生活垃圾優先流特性及其對填埋場水分運移的影響研究

《生活垃圾優先流特性及其對填埋場水分運移的影響研究》是依託上海大學，由張文杰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生活垃圾優先流特性及其對填埋場水分運移的影響研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張文杰
• 依託單位：上海大學

中文摘要

生活垃圾填埋場若干關鍵問題都與填埋場中的水（滲濾液）及其運移有關。對於滲濾液運移，目前一般將垃圾視為具有一定滲透係數的均質體進行研究，未能反映垃圾大孔隙特性。本項目將垃圾視為由基質和大孔隙組成的非均勻多孔介質，結合非飽和流與大孔隙流理論，研究垃圾中水分運移規律。通過一系列的垃圾柱出流試驗和染色示蹤試驗研究垃圾大孔隙特徵和大孔隙流規律；通過室內和現場試驗研究垃圾的持水與非飽和導水特性；基於優先流理論與非飽和滲流理論，建立大孔隙和基質兩域模型模擬垃圾中水分運移與分布；通過模型試驗進一步揭示垃圾中優先流規律並對兩域模型進行驗證；使用兩域模型模擬填埋場滲濾液產出、污染物遷移、滲濾液回灌和填埋場抽排降水等水分運移過程，揭示相應規律，提出工程建議。本項目研究對填埋場安全運營和污染防治具有實際意義；對於進一步揭示大孔隙介質優先流機理，促進岩土、水利與環境工程的學科交叉，具有重要理論意義。

結題摘要

生活垃圾填埋場若干關鍵問題都與填埋場中的水分運移有關。生活垃圾成分複雜，垃圾中同時存在細粒基質和大孔隙，以大孔隙流為特徵的優先流是垃圾中水分和溶質運移的重要方式。本項目以室內試驗為主，結合理論分析和數值模擬，將垃圾視為由基質和大孔隙組成的非均勻多孔介質，基於非飽和土理論與優先流理論，揭示垃圾中的優先流機理和特徵，研究垃圾中水分運移規律。現場取不同埋深垃圾試樣進行室內試驗研究了生活垃圾持水特性和非飽和導水特性；基於完整土-水特徵曲線確定了垃圾的孔徑分布，通過核磁共振試驗測試了垃圾孔徑分布，兩種方法均揭示了垃圾具有大小雙重孔徑分布特徵；進行垃圾優先流特徵的染色示蹤試驗，研究了入滲強度、初始含水率、不同埋深對垃圾優先流的影響規律；進行溶質出流試驗，使用對數常態分配模型和雙峰機率密度模型對出流曲線進行回歸分析，得到各因素對垃圾優先流的影響規律及兩域模型相關參數；建立兩域模型模擬垃圾中水分運移，探討了兩域模型和非飽和滲流模型的適用條件；使用非飽和土柱的對流-擴散裝置，研究了非飽和土中污染物遷移機理；試驗研究了優先流加快污染物遷移的機理和規律。結合本項目共發表論文10篇，其中SCI或EI收錄9篇，國際會議論文1篇。