CN109269944A - 一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置及试验方法 - Google Patents

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张磊
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Abstract

本发明涉及一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置及试验方法，该试验装置包括用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱以及用于监测模型箱中土层电阻率的集成电极管，所述的集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层中，所述的集成电极管由上至下分布多个电极片，所述的电极片用于监测模型箱中土层不同高度处的电阻率，所述的电极片分别通过电缆线连接至高密度电法仪；模型箱中发生渗滤液水平扩散后，启动高密度电法仪，获取模型箱中土层电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围。与现有技术相比，本发明试验装置所需材料绿色无污染，来源广泛，价低易得，且制作简单，耗时短，试验结果科学准确，满足监测要求。

Description

一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及物探监测技术领域，尤其是涉及一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置及试验方法。
背景技术
目前在对填埋场渗滤液水平方向扩散进行监测时，由于土工膜的影响，按照常规的物探方法无法测量渗滤液的扩散情况。而若不对渗滤液进行监测，将无法采取及时与准确的防渗措施，从而对当地的土体及地下水造成污染。因此，需要一种有效、科学的模型与方法去监测填埋场渗滤液扩散的情况。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置及试验方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置，该试验装置包括用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱以及用于监测模型箱中土层电阻率的集成电极管，所述的集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层中，所述的集成电极管由上至下分布多个电极片，所述的电极片用于监测模型箱中土层不同高度处的电阻率，所述的电极片分别通过电缆线连接至高密度电法仪；
模型箱中发生渗滤液水平扩散后，启动高密度电法仪，获取模型箱中土层电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围。
所述的模型箱包括箱体，所述的箱体内填设有土层，所述的土层上方覆盖土工膜并形成洼型填埋场区域，所述的填埋场区域的土工膜上设有渗滤孔，模拟填埋场渗滤液水平扩散时，向填埋场区域上方注入渗滤液，渗滤液从土工膜上的渗滤孔渗透至土层中并进行扩散。
所述的集成电极管包括中空绝缘管，所述的绝缘管底部密封且顶部开口，所述的绝缘管的管壁上由上至下分布多个用于安装所述的电极片的安装孔，所述的电极片安装在绝缘管的管壁外侧并将安装孔覆盖，所述的电极片分别通过电缆线连接至高密度电法仪，所述的电缆线容纳于绝缘管中并从绝缘管顶部开口处引出，所述的电缆线相互绝缘，埋设集成电极管时，绝缘管底部置于土层中，绝缘管顶部外露于土层。
所述的电极片为铜片。
一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，该方法包括如下步骤：
(1)制作用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱；
(2)制作用于监测模型箱中土层电阻率的集成电极管，集成电极管由上至下分布多个电极片，所述的电极片用于监测模型箱中土层不同高度处的电阻率；
(3)将集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层中，向模型箱注入渗滤液模拟填埋场渗滤液水平扩散；
(4)将集成电极管中的电极片连接至高密度电法仪上，依次进行高密度的测量试验，测量模型箱中土层的电阻率，并得出电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围。
步骤(1)具体为：制作箱体，向箱体中填设土层，在土层上方覆盖土工膜并形成洼型填埋场区域，填埋场区域的土工膜上挖设渗滤孔，同时向箱体中充水，模拟饱和土层。
步骤(2)具体为：首先，取中空绝缘管并沿其中轴线剖成两半形成两个半管，然后，取其中一个半管在其管壁由上至下钻设多个安装孔，每个安装孔上分别安装一个电极片并将安装孔覆盖，每个电极片分别连接一根电缆线，其次，将两个半管粘合密封恢复成中空绝缘管，将所述的电缆线容纳在中空腔体中并从绝缘管一端开口端引出，最后，将绝缘管另一端密封。
电缆线除与电极片接触部分外，其余用绝缘材料包裹。
步骤(3)中埋设集成电极管时将绝缘管密封端置于模型箱的土层中，绝缘管开口端高于模型箱中的土层并做绝缘处理。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明试验装置所需材料绿色无污染，来源广泛，价低易得，且制作简单，耗时短；
(2)本发明试验方法原理清晰明确，简单实用，易操作，试验结果科学准确，满足监测要求。
附图说明
图1为实施例1中监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置的结构示意图；
图2为本发明集成电极管的制作步骤图；
图3为本发明实施例2中监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置的结构示意图。
图中，1为绝缘管，2为绝缘管底部，3为安装孔，4为电极片，5为电缆线，6为高密度电法仪，7为渗滤液，8为渗滤孔，9为土工膜，10为土层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例1
如图1所示，一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置，该试验装置包括用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱以及用于监测模型箱中土层10电阻率的集成电极管，集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层10中，集成电极管由上至下分布多个电极片4，电极片4用于监测模型箱中土层10不同高度处的电阻率，电极片4分别通过电缆线5连接至高密度电法仪6，电极片4为铜片；
模型箱中发生渗滤液水平扩散后，启动高密度电法仪6，获取模型箱中土层10电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围。
模型箱包括箱体，箱体内填设有土层10，土层10上方覆盖土工膜9并形成洼型填埋场区域，填埋场区域的土工膜9上设有渗滤孔8，模拟填埋场渗滤液水平扩散时，向填埋场区域上方注入渗滤液7，渗滤液7从土工膜9上的渗滤孔8渗透至土层10中并进行扩散。
集成电极管包括中空绝缘管底部2，绝缘管底部2底部密封且顶部开口，绝缘管底部2的管壁上由上至下分布多个用于安装电极片4的安装孔3，电极片4安装在绝缘管底部2的管壁外侧并将安装孔3覆盖，电极片4分别通过电缆线5连接至高密度电法仪6，电缆线5容纳于绝缘管底部2中并从绝缘管底部2顶部开口处引出，电缆线5相互绝缘，埋设集成电极管时，绝缘管底部2底部置于土层10中，绝缘管底部2顶部外露于土层10。
一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，该方法包括如下步骤：
(1)制作用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱，具体地，制作箱体，向箱体中填设土层10，在土层10上方覆盖土工膜9并形成洼型填埋场区域，填埋场区域的土工膜9上挖设渗滤孔8，同时向箱体中充水，模拟饱和土层10。
(2)制作用于监测模型箱中土层10电阻率的集成电极管，集成电极管由上至下分布多个电极片4，电极片4用于监测模型箱中土层10不同高度处的电阻率，具体地：
首先，取中空绝缘管底部2并沿其中轴线剖成两半形成两个半管，然后，取其中一个半管在其管壁由上至下钻设多个安装孔3，每个安装孔3上分别安装一个电极片4并将安装孔3覆盖，每个电极片4分别连接一根电缆线5，其次，将两个半管粘合密封恢复成中空绝缘管底部2，将电缆线5容纳在中空腔体中并从绝缘管底部2一端开口端引出，最后，将绝缘管底部2另一端密封。电缆线5除与电极片4接触部分外，其余用绝缘材料包裹，防止因电缆线5漏电而导致测量数据不精确。
本实施例中绝缘管底部2采用硬质圆柱状绝缘管底部2，如图2(a)所示，将中空绝缘管底部2并沿其中轴线剖成两半形成两个半管后在其管壁按0.5m间距等距钻孔形成安装孔3，安装孔3为孔径为5mm的小孔，由此形成如图2(b)所示的半个绝缘管底部2，紧接着安装电极片4和电缆线5形成如图2(c)所示的半个集成电极管，最后，将两个半管粘合密封形成如图2(d)所示的完整的集成电极管，在将两个半管合成时，应当进行粘合密封处理，避免土层10中土颗粒及水溶液进入影响试验。上述绝缘管底部2形状、钻孔间距、孔径、电极片4形状以及材料均依据现场实际要求而定。
(3)将集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层10中，向模型箱注入渗滤液7模拟填埋场渗滤液水平扩散。
该实施例中集成电极管埋设一根，如图1所示。该步骤中埋设集成电极管时将绝缘管底部2密封端置于模型箱的土层10中，绝缘管底部2开口端高于模型箱中的土层10并做绝缘处理，避免土颗粒及溶液进入集成电极管内部，影响试验测量。另外，集成电极管的角度及埋深应根据模拟情况而定，应当包含渗漏区整体，且不能离土工膜9过近，避免土工膜9对测量造成阻碍。向模型箱中注入的渗滤液7的物质状态及使用量应根据实际情况进行确定，达到现场模拟效果。
(4)将集成电极管中的电极片4连接至高密度电法仪6上，依次进行高密度的测量试验，测量模型箱中土层10的电阻率，并得出电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围，本实施例中高密度电法仪6采用FlashRES64直流电法勘探仪。
实施例2
如图3所示，本实施例监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置中埋设了两根集成电极管，从而扩大了模型箱中土层10的监测范围，其余均与实施例1相同。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (9)

1.一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置，其特征在于，该试验装置包括用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱以及用于监测模型箱中土层(10)电阻率的集成电极管，所述的集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层(10)中，所述的集成电极管由上至下分布多个电极片(4)，所述的电极片(4)用于监测模型箱中土层(10)不同高度处的电阻率，所述的电极片(4)分别通过电缆线(5)连接至高密度电法仪(6)；
模型箱中发生渗滤液水平扩散后，启动高密度电法仪(6)，获取模型箱中土层(10)电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围。
2.根据权利要求1所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置，其特征在于，所述的模型箱包括箱体，所述的箱体内填设有土层(10)，所述的土层(10)上方覆盖土工膜(9)并形成洼型填埋场区域，所述的填埋场区域的土工膜(9)上设有渗滤孔(8)，模拟填埋场渗滤液水平扩散时，向填埋场区域上方注入渗滤液(7)，渗滤液(7)从土工膜(9)上的渗滤孔(8)渗透至土层(10)中并进行扩散。
3.根据权利要求1所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置，其特征在于，所述的集成电极管包括中空绝缘管(1)，所述的绝缘管底部(2)密封且顶部开口，所述的绝缘管(1)的管壁上由上至下分布多个用于安装所述的电极片(4)的安装孔(3)，所述的电极片(4)安装在绝缘管(1)的管壁外侧并将安装孔(3)覆盖，所述的电极片(4)分别通过电缆线(5)连接至高密度电法仪(6)，所述的电缆线(5)容纳于绝缘管(1)中并从绝缘管(1)顶部开口处引出，所述的电缆线(5)相互绝缘，埋设集成电极管时，绝缘管底部(2)置于土层(10)中，绝缘管(1)顶部外露于土层(10)。
4.根据权利要求3所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验装置，其特征在于，所述的电极片(4)为铜片。
5.一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)制作用于模拟填埋场渗滤液水平扩散的模型箱；
(2)制作用于监测模型箱中土层(10)电阻率的集成电极管，集成电极管由上至下分布多个电极片(4)，所述的电极片(4)用于监测模型箱中土层(10)不同高度处的电阻率；
(3)将集成电极管按设定角度由上至下倾斜埋设于模型箱的土层(10)中，向模型箱注入渗滤液(7)模拟填埋场渗滤液水平扩散；
(4)将集成电极管中的电极片(4)连接至高密度电法仪(6)上，依次进行高密度的测量试验，测量模型箱中土层(10)的电阻率，并得出电阻率分布图，根据电阻率分布图确定渗滤液水平扩散范围。
6.根据权利要求5所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，其特征在于，步骤(1)具体为：制作箱体，向箱体中填设土层(10)，在土层(10)上方覆盖土工膜(9)并形成洼型填埋场区域，填埋场区域的土工膜(9)上挖设渗滤孔(8)，同时向箱体中充水，模拟饱和土层(10)。
7.根据权利要求5所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，其特征在于，步骤(2)具体为：首先，取中空绝缘管(1)并沿其中轴线剖成两半形成两个半管，然后，取其中一个半管在其管壁由上至下钻设多个安装孔(3)，每个安装孔(3)上分别安装一个电极片(4)并将安装孔(3)覆盖，每个电极片(4)分别连接一根电缆线(5)，其次，将两个半管粘合密封恢复成中空绝缘管(1)，将所述的电缆线(5)容纳在中空腔体中并从绝缘管(1)一端开口端引出，最后，将绝缘管(1)另一端密封。
8.根据权利要求7所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，其特征在于，电缆线(5)除与电极片(4)接触部分外，其余用绝缘材料包裹。
9.根据权利要求7所述的一种监测填埋场渗滤液水平扩散的试验方法，其特征在于，步骤(3)中埋设集成电极管时将绝缘管(1)密封端置于模型箱的土层(10)中，绝缘管(1)开口端高于模型箱中的土层(10)并做绝缘处理。
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