CN111504581A - 一种填埋区域渗漏检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种填埋区域渗漏检测系统及方法，涉及无害化填埋领域，第一线缆和第二线缆分别串联有不同的电阻，所有第一线缆的一端分别接入电源的一极，所有第二线缆的一端分别接入电源的另一极，所述网格点用于接收渗漏液并使对应的第一线缆和第二线缆导通形成回路，不同的回路具有不同的电阻值；检测装置用于获取回路对应的第一线缆和第二线缆叠加后的电阻值，从而得到渗漏对应网格点的位置，通过设置网格式的线缆结构，每个网格点连通对应不同的电阻值，对应上方的填埋区域，在填埋区域发生渗漏时使得网格点处导通，通过其电阻值确定导通的网格点位置，从而确定对应填埋区域泄露点的位置，将泄露位置定位。

Description

一种填埋区域渗漏检测系统及方法

技术领域

本公开涉及无害化填埋领域，特别涉及一种填埋区域渗漏检测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

填埋是危险废物无害化处置的主要手段，而对于危险废物的无害化填埋，提出了地下水位高、软土区等地质条件存在缺陷条件下的刚性填埋场建设要求，需要对刚性填埋场中渗漏液及有害组分进行监测，在人工目视条件下能够观察到填埋场单元的破损和渗漏情况，并能及时进行修补。

为了达到渗漏及时观测和修补的目的，需要长期安排人工值守、巡查，不仅耗时费力，而且需要保证刚性填埋场的双层结构之间，有足够的高度，这样会大幅增加建设成本。通过安装自动监测系统，对渗漏进行在线监测可以弥补上述问题。当前，在常规柔性填埋场，已经开发了多种在线监测系统。

发明人发现，目前，对渗漏进行在线监测主要分为两类，一类是基于电阻率的渗漏在线监测，其基本原理是根据渗滤液渗漏导致的下层介质的典型差异来实现渗漏的检测。但刚性填埋结构的混凝土介质导电性较差，而且传感电极于混凝土接触情况难以保证，极大影响其适用性；另一类是基于电势原理的渗漏在线监测，其基本原理是渗漏导致的主防渗屏障上下方介质连通，进而导致电势分布的差异。但由于刚性填埋结构下，主防渗屏障下方空间较大(为保持人可以进入，下层空间需达到60cm以上)，常规渗漏情况下渗滤液的渗漏量很难使得渗漏点上下方介质连通。因此，目前难以满足现有刚性填埋场的渗漏在线监测需求。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种填埋区域渗漏检测系统及方法，通过设置网格式的线缆结构，每个网格点连通对应不同的电阻值，对应上方的填埋区域，在填埋区域发生渗漏时使得网格点处导通，通过其电阻值确定导通的网格点位置，从而确定对应填埋区域泄露点的位置，将泄露位置定位。

本公开的第一目的是提供一种填埋区域渗漏检测系统，采用以下技术方案：

包括布置在次级防渗层的两组线缆，第一组线缆包括多条第一线缆，第二组线缆包括多条第二线缆，第一组线缆与第二组线缆相互交叉布置形成网格结构，任一第一线缆与任一第二线缆交叉且交叉点对应网格点，各网格点处的两条线缆绝缘设置，第一线缆和第二线缆分别串联有不同的电阻，所有第一线缆的一端分别接入电源的一极，所有第二线缆的一端分别接入电源的另一极，所述网格点用于接收渗漏液并使对应的第一线缆和第二线缆导通形成回路，不同的回路具有不同的电阻值；检测装置用于获取回路对应的第一线缆和第二线缆叠加后的电阻值，从而得到渗漏对应网格点的位置。

进一步地，所述线缆布置在带有坡度次级防渗层的预设凹槽内；所述凹槽为光滑的导流槽。

进一步地，所述第一组线缆对应的多条第一线缆依次间隔平行布置，所述第二组线缆对应的多条第二线缆依次间隔平行布置。

进一步地，第一线缆和第二线缆垂直布置，相邻第一线缆的间距和相邻第二线缆的间距依据定位精度进行调节。

进一步地，第一线缆对应串联第一电阻，每一第一线缆对应的第一电阻阻值均不相等；第二线缆对应串联第二电阻，每一第二线缆对应的第二电阻阻值均不相等。

进一步地，任一第一线缆与任一第二线缆导通时的总电阻值与其他导通状态下的电阻值均不相等，用于通过电阻值差异区分定位网格点。

进一步地，网格点对应的第一线缆和第二线缆交接处进行绝缘设置，渗漏液到达网格点位置后使第一线缆和第二线缆导通形成回路，在网格点位置无渗漏液时，第一线缆和第二线缆不形成回路。

本公开的第二目的是提供一种填埋区域渗漏检测方法，利用如上所述的填埋区域渗漏检测系统，包括以下步骤：

将线缆呈网格结构布置在次级防渗层上，并分别串联电阻接入电源；

检测装置对线缆是否形成回路及回路的阻值进行实时监测；

当未发生渗漏时，线缆均处于开路状态，检测装置获取的电阻值为无限大；若其采用电流表测量，其电流值接近于0；

当发生泄漏时，一条第一线缆与一条第二线缆在渗漏处对应的网格处导通形成回路，检测装置中的电流值不为0，并获取回路总电阻值，根据电阻值与位置的相对关系，从而确定渗漏对应网格点的位置。

进一步地，第一线缆与第二线缆导通形成回路后，第一线缆对应的电阻与第二线缆对应的电阻形成串联。

进一步地，所述线缆布置在主防渗屏障的下方。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)网格结构的线缆布置在次级防渗层，每条线缆串联电阻，使得任一第一线缆与任一第二线缆连通时能够得到特定的电阻，即每个网格点在连通时都具有特定的电阻值，在发生渗漏时，通过测量电阻值即可确定网格点的位置，从而快速与上方的填埋区对应，得到渗漏处对应的位置；

(2)将网格点处设置为绝缘结构，在未发生渗漏时，网格点处对应的第一线缆与第二线缆保持断路状态，检测装置所能测得的电阻值为无限大，在发生渗漏时，渗漏液沿刺激防渗层流动进入凹槽内，使得网格点的绝缘位置得以连通，形成回路使得检测装置测得总电阻值；利用凹槽配合带有坡度的次级防渗层，渗漏后的液体会逐渐流动至网格点处，从而触发形成回路，提高检测的效率；

(3)相较于将网格状结构的线缆按照平面结构布置，渗漏液会随着平面结构不断扩散，从而到达网格点处的渗漏液有限，很难浸湿网格点处形成导电回路；本申请采用凹槽作为导流槽，导流槽能够将逐渐扩散的渗漏液汇集，并使其向网格点处靠近聚集，增大网格点处的渗漏液的量，使其能够尽快浸湿网格点处，快速形成导电回路，达到提高监测效率的目的。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中检测系统的整体结构示意图；

图2为本公开实施例1、2中网格点处的布置示意图；

图3为本公开实施例1、2中线缆与导流槽配合的示意图。

图中：1、第一线缆，2、第二线缆，3、第一电阻，4、第二电阻，5、电源，6、检测装置，7、次级防渗层，8、网格点。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的在线检测方式适用性交叉，且布置空间要求较高，导致空隙较大，响应精度交底，难以满足现有需求；针对上述问题，本公开提出了一种填埋区域渗漏检测系统及方法。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种填埋区域渗漏检测系统。

如图1所示，本实施例中，检测系统主要包括线缆、检测装置6和电源5，线缆布置在次级防渗层7上，获取上方填埋区域的渗漏液，并使线缆形成回路；检测装置对线缆形成回路的电阻值进行测量，依据电阻值得到对应的位置，达到检测并定位的目的；电源主要为线缆和检测装置供电，使其形成通电回路。

对于填埋区域的整体结构布置；

填埋区域的周围设有防渗结构，防渗结构的内壁形成主防渗屏障，即主防渗层，主防渗屏障的下方设有次级防渗屏障，即次级防渗层，次级防渗层和主防渗层之间形成目视检测区，实现目视监测。

所述线缆布置在带有坡度次级防渗层的预设凹槽内，凹槽作为导流槽；

在本实施例中，一般在0.5％-1％之间。坡度太大，施工难度和成本增加，坡度太小渗滤液难以迅速流动并进入导流槽，进而被检测。

需要特别指出的是，在次级防渗层预设凹槽，并将线缆布置在凹槽内，能够利用凹槽对渗漏液体的汇集作用，提高其检测的效率；

在发生渗漏后，若采用平面结构，渗漏液会随着平面结构不断扩散，从而到达网格点处的渗漏液有限，很难浸湿网格点处形成导电回路；

而采用凹槽作为导流槽，导流槽能够将逐渐扩散的渗漏液汇集，并使其向网格点处靠近聚集，增大网格点处的渗漏液的量，使其能够尽快浸湿网格点处，快速形成导电回路，达到提高监测效率的目的；

在微小渗漏时，也能通过导流槽的汇聚作用实现快速判断，提高整个监测系统的可靠性。

当进行供电时，正常情况下(无渗漏)，整个电路断开；

当存在渗漏时，渗滤液到达次防渗层屏障后，在地面坡度作用下，顺着最大坡度方向流动，并进入导流槽，沿着导流槽流动至两条线缆交叉位置。此时由于渗滤液的进入，未连通的线缆相互连通，形成电流通路。

当检测装置未检测到形成回路时，表明没有渗漏；反之则说明存在渗漏。

当然，可以理解的是，目前的刚性填埋场的结构基本为统一结构，在布置检测系统，将线缆布置在填埋区域需要检测的区域即可；并不限制于填埋区域的正下方，也可以设置在填埋区域的侧面，从而检测其侧面的渗漏情况。

对于线缆的布置，其包括两组线缆，第一组线缆包括多条第一线缆1，第二组线缆包括多条第二线缆2，第一组线缆与第二组线缆相互交叉布置形成网格结构8，任一第一线缆与任一第二线缆交叉且交叉点对应网格点，各网格点处的两条线缆绝缘设置；

第一线缆和第二线缆分别串联有不同的电阻，所有第一线缆的一端分别接入电源的一极，所有第二线缆的一端分别接入电源的另一极，所述网格点用于接收渗漏液并使对应的第一线缆和第二线缆导通形成回路，不同的回路具有不同的电阻值；

具体的，第一线缆对应串联第一电阻3，每一第一线缆对应的第一电阻阻值均不相等；第二线缆对应串联第二电阻4，每一第二线缆对应的第二电阻阻值均不相等；

通过第一线缆和第二线缆形成的网格结构覆盖所要检测的渗漏区域，在本实施例中，网格结构铺设在待检测的防渗层的下方，电源对网格结构中的第一线缆和第二线缆分别通电，但由于线缆均与电源的单极连接，无法形成回路，因此此时的电阻为无限大；

在其形成各网格点被渗漏液浸湿后，能够通电形成回路，此时回路中的电阻值为第一线缆对应的电阻与第二线缆对应电阻的电阻值叠加，检测机构检测形成回路时的电阻值，来确定相应网格点处的防渗层是否产生渗漏；

同时，由于网格点相对防渗层的位置可预先确定，因此，根据测量的电阻值能够确定对应连通的网格点，从而准确确定防渗层产生渗漏的具体位置。

该网格结构铺设次级防渗层上，处于待检测的防渗层的下方，网格结构按预设规则排列的第一组线缆和第二组线缆，第一组线缆和第二组线缆中分别具有多多条线缆；

第一组线缆中的任一第一线缆均与第二组线缆中的任一第二线缆交叉，且仅具有一交叉点，即第一组线缆中的多条第一线缆之间不会出现交叉，第二组线缆中的第二线缆之间也不会出现交叉，各线缆交叉处即形成网格结构中的各网格点，从而可形成检测用的网格结构；

同时，网格结构中的各网格点处的两条线缆绝缘设置，如图2所示，网格点处的两条线缆在交叉处呈绝缘设置。

本实施例中，为便于说明，下面描述的网格点对应的回路时，是指形成该网格点的两条线缆组成的回路。

本实施例中网格结构具体可为矩形网格结构，其中，第一组线缆中的任一第一线缆均与第二组线缆中的任一第二线缆垂直交叉设置，即第一组线缆中的各第一线缆在第一方向平行设置，第二组线缆中的各第二线缆在与第一方向垂直的第二方向平行设置。

设置成矩形网格结构，使得网格结构中的各网格点位置可容易确定，这样，在进行防渗层渗漏检测时，更容易确定防渗层的渗漏位置。

实际应用中，网格结构除了可以是矩形网格外，也可以是类圆形，即第一组线缆中的第一线缆和第二组线缆中的第二线缆均可呈圆弧形设置，本实施例不对网格结构的具体形状做限定。

因此，实际应用中，网格结构中的第一组线缆和第二组线缆中的线缆除了按平行垂直交叉这种预设的规则排列外，也可以根据需要按弧形规则排列，形成类圆形的结构。

实际应用中，上述的网格结构中的各线缆具体可以是裸露的导电绳，例如可以是不锈钢钢丝绳，可选用直径为2mm的钢丝绳，钢丝绳之间的间距可取5m，钢丝绳交叉处可通过喷涂绝缘材料进行绝缘设置，喷涂的绝缘长度可为50cm。即各线缆除了在网格点处为相互绝缘外，在网格点位置之外的地方均呈裸露状态；依此，当防渗层渗漏时，若有渗滤液经过某一网格点位置，则网格点出的两根线缆绝缘性质就会发生变化，在渗滤液的导电作用下，将两根线缆由绝缘状态变成非绝缘状态，这样，两根线缆形成了闭合通路，从而使整体表现出的电阻从无限大，到对应两线缆的电阻的叠加值，正是基于这种电阻值的变化可以确定网格点处是否出现渗漏。

实际应用中，网格结构中各网格点之间的距离可相同，或者在预设的值范围内，这样，可便于确定各网格点的相对位置，进而易于确定防渗层的渗漏位置。通常而言，网格结构中的各网格点是按规则排列，各网格点之间的距离，以及相对位置可确定；

如图1所示的矩形网格的网格，这样，一旦检测装置的电阻值发生变化，就可以确定检测区域发生了渗漏，相较于传统的依次主动通入电流测取其参数变化，本实施例中的方案能够快速的确定是否发生泄露。

可以理解的是，可根据防渗层渗漏检测精度需要，设置合适距离网格点的网格结构，以及合适形状的网格结构。

另外，由于对每条线缆配置了不同的电阻，从而使得每条线缆在形成回路时表现出的电阻值不同，在发生泄露后，形成回路的第一电缆和第二电缆对应的电阻值叠加，检测装置获取此电阻值，由于每个网格点处形成回路的电阻值之和是唯一的，因此，根据检测装置获取的电阻值就能够快速确定网格点的位置，从而快速准确的判断出防渗层中出现渗漏的位置。

在本实施例中，为便于对网格结构中的各网格点的相对位置的确定，可预先对各线缆组中的按预设规则排列的线缆按顺序进行排序，并编号，这样可基于各线缆的编号，确定对应的网格点，测试时，也可以基于编号来进行测量，提高测量效率和测量效果；

具体地，如图1所示，在矩形网格的网格结构中，将第一组线缆中按第一方向平行排列的各线缆分别作为x方向的线缆，分别确定每根第一线缆(Lx1、Lx2、Lx3……Lxi)的x坐标：x1，x2，…，xi，将第二组线缆中按第二方向平行排列的各线缆分别作为y方向的线缆，分别确定每根第二线缆(Ly1、Ly2、Ly3……Lyj)依次编号y1，y2，…，yj，其中，i和j均是大于0的自然数；

网格结构中的各网格点就可以利用(xi，yj)来表示，表示第一组线缆中的第i行的线缆xi与第二组线缆102中的第j行的线缆yj之间形成的交叉点。

依此，当渗滤液流动到与Lxi与Lyj交叉的网格点时，整个电路上的串联电阻为Rxi+Ryj；对应到图1中，其形成回路的电阻值为R1i+R2j，由于任意一组R1i+R2j的电阻之和均是唯一的，因此渗滤液流动到不同位置时候电流表中的电流也时不同的；

每一个电流对应独一无二的R1i和R2j，也即对应相应的Lxi和Lyj，由于Lxi和Lyj的坐标已知，因此每个电流都可以对应相应的位置，准确知道哪个位置发生渗漏。

在本实施例中，给出一组第一线缆和第二线缆分别串联的电阻值，任一第一线缆与任一第二线缆连通后，其叠加后的电阻值为唯一值，如下表所示：

本实施例中，可根据网格结构的排列规则，预先确定各网格点(Xi，Yj)在防渗层下方的位置，或相对位置关系，这样，在后续检测到回路电信号判断时，可及时准确的判断出防渗层中出现渗漏的位置。

对于检测装置，其可以为一个万用表，用于测取形成回路后的阻值，然后对应表格确定出网格点的位置；

当然，可以理解的是，在测取回路的阻值时，要将电源本身的内阻和线缆本身的阻值忽略不计，或调整线缆所串联的电阻使其远大于电源内阻和线缆本身的阻值，从而减少其对测量值的干扰；

另外，还需要将每个网格点连通形成回路的阻值设置为与其他网格点区分较大，从而避免出现测量阻值接近两个网格点对应的阻值的情况，提高判断速度。

也可以选用电流表，利用电流表测取整个回路中的电流情况，通过电源电压计算各个回路在连通时应显示的电流，建立表格，从而利用电流表实时测取查找表格进行对应；

在采用电流表时，未发生泄露、网格点未被接通时，电流表的数据为0。

需要特别指出的是，也可以将检测装置与现有的电脑进行对接，采集回路的数据与预设的表格数值进行对应，利用电脑进行快速判断；在采用人工对应判断时，需要将检测装置布置在便于观察的位置。

对于电源装置，选择能够长时间使用的电源，其能够维持稳定的电压状态即可，其根据现场的情况进行选择即可；在选择对应的电源后，对其电压进行测定，并接入检测系统进行预先的校准和测试，获取对应表格数据。

实施例2

本公开的另一典型实施例中，如图1-图3所示，提供一种填埋区域渗漏检测方法，利用实施例1所述的填埋区域渗漏检测系统。

将线缆呈网格结构布置在主防渗屏障的下方的次级防渗层上，并分别串联电阻接入电源；

检测装置对线缆是否形成回路及回路的阻值进行实时监测；

当未发生渗漏时，线缆均处于开路状态，检测装置获取的电阻值为无限大；

当发生泄漏时，一条第一线缆与一条第二线缆在渗漏处对应的网格处导通形成回路，第一线缆对应的电阻与第二线缆对应的电阻形成串联,检测装置获取回路总电阻值，从而确定渗漏对应网格点的位置。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种填埋区域渗漏检测系统，包括布置在次级防渗层的两组线缆，第一组线缆包括多条第一线缆，第二组线缆包括多条第二线缆，第一组线缆与第二组线缆相互交叉布置形成网格结构，任一第一线缆与任一第二线缆交叉且交叉点对应网格点，各网格点处的两条线缆绝缘设置，其特征在于，第一线缆和第二线缆分别串联有不同的电阻，所有第一线缆的一端分别接入电源的一极，所有第二线缆的一端分别接入电源的另一极，所述网格点用于接收渗漏液并使对应的第一线缆和第二线缆导通形成回路，不同的回路具有不同的电阻值；检测装置用于获取回路对应的第一线缆和第二线缆叠加后的电阻值，从而得到渗漏对应网格点的位置。

2.如权利要求1所述的填埋区域渗漏检测系统，其特征在于，所述线缆布置在带有坡度次级防渗层的预设凹槽内。

3.如权利要求1所述的填埋区域渗漏检测系统，其特征在于，所述第一组线缆对应的多条第一线缆依次间隔平行布置，所述第二组线缆对应的多条第二线缆依次间隔平行布置。

4.如权利要求3所述的填埋区域渗漏检测系统，其特征在于，第一线缆和第二线缆垂直布置，相邻第一线缆的间距和相邻第二线缆的间距依据定位精度进行调节。

5.如权利要求1所述的填埋区域渗漏检测系统，其特征在于，第一线缆对应串联第一电阻，每一第一线缆对应的第一电阻阻值均不相等；第二线缆对应串联第二电阻，每一第二线缆对应的第二电阻阻值均不相等。

6.如权利要求5所述的填埋场区域渗漏检测系统，其特征在于，任一第一线缆与任一第二线缆导通时的总电阻值与其他导通状态下的电阻值均不相等，用于通过电阻值区分定位网格点。

7.如权利要求1所述的填埋区域渗漏检测系统，其特征在于，网格点对应的第一线缆和第二线缆绝缘设置，渗漏液到达网格点位置后使第一线缆和第二线缆导通形成回路，在网格点位置无渗漏液时，回路断开。

8.一种填埋区域渗漏检测方法，其特征在于，利用如权利要求1-7任一项所述的填埋区域渗漏检测系统，包括以下步骤：

将线缆呈网格结构布置在次级防渗层上，并分别串联电阻接入电源；

检测装置对线缆是否形成回路及回路的阻值进行实时监测；

当未发生渗漏时，线缆均处于开路状态，检测装置获取的电阻值为无限大；

当发生泄漏时，一条第一线缆与一条第二线缆在渗漏处对应的网格处导通形成回路，检测装置获取回路总电阻值，并根据电阻值与位置的相对关系，从而确定渗漏对应网格点的位置。

9.如权利要求8所述的填埋区域渗漏检测方法，其特征在于，第一线缆与第二线缆导通形成回路后，第一线缆对应的电阻与第二线缆对应的电阻形成串联。

10.如权利要求8所述的填埋区域渗漏检测方法，其特征在于，所述线缆布置在主防渗屏障的下方。

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