生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控

　　本书作者近十几年来针对垃圾填埋场运行过程中气液运移引发的典型环境灾害（包括填埋气体火灾与温室效益、气涌顶膜、堆体失稳流滑、渗沥液渗漏污染、底部衬垫及覆盖系统渗漏失效等）的重大工程难题，以多学科交叉研究方法为牵引，系统开展了垃圾填埋场气液灾变机理及控制技术研究。本书是作者对该方面研究成果的系统总结，主要内容包括：研究背景与国内外研究现状，垃圾填埋气体迁移演化的多物理场耦合效应及优化调控，垃圾填埋场渗沥液污染物多相多组分释放传输机理与渗控技术，垃圾填埋堆体失稳与封场覆盖系统失效过程的演化机制及调控。本书涉及力学、化学、生物、环境等学科，对丰富和完善各学科，促进学科间交叉融合具有重要意义。

　　薛强，等

前言 第1章绪论1 1.1引言1 1.1.1垃圾填埋场环境与安全灾变问题1 1.1.2垃圾填埋场工程难题与科技问题4 1.2国内外研究现状6 1.2.1垃圾填埋气体释放迁移机理及收集利用研究进展6 1.2.2垃圾渗沥液污染物释放传输机理及监测研究进展9 1.2.3垃圾填埋场防渗系统性能演化特性及渗控研究进展14 1.2.4垃圾填埋场封场覆盖系统开裂失效机理与控制研究进展21 第2章垃圾填埋气体释放迁移机理及收集系统协同优化调控方法25 2.1填埋气体释放迁移耦合数学模型25 2.1.1填埋气体释放迁移模型基础形式及方程25 2.1.2填埋场内温度释放过程定量描述26 2.1.3填埋气体释放迁移生化—渗流—热耦合动力学模型27 2.2填埋气体收集系统协同优化调控方法及应用28 2.2.1填埋气体收集系统协同优化调控方法28 2.2.2河南省某垃圾填埋场填埋气体收集系统协同优化调控与井群设计32 2.2.3湖北省某垃圾填埋场填埋气体收集系统协同优化调控与井群设计42 第3章垃圾渗沥液污染物释放传输机理与在线监测技术64 3.1垃圾渗沥液产生及运移规律64 3.1.1垃圾填埋堆体内源水产生规律64 3.1.2垃圾填埋堆体渗透系数演化规律70 3.1.3垃圾土—水特征曲线测试及参数反演73 3.2垃圾渗沥液污染物释放传输数值仿真分析78 3.2.1渗沥液污染物释放传输数学模型78 3.2.2渗沥液污染物释放传输数学模型求解89 3.2.3渗沥液污染物释放传输数学模型工程应用98 3.3垃圾填埋场污染物远程在线监测系统140 3.3.1远程在线监测系统硬件组成140 3.3.2远程在线监测系统软件开发148 3.3.3远程在线监测系统的工程应用156 第4章垃圾填埋场防渗系统性能演化特性与生态屏障技术165 4.1渗沥液侵蚀下HDPE土工膜抗拉及刺破特性165 4.1.1渗沥液侵蚀下HDPE土工膜抗拉及刺破试验165 4.1.2渗沥液侵蚀下HDPE土工膜抗拉及刺破特性演化规律169 4.2高浓度溶液侵蚀下GCL渗透特性178 4.2.1高浓度溶液侵蚀下GCL渗透试验178 4.2.2高浓度溶液侵蚀下GCL渗透特性演化规律180 4.3渗沥液侵蚀下黏土固化结石体渗透特性演化与微观机理189 4.3.1渗沥液侵蚀下黏土固化结石体渗透特性演化规律189 4.3.2渗沥液对黏土固化结石体侵蚀作用的微观分析195 4.4可控黏土胶凝固结生态屏障技术及应用214 4.4.1可控黏土胶凝固结生态屏障材料214 4.4.2可控黏土胶凝固结生态屏障技术219 4.4.3可控黏土胶凝固结生态屏障技术工程应用案例225 第5章垃圾填埋场封场覆盖系统开裂失效机制与生态污泥腾发覆盖技术236 5.1填埋场封场覆盖系统开裂失效机理236 5.1.1干湿循环作用下压实黏土层开裂失效机理236 5.1.2开裂过程中压实黏土层热—水—气迁移规律249 5.2填埋场封场覆盖系统开裂失效过程数学模型及应用255 5.2.1封场覆盖系统开裂失效数学模型及求解256 5.2.2封场覆盖系统开裂失效过程数值仿真分析269 5.3填埋场封场覆盖系统失效控制的生态污泥腾发覆盖技术279 5.3.1生态污泥腾发覆盖技术总体构架279 5.3.2生态污泥腾发覆盖材料改性机理281 5.3.3生态污泥腾发覆盖材料力学特性285 5.3.4生态污泥腾发覆盖边坡冲刷特性293 5.3.5生态污泥腾发覆盖系统水分迁移规律301 5.3.6生态污泥腾发覆盖防护基材稳定性310 5.3.7生态污泥腾发覆盖技术工程应用321 参考文献346