垃圾填埋场气体渗透特性与三维运移规律研究

垃圾填埋场气体引发的爆炸或火灾是近年来填埋场发生的主要灾害问题之一，这与填埋场中气体的运移及其受阻密切相关。本课题通过大型室内模型试验，研究垃圾体的产气规律，建立适合我国典型垃圾组分的产气率计算模型；利用自制的导气试验装置测试垃圾土气体渗透系数，提出垃圾土气体渗透系数与各主要影响因素的定量关系；在此基础上，考虑填埋场的成层性和填埋场气体渗透各向异性的影响，建立填埋场气体运移三维计算模型，研究渗滤液回灌、降雨入渗和气井抽气等不同条件下填埋场气体的三维运移规律；提出成层垃圾体中气压力的计算方法，建立填埋场气体收集和排放系统的设计准则。本课题的研究对填埋场的安全性和环境效应的分析，以及现代卫生垃圾填埋场的科学设计都有重大的意义；本课题将促进人们对高度非均质、可降解材料中气体运移特性的深入认识，推动垃圾土中气体运移理论的发展和完善。

填埋场气体引起的爆炸或火灾是近年来我国垃圾填埋场发生的主要灾害问题之一，这与垃圾填埋体中气体运移有着密切的关系，对填埋场气体运移规律的正确认识是合理设计现代卫生填埋场的重要科学依据。本课题研究垃圾体的产气规律，提出垃圾产气量和产气率的合理取值范围，建立适合我国典型垃圾组分的产气率计算模型；针对回灌的渗滤液在填埋场中的运移规律进行了系统研究，建立了考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌运移计算模型；分析渗滤液回灌条件下和不同环境温度条件下垃圾填埋单元中的产气规律；进行垃圾土的气体渗透特性试验，研究垃圾组分、填埋时间、和垃圾体的密实程度对垃圾土气体渗透特性的影响；基于多孔介质流体动力学，考虑垃圾体的降解过程，结合含水量和孔隙比对气体渗透性的影响，考虑气体渗透的各向异性，建立垃圾体中气体三维运移计算模型，对大型室内模型试验的测试结果进行数值模拟，以验证或修正建立的计算模型；研究填埋场渗滤液回灌、降雨入渗和抽气井抽气等不同条件下成层垃圾体中气体运移规律，分析垃圾土的物理与力学参数，以及填埋场的几何参数对填埋场气体运移规律的影响，提出成层垃圾体中气压力的计算方法，建立填埋场气体收集和排放系统的设计准则。本课题的研究对已建垃圾填埋场的安全性和环境效应的合理分析与评价，以及现代卫生垃圾填埋场的科学设计都有重大的意义，将促进人们对高度非均质、可降解材料中气体运移特性的深入认识，推动垃圾土中气体运移理论的发展和完善。