填埋場滲瀝液產(chǎn)量計算與水平導排盲溝滲流分析.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，若無有效的導排設施控制堆體水位，易引發(fā)堆體失穩(wěn)滑坡、周邊環(huán)境污染等災害。本文圍繞滲瀝液產(chǎn)量計算和水平導排盲溝滲流展開研究。為優(yōu)化滲瀝液產(chǎn)量計算公式，現(xiàn)場取樣測試了不同齡期垃圾試樣的水力特性參數(shù)，并與文獻資料進行了對比總結(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)量計算公式;重點研究了水平導排盲溝的滲流模型，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、設計方法;通過數(shù)值分析，探究了水平導排盲溝排水效果的主要影響因素，驗證了一種“優(yōu)化型”盲溝結(jié)構(gòu);給出了研究成果工程應用示例。主要研究工作和成果如下:
　　(1)測試并匯總了國內(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)達國家平均含水率27％;中國垃圾組分中廚余含量高達52.6％，西方發(fā)達國家僅為22.7％。垃圾填埋后，廚余等有機質(zhì)逐漸壓縮降解，其內(nèi)水分會不斷析出形成滲瀝液。
　　(2)使用大尺寸田間持水

3、量測試儀，測試了深圳某填埋場不同齡期垃圾試樣的田間持水量，結(jié)果表明:田間持水量與應力條件及填埋垃圾齡期相關;同一組垃圾試樣，隨著垃圾上覆應力增加，田間持水量逐漸減小;不同齡期垃圾，在相同應力條件下，垃圾的齡期越大，田間持水量則越小;應力條件相同時，垃圾田間持水量與齡期的關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，推導了考慮垃圾質(zhì)量變化的滲瀝液產(chǎn)量計算式，并給出了簡化公式。利用上海老港和深圳下坪的實測數(shù)據(jù)進行計算驗證，可取得較為吻合的計算結(jié)果。
　　(4)基于Dupuit假定，提出了水平導排盲溝滲流模型，推導出盲溝上堆體內(nèi)水位浸潤線的解析解，并給出了導排盲溝設計間距與填埋場穩(wěn)定控制要求相應警戒水位之間的關系。通過參數(shù)分析發(fā)現(xiàn):當k

5、m大于10-3cm/s時，計算得到的Dmax/L與s/k的無量綱關系曲線穩(wěn)定，可在水平導排盲溝間距設計時查詢使用。
　　(5)利用Seep/W數(shù)值模擬分析了水平導排盲溝自身結(jié)構(gòu)對排水效果的影響，結(jié)果表明:水平導排盲溝導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，盲溝的水位控制效果受到影響。
　　(6)基于數(shù)值模擬結(jié)果，驗證了課題組提出的“優(yōu)化型”水平導排盲溝的設計合理性。該盲溝已運行超過5年，通過現(xiàn)場水位、流量測試，估算了水平導排盲溝等效滲透系數(shù);通過導排管道內(nèi)部窺測，觀察了盲溝實際淤堵狀況。結(jié)果表明，課題組提出的“優(yōu)化型”水平導排盲溝長期抗淤堵效果良好，適合填埋場堆體水位長期控制