基于水平擴(kuò)散器和vs2di程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法；本方法包括以下步驟：步驟一，選取土料，測(cè)定其土工參數(shù)；步驟二，配置溶液、制備土樣；步驟三，將土樣切片測(cè)定污染物濃度；步驟四，利用VS2DI反演擴(kuò)散系數(shù)；本發(fā)明所采用的無水頭擴(kuò)散器與VS2DI相結(jié)合的方法可以方便有效地確定填埋場(chǎng)襯里無水頭擴(kuò)散系數(shù)；可以通過改變溫度、PH值等相關(guān)參數(shù)獲得不同條件下的擴(kuò)散系數(shù)，從而為填埋場(chǎng)襯里設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)；與傳統(tǒng)的方法相比，該方法簡(jiǎn)單，易于操作，結(jié)果準(zhǔn)確。
【專利說明】
基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市生活垃圾填埋場(chǎng)應(yīng)用越來越多，填埋場(chǎng)滲濾液中含有大量重金屬污染物等有害物質(zhì)。填埋場(chǎng)通常在底部設(shè)置滲透系數(shù)很小的黏土襯里系統(tǒng)來阻止?jié)B濾液的下滲。重金屬等污染物穿透力極強(qiáng)，即使襯里系統(tǒng)滲透系數(shù)很小，污染物仍能在彌散作用下穿透襯里，進(jìn)入地下水，對(duì)居民身體健康帶來嚴(yán)重的威脅。因此，確定污染物在襯里中的彌散系數(shù)是十分必要的。
[0003]彌散系數(shù)的確定對(duì)于預(yù)測(cè)污染物在填埋場(chǎng)襯里中的迀移具有重要意義。彌散分為有水頭擴(kuò)散與無水頭擴(kuò)散兩種。在我國很多廢棄物處置場(chǎng)所中污染物迀移方式主要是分子擴(kuò)散即無水頭擴(kuò)散。對(duì)于無水頭擴(kuò)散的研究目前還不多。測(cè)定無水頭擴(kuò)散系數(shù)的方法也很少。目前尚無標(biāo)準(zhǔn)可以參照，因此應(yīng)重視無水頭擴(kuò)散特性的測(cè)試方法。研究表明，在沒有水頭作用時(shí)，由于化學(xué)擴(kuò)散的影響，污染物在黏土襯里或溶液中依然會(huì)發(fā)生迀移。所以，能否準(zhǔn)確測(cè)定擴(kuò)散系數(shù)對(duì)污染物迀移的預(yù)測(cè)具有十分重要的意義。
[0004]本發(fā)明采用無水頭擴(kuò)散器與VS2DI程序反演確定無水頭擴(kuò)散系數(shù)，并可以通過改變相應(yīng)參數(shù)獲得不同條件下的擴(kuò)散系數(shù)。與傳統(tǒng)的方法相比，該方法簡(jiǎn)單，易于操作，結(jié)果準(zhǔn)確，可以為填埋場(chǎng)襯里系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序，提供一種操作簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其中水平擴(kuò)散器為一個(gè)長方形有機(jī)玻璃容器，其內(nèi)部用兩塊多孔板分隔成三個(gè)槽，本方法包括以下步驟:
[0008]步驟一，選取土料，測(cè)定其土工參數(shù)；
[0009]步驟二，配置溶液、制備土樣；
[0010]步驟三，將土樣切片測(cè)定污染物濃度；
[0011]步驟四，利用VS2DI反演擴(kuò)散系數(shù)。
[0012]所述步驟一中選取的土料為黏土和改良黏土；需測(cè)定的土工參數(shù)為，顆粒級(jí)配曲線、滲透系數(shù)、液限、塑限、最大干密度、最優(yōu)含水率、孔隙率和比重。
[0013]所述步驟二中配置溶液時(shí)，溶液濃度和溶液的PH值均參照被預(yù)測(cè)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液實(shí)際濃度進(jìn)行配置和調(diào)節(jié)；
[0014]所述制備土樣包括以下步驟:
[0015](2.1)取風(fēng)干、過篩后的土樣采用分層擊實(shí)的方法裝樣，測(cè)量干密度與孔隙率；
[0016](2.2)在擴(kuò)散器兩端加入蒸餾水使土樣吸水排氣，達(dá)到飽和；
[0017](2.3)在擴(kuò)散器兩端分別加入已知濃度的污染物溶液與蒸餾水，使兩端水位一致，以防止產(chǎn)生水流；
[0018](2.4)頂蓋封閉，經(jīng)過一段時(shí)間靜置后，測(cè)定土樣不同位置的污染物濃度，來確定擴(kuò)散系數(shù)。
[0019]所述步驟三中，將無水頭擴(kuò)散器置于恒溫環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間的擴(kuò)散作用后，將土樣切片，用離心機(jī)離心，取少許的上清液，通過分光光度法對(duì)污染物的濃度進(jìn)行檢測(cè)，從而得出土樣中污染物的濃度分布。
[0020]所述步驟四采用VS2DI程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演可以得出擴(kuò)散系數(shù)的值；反演原則即不斷對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的值進(jìn)行調(diào)整，從而使?jié)舛确植记€和試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合，這時(shí)采用的擴(kuò)散系數(shù)值就是要得出的結(jié)果。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1.本發(fā)明所采用的通過無水頭擴(kuò)散器與VS2DI相結(jié)合的方法可以方便有效地確定填埋場(chǎng)襯里無水頭擴(kuò)散系數(shù)；
[0023]2.可以通過改變溫度、PH值等相關(guān)參數(shù)獲得不同條件下的擴(kuò)散系數(shù)，從而為填埋場(chǎng)襯里設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)；
[0024]3.與傳統(tǒng)的方法相比，該方法簡(jiǎn)單，易于操作，結(jié)果準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0025]圖1是基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法流程圖；
[0026]圖2是水平擴(kuò)散器示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0027]—種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其中水平擴(kuò)散器為一個(gè)長方形有機(jī)玻璃容器，其內(nèi)部用兩塊多孔板分隔成三個(gè)槽，本方法包括以下步驟:
[0028]步驟一，選取土料，測(cè)定其土工參數(shù)；
[0029]步驟二，配置溶液、制備土樣；
[0030]步驟三，將土樣切片測(cè)定污染物濃度；
[0031]步驟四，利用VS2DI反演擴(kuò)散系數(shù)。
[0032]所述步驟一中選取的土料為黏土和改良黏土；需測(cè)定的土工參數(shù)為，顆粒級(jí)配曲線、滲透系數(shù)、液限、塑限、最大干密度、最優(yōu)含水率、孔隙率和比重。
[0033]所述步驟二中配置溶液時(shí)，溶液濃度和溶液的PH值均參照被預(yù)測(cè)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液實(shí)際濃度進(jìn)行配置和調(diào)節(jié)；
[0034]所述制備土樣包括以下步驟:
[0035](2.1)取風(fēng)干、過篩后的土樣采用分層擊實(shí)的方法裝樣，測(cè)量干密度與孔隙率；
[0036](2.2)在擴(kuò)散器兩端加入蒸餾水使土樣吸水排氣，達(dá)到飽和；
[0037](2.3)在擴(kuò)散器兩端分別加入已知濃度的污染物溶液與蒸餾水，使兩端水位一致，以防止產(chǎn)生水流；
[0038](2.4)頂蓋封閉，經(jīng)過一段時(shí)間靜置后，測(cè)定土樣不同位置的污染物濃度，來確定擴(kuò)散系數(shù)。
[0039]所述步驟三中，將無水頭擴(kuò)散器置于恒溫環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間的擴(kuò)散作用后，將土樣切片，用離心機(jī)離心，取少許的上清液，通過分光光度法對(duì)污染物的濃度進(jìn)行檢測(cè)，從而得出土樣中污染物的濃度分布。
[0040]所述步驟四采用VS2DI程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演可以得出擴(kuò)散系數(shù)的值；反演原則即不斷對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的值進(jìn)行調(diào)整，從而使?jié)舛确植记€和試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合，這時(shí)采用的擴(kuò)散系數(shù)值就是要得出的結(jié)果。
[0041 ] 污染物離子在黏土中的擴(kuò)散受很多因素的影響，包括土樣干密度、溫度、溶液PH和擴(kuò)散時(shí)間等。通過調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)，可以得到不同條件下的污染物水平擴(kuò)散系數(shù)，為填埋場(chǎng)襯里設(shè)計(jì)提供可靠參考依據(jù)。
[0042]本發(fā)明所采用的方法，可以方便有效地確定填埋場(chǎng)襯里無水頭擴(kuò)散系數(shù)，并可以通過改變相應(yīng)參數(shù)獲得不同條件下的擴(kuò)散系數(shù)，從而為填埋場(chǎng)襯里設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其中水平擴(kuò)散器為一個(gè)長方形有機(jī)玻璃容器，其內(nèi)部用兩塊多孔板分隔成三個(gè)槽，其特征在于:本方法包括以下步驟: 步驟一，選取土料，測(cè)定其土工參數(shù)； 步驟二，配置溶液、制備土樣； 步驟三，將土樣切片測(cè)定污染物濃度； 步驟四，利用VS2DI反演擴(kuò)散系數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其特征在于:所述步驟一中選取的土料為黏土和改良黏土 ；需測(cè)定的土工參數(shù)為，顆粒級(jí)配曲線、滲透系數(shù)、液限、塑限、最大干密度、最優(yōu)含水率、孔隙率和比重。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其特征在于:所述步驟二中配置溶液時(shí)，溶液濃度和溶液的PH值均參照被預(yù)測(cè)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液實(shí)際濃度進(jìn)行配置和調(diào)節(jié)； 所述制備土樣包括以下步驟: (2.1)取風(fēng)干、過篩后的土樣采用分層擊實(shí)的方法裝樣，測(cè)量干密度與孔隙率； (2.2)在擴(kuò)散器兩端加入蒸餾水使土樣吸水排氣，達(dá)到飽和； (2.3)在擴(kuò)散器兩端分別加入已知濃度的污染物溶液與蒸餾水，使兩端水位一致，以防止產(chǎn)生水流； (2.4)頂蓋封閉，經(jīng)過一段時(shí)間靜置后，測(cè)定土樣不同位置的污染物濃度，來確定擴(kuò)散系數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其特征在于:所述步驟三中，將無水頭擴(kuò)散器置于恒溫環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間的擴(kuò)散作用后，將土樣切片，用離心機(jī)離心，取少許的上清液，通過分光光度法對(duì)污染物的濃度進(jìn)行檢測(cè)，從而得出土樣中污染物的濃度分布。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水平擴(kuò)散器和VS2DI程序的污染物擴(kuò)散系數(shù)反演方法，其特征在于:所述步驟四采用VS2DI程序?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演可以得出擴(kuò)散系數(shù)的值；反演原則即不斷對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的值進(jìn)行調(diào)整，從而使?jié)舛确植记€和試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合，這時(shí)采用的擴(kuò)散系數(shù)值就是要得出的結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01N13/00GK106033044SQ201510106715
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日
【發(fā)明人】楊清雷, 龍凡, 于德浩, 張金利, 楊慶, 李秀坤, 張連偉, 楊彤, 張垚, 王睿, 李航, 陳思揚(yáng), 齊文勃
【申請(qǐng)人】中國人民解放軍沈陽軍區(qū)司令部工程科研設(shè)計(jì)所