基于城市固廢優(yōu)先流及各向異性的填埋場水分運移規(guī)律研究.pdf

1、滲濾液水位是填埋場穩(wěn)定、沉降和容量、污染防控及氣體收集的關(guān)鍵問題。國內(nèi)填埋場水位雍高現(xiàn)象普遍存在，常用的降水方法難以有效控制堆體內(nèi)水位，理論分析也往往難以反映工程實際。實際填埋體中垃圾組分多樣，多尺寸孔隙并存，導(dǎo)致堆體內(nèi)滲濾液運移均有不均質(zhì)性，與均質(zhì)體滲流在內(nèi)在機理上存在明顯差異，主要體現(xiàn)在兩方面:1）滲流以優(yōu)先流為主，大孔隙通道為滲流主要路徑;2)分層堆填以后，堆體內(nèi)的孔隙被壓縮呈現(xiàn)出顯著的各向異性。基于此，本文從垃圾的優(yōu)先流及各向異

2、性入手，通過現(xiàn)場試驗測試和數(shù)值、理論分析，揭示滲濾液運移的機理，獲得降水條件下填埋體內(nèi)降深的時空變化規(guī)律。主要內(nèi)容和研究成果包括:
　　(1)基于國內(nèi)外生活垃圾壓縮特性分析，確定了孔隙形狀、孔隙尺寸分布及孔隙排列方向隨上覆壓力的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)Poiseuille方程建立飽和滲流模型，揭示了生活垃圾優(yōu)先流及各向異性的產(chǎn)生、發(fā)展與孔隙分布的相關(guān)性，得到不同上覆壓力作用下，水平向、豎向飽和滲透系數(shù)及各向異性值的發(fā)展變化。對比

3、文獻室內(nèi)外試驗數(shù)據(jù)，該模型具有較好的適用性。
　　(2)基于各填埋現(xiàn)場豎井抽水效果，采用SEEP/W模擬填埋體水力特性對滲濾液運移的影響。重點分析了滲透系數(shù)沿深度變化，滲流各向異性及優(yōu)先流的存在引起的豎井抽水流量及堆體降深的變化。數(shù)值模擬結(jié)果表明，不同填埋場豎井降水效果的差異與滲流的各向異性和優(yōu)先流特征直接相關(guān)。
　　(3)基于成都長安填埋場二期工程，開展填埋體內(nèi)滲濾液分布及運移特性測試，通過現(xiàn)場單井恢復(fù)、抽水試驗，獲得填埋

4、體內(nèi)滲濾液運移具有明顯的不均質(zhì)性，表現(xiàn)為同一填埋場不同位置的豎井抽排性能差異較大。結(jié)合高密度電法（ERT）監(jiān)測滲濾液抽水及滲濾液、食鹽示蹤劑回灌過程中堆體內(nèi)電阻率變化，揭示了現(xiàn)場滲流存在顯著的各向異性和優(yōu)先流特征，進一步證實填埋體滲流的各向異性和優(yōu)先流對滲濾液運移具有顯著影響。
　　(4)基于紐曼井流模型，考慮生活垃圾滲流的各向異性和優(yōu)先流特征，構(gòu)建了填埋體單口豎井的降水模型。分析計算結(jié)果表明，與均質(zhì)土體的降深曲線不同，隨抽水時間