七子山垃圾填埋場衛(wèi)星照片

圖1.1.6填埋邊坡處的側(cè)向滲漏分流問題。庫區(qū)缺乏合理地規(guī)劃，庫區(qū)填埋作業(yè)面較分流措施(圖1.1.7)。在暴雨時(shí)期，庫區(qū)降雨均下滲急劇增長，造成滲濾液調(diào)蓄池漫溢，給周邊環(huán)境帶來

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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2 隋繼超;黃少偉;方志成;林京威;朱國強(qiáng);;基于滲濾液流量變化的衛(wèi)生填埋場堵塞問題分析與實(shí)例[J];給水排水;2013年03期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

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4 金旭;非飽和原狀土土—水特征曲線及本構(gòu)模型的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

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5 劉歡歡;簡易垃圾填埋場LFG遷移規(guī)律研究[D];華中科技大學(xué);2009年

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本文編號：2747993