一種垃圾填埋場滲漏探測方法及探測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垃圾填埋場滲漏探測方法及探測裝置，所述探測方法包括如下步驟：在垃圾填埋場的外側(cè)設(shè)置測溫光纖網(wǎng)格，聯(lián)接成型后與測溫主機(jī)連接；利用測溫光纖網(wǎng)格探測垃圾填埋場外側(cè)的溫度，發(fā)送溫度信號至所述測溫主機(jī)；所述測溫主機(jī)將溫度信號融合處理后得溫度探測數(shù)據(jù)，然后將溫度探測數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)終端；所述數(shù)據(jù)終端將所述溫度探測數(shù)據(jù)與溫度正常數(shù)據(jù)對比后，判定垃圾填埋場是否泄漏；最后利用熱源法對泄漏位置的溫場進(jìn)行定量分析，計算出泄漏量。利用本發(fā)明利用溫度作為調(diào)查垃圾填埋場滲漏的示蹤物理量，通過測量不同位置的水溫，監(jiān)測和研究滲漏問題，同時能夠準(zhǔn)確提供溫度異常部位(滲漏位置)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及滲漏量。
【專利說明】一種垃圾填埋場滲漏探測方法及探測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滲浙液探測方法及探測裝置，具體涉及一種垃圾填埋場滲漏探測方法及探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國城市垃圾年產(chǎn)量已超過1.5億噸，其中90%采用填埋法處理，國家環(huán)境檢測總站2001年對全國329個生活垃圾填埋場進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測，基本上達(dá)到無害處理要求的僅占15.6%，各填埋場的二次污染普遍存在，其中滲濾液滲漏導(dǎo)致地下水中氨氮超標(biāo)現(xiàn)象突出。城市垃圾填埋場使用周期一般為十到數(shù)十年不等，封場后尚有50年左右的維護(hù)期。由于設(shè)備老化、人員變更、資金匱乏等原因，監(jiān)測體系的預(yù)警作用會逐漸下降，加上外界環(huán)境變化、振動作用及底殼變動等因素，會使填埋場原有防滲層產(chǎn)生裂隙，導(dǎo)致污染物泄露，引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
[0003]在防滲層滲漏檢測時，通常采用電學(xué)方法來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的填埋場防滲層滲漏電學(xué)檢測方法有雙電極法和電極格柵法，采用的技術(shù)方法大多是在垃圾填埋體中放置一個或多個發(fā)射電極，與填埋場以外的土壤中設(shè)置的接收電極構(gòu)成供電回路；在土工膜下埋置一個或多個檢測電路，與遠(yuǎn)離填埋區(qū)土壤中的參比電極構(gòu)成檢測回路。通過對各電極采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷出滲漏點(diǎn)的位置。由于這些方法均采用的是點(diǎn)狀電極進(jìn)行供電及測量，電極覆蓋范圍有限，且每個電極分別獨(dú)立，需要單獨(dú)連線以構(gòu)成回路，因此導(dǎo)致這些方法存在探測橫向分辨率低、布線設(shè)置較為復(fù)雜、探測成本高等缺點(diǎn)。
[0004]為解決上述問題，中國發(fā)明專利CN102033097B公開了一種垃圾填埋場滲漏電學(xué)檢測方法及裝置，在填埋場土工膜上部的粘土層中平行設(shè)置多根導(dǎo)電絲形成上層導(dǎo)電絲，在填埋場土工膜下部的粘土層中平行設(shè)置多根導(dǎo)電絲形成下部導(dǎo)電絲，且上層導(dǎo)電絲與下層導(dǎo)電絲交叉設(shè)置，形成大于0°的交叉角；在填埋場土工膜上部土壤中設(shè)置一個供電電極，與下層導(dǎo)電絲構(gòu)成供電回路；或在填埋場土工膜下部土壤中設(shè)置一個供電電極，與上層導(dǎo)電絲構(gòu)成供電回路；在遠(yuǎn)離填埋場的土壤中設(shè)置一個遠(yuǎn)電極，與上、下層導(dǎo)電絲中不同于供電回路中的導(dǎo)電絲的另一層導(dǎo)電絲構(gòu)成測量回路；
[0005]為供電回路供電，若檢測到供電回路不存在電流，判定土工膜無漏洞；
[0006]若檢測到供電回路存在電流，則判定填埋場土工膜存在漏洞；然后，依次為供電回路中的導(dǎo)電絲供電，在供電回路中的每根導(dǎo)電絲供電過程中依次檢測測量回路中的每根導(dǎo)電絲的電位,測得多個電位數(shù)據(jù)，并對電位數(shù)據(jù)進(jìn)行下述處理:
[0007]設(shè)定檢測區(qū)原點(diǎn)位置，建立坐標(biāo)系，確定上層導(dǎo)電絲與下層導(dǎo)電絲形成的網(wǎng)格交叉點(diǎn)處的各測點(diǎn)坐標(biāo)；
[0008]將測得的電位數(shù)據(jù)分別設(shè)置在對應(yīng)的測點(diǎn)坐標(biāo)上；
[0009]由測點(diǎn)坐標(biāo)及電位數(shù)據(jù)值繪制電位等值線圖，等值線圖中對稱分布的電位正異常區(qū)的中心位置即為土工膜的漏洞分布位置。本發(fā)明通過在填埋場設(shè)置的導(dǎo)電絲構(gòu)成線電流源，利用線電流源的空間分布特性進(jìn)行滲漏檢測，可以有效解決現(xiàn)有檢測方法分辨率低、布線復(fù)雜、檢測成本高等問題。但是滲漏液主要對填埋場周圍土壤及地下水構(gòu)成污染，該發(fā)明的檢測結(jié)果只能判斷土工膜是否泄漏及泄漏位置，而不能直觀的看出對填埋場周圍土壤或地下水的污染程度，包括污染位置及污染范圍，且不能給出滲漏液的滲漏量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的是提供一種實時連續(xù)檢測滲漏液的空間滲漏位置和滲漏量的垃圾填埋場滲漏探測方法及探測裝置。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種垃圾填埋場滲漏探測方法，包括如下步驟:
[0012]步驟一:在垃圾填埋場的外側(cè)設(shè)置測溫光纖網(wǎng)格，聯(lián)接成型后與測溫主機(jī)連接；
[0013]步驟二:利用測溫光纖網(wǎng)格探測垃圾填埋場外側(cè)的溫度，發(fā)送溫度信號至所述測溫主機(jī)；
[0014]步驟三:所述測溫主機(jī)將溫度信號融合處理后得所述測溫光纖網(wǎng)絡(luò)任意點(diǎn)處的溫度探測數(shù)據(jù)，然后將溫度探測數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)終端；
[0015]步驟四:所述數(shù)據(jù)終端將所述溫度探測數(shù)據(jù)與溫度正常數(shù)據(jù)對比后，若溫度探測數(shù)據(jù)與溫度正常數(shù)據(jù)匹配，判定垃圾填埋場無泄漏；
[0016]步驟五:若溫度探測數(shù)據(jù)相對于溫度正常數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，則判定垃圾填埋場出現(xiàn)泄漏，且該異常的溫度探測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的測點(diǎn)坐標(biāo)即為泄漏位置；
[0017]步驟六:最后利用熱源法根據(jù)溫度改變幅值推算污染暈的空間分布，對泄漏位置的溫場進(jìn)行定量分析，計算出泄漏量。
`[0018]其中，所述步驟一中的測溫光纖網(wǎng)格為立體網(wǎng)格，在X、Y、Z三個方向延伸。
[0019]其中，所述步驟一中的測溫光纖網(wǎng)格設(shè)置于垃圾填埋場外側(cè)的地下水中。根據(jù)水文學(xué)示蹤探測技術(shù)，利用溫度作為調(diào)查垃圾填埋場滲漏的示蹤物理量，通過測量不同位置的水溫，監(jiān)測和研究滲漏問題。因垃圾填埋場的滲漏液由復(fù)雜的物化過程產(chǎn)生，比一般地下水具有更高的溫度，垃圾腐熟產(chǎn)生的高溫滲濾液在滲漏過程產(chǎn)生的熱效應(yīng)會使該處及其周邊地下水溫度場發(fā)生變化，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)填埋場滲漏位置的地下水的溫度異常，滲流場和溫度場之間表現(xiàn)出很好的耦合性，因此研究垃圾填埋場周圍地下水溫度場的變化可以為分析滲漏情況提供重要參考。
[0020]其中，所述步驟二中的測溫光纖網(wǎng)格的端部設(shè)有光纖溫度傳感器，其具有基于光纖內(nèi)部光自發(fā)散射的溫度特性，所述自發(fā)散射包括前向散射和背向散射，其中背向散射具有溫度測量的實際意義。
[0021]其中，所述步驟三中的溫度探測數(shù)據(jù)可由如下溫度解調(diào)公式換算獲得:
【權(quán)利要求】
1.一種垃圾填埋場滲漏探測方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:在垃圾填埋場的外側(cè)設(shè)置測溫光纖網(wǎng)格，聯(lián)接成型后與測溫主機(jī)連接； 步驟二:利用測溫光纖網(wǎng)格探測垃圾填埋場外側(cè)的溫度，發(fā)送溫度信號至所述測溫主機(jī)； 步驟三:所述測溫主機(jī)將溫度信號融合處理后得溫度探測數(shù)據(jù)，然后將溫度探測數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)終端； 步驟四:所述數(shù)據(jù)終端將所述溫度探測數(shù)據(jù)與溫度正常數(shù)據(jù)對比后，若溫度探測數(shù)據(jù)與溫度正常數(shù)據(jù)匹配，判定垃圾填埋場無泄漏； 步驟五:若溫度探測數(shù)據(jù)相對于溫度正常數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，則判定垃圾填埋場出現(xiàn)泄漏，且該異常的溫度探測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的測點(diǎn)坐標(biāo)即為泄漏位置； 步驟六:最后利用熱源法對泄漏位置的溫場進(jìn)行定量分析，計算出泄漏量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場滲漏探測方法，其特征在于，所述步驟一中的測溫光纖網(wǎng)格為立體網(wǎng)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場滲漏探測方法，其特征在于，所述步驟一中的測溫光纖網(wǎng)格設(shè)置于垃圾填埋場外側(cè)的地下水中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場滲漏探測方法，其特征在于，所述步驟二中的測溫光纖網(wǎng)格的端部設(shè)有光纖溫度傳感器，其具有基于光纖內(nèi)部光自發(fā)散射的溫度特性，所述自發(fā)散射包括前向散射和背向散射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場滲漏探測方法，其特征在于，所述步驟三中的溫度探測數(shù)據(jù)可由如下溫度解調(diào)公式換算獲得:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾填埋場滲漏探測方法，其特征在于，所述步驟二中測溫光纖網(wǎng)格的各測溫點(diǎn)的定位通過光時域反射技術(shù)來實現(xiàn)的，利用入射光和背向散射光只見的時間差A(yù)ti和光纖內(nèi)光速V，計算不同測溫點(diǎn)距離激光入射端的距離Xi，有:
7.一種垃圾填埋場滲漏探測裝置，其特征在于，包括電連接的所述測溫主機(jī)和數(shù)據(jù)終端，所述測溫主機(jī)包括激光發(fā)射組件、恒溫裝置、波分復(fù)用器、光電信號接收/放大組件和數(shù)據(jù)采集/處理系統(tǒng)，所述恒溫裝置設(shè)于連接波分復(fù)用器和測溫光纖網(wǎng)格的傳感光纖上，所述波分復(fù)用器通過光電信號接收/放大組件與數(shù)據(jù)采集/處理系統(tǒng)連接，所述激光發(fā)射組件由數(shù)據(jù)采集/處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)終端同步控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾填埋場滲漏探測裝置，其特征在于，連接所述激光發(fā)射組件和恒溫裝置的傳感光纖上設(shè)有雙向耦合器，其輸出級與所述波分復(fù)用器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾填埋場滲漏探測裝置，其特征在于，所述光電信號接收/放大組件包括相連接的光接收器和放大器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾填埋場滲漏探測裝置，其特征在于，Raman散射光借助所述波分復(fù)用器分解為Ant1-Stokes光和Stokes光。
【文檔編號】G01B11/00GK103528763SQ201310293765
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】葛建 申請人:葛建