›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (5): 1181-1187.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

CCL吸附特性及孔隙率降低对污染物运移的影响

张金利,栾茂田,杨 庆   

  1. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室/土木水利学院岩土工程研究所,大连 116024
  • 收稿日期:2006-07-16 出版日期:2008-05-10 发布日期:2013-07-24
  • 作者简介:张金利,男,1964年生,博士,副教授,主要从事环境岩土工程理论分析、数值计算、实验技术等方面的科研与教学工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50679015);中国科学院武汉岩土力学研究所湖北省环境岩土工程重点实验室开放课题资助项目(No. T110504)。

Numerical analysis of one-dimensional contaminant transport considering linear sorption behaviour and variable porosity of compacted clay liner

ZHANG Jin-li, LUAN Mao-tian, YANG Qing   

  1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)
  • Received:2006-07-16 Online:2008-05-10 Published:2013-07-24

摘要: 假定孔隙均匀地分布于土体的物质空间内和土骨架对污染物的吸附特性服从平衡线性,对基本体积质量关系进行分析,提出了由于土体对污染物的吸附而引起的孔隙率降低的估算公式。在考虑土体孔隙率变化的条件下,建立了污染物一维运移的控制方程,并考虑垃圾生物降解效应、压实黏土衬里(CCL)防渗层、下覆有限厚度含水层等实际情况,确定了初始条件和边界条件。对所建立的初边值问题进行了数值求解,且对某假想填埋场情况进行了变动参数与对比计算,结果表明,由于土颗粒对污染物的吸附所引起的孔隙率降低,显著地降低了污染物对压实黏土衬里的穿透能力。与常孔隙率情况相比,CCL中污染物的峰值浓度降低近10 %,含水层中污染物浓度降低更显著。当考虑土体孔隙率变化时,弥散对污染物运移具有控制作用,分布系数对污染物的运移具有重要影响。

关键词: 孔隙率计算公式, 压实黏土衬里(CCL), 含水层, 污染物, 穿透能力

Abstract: It is assumed that voids are uniformly distributed in the substance space occupied by soils and the sorption of soil skeleton onto the contaminants behaves equilibrium and linear feature. Based on the analysis of basic interrelationship between volume and mass, an empirical formula is presented for evaluating the change of the porosity induced by sorption of soil skeleton. Under the condition of variable porosity, the governing equation for describing one-dimensional contaminant migration is established; and the initial conditions and boundary conditions are formulated for actual conditions including landfill profile, waste degradation and compacted clay liner (CCL) of finite depth in practice. The resulting initial boundary-values issue is numerically solved. Through parametric computations and comparative analyses, it is shown that the reduction of soil porosity induced by sorption of soil skeleton will decrease the breakthrough potential of contaminants into compacted clay liners. Compared with the case of constant porosity, the peak of concentration of contaminant transport in CCL will be reduced 10 % when the variable porosity due to sorption is considered. When the variable effect of soil porosity is taken into account, dispersion mechanism play a controlling role in the contaminant transport and the effect of the distribution coefficient in the sorption equation on contaminant migration is appreciable.

Key words: approximate formula of sorption-induced porosity reduction, compacted clay liner(CCL), aquifer, contaminant, breakthrough capacity

中图分类号: 

  • TV 131.2
[1] 储昭飞,刘保国,张 磊,史小萌,. 孔隙砂岩三轴压缩排水试验及地层失水沉降计算[J]. , 2017, 38(S1): 225-232.
[2] 徐江伟 ,余 闯 ,蔡晓庆 ,杨 萌,. 复合衬层中变系数有机污染物迁移规律分析[J]. , 2015, 36(S1): 109-114.
[3] 李华伟,白 冰,王梦恕,许 韬. 渗透作用下多孔介质中循环浓度污染物的迁移过程研究[J]. , 2015, 36(5): 1306-1312.
[4] 黄 璐 ,赵成刚 ,贺 俊,. 基于混合物理论的水力-化学-力学污染物输运模型研究[J]. , 2015, 36(1): 47-55.
[5] 刘国庆 ,周志芳 ,李兆峰 ,周彦章,. 小尺度含水层热量运移试验研究及热弥散效应评估[J]. , 2015, 36(1): 171-177.
[6] 郑 刚 ,邓 旭 ,刘庆晨 , . 承压含水层减压降水对既有盾构隧道影响研究[J]. , 2015, 36(1): 178-188.
[7] 郑 刚 ,王 琦 ,邓 旭 ,刘庆晨,. 不同地连墙插入深度下承压含水层减压降水对既有隧道的影响[J]. , 2014, 35(S2): 412-421.
[8] 李 涛 ,张志红 ,唐保荣. 太湖疏浚底泥堆场黏土防渗层阻隔污染物的试验研究[J]. , 2012, 33(4): 993-998.
[9] 赵锐锐 ,孟庆辉 ,成建梅. 深部咸含水层CO2注入的流体迁移模拟研究 ——以松辽盆地三肇凹陷为例[J]. , 2012, 33(4): 1247-1252.
[10] 李 涛,刘 利,丁洲祥. 大变形黏土防渗层中的污染物迁移和转化规律研究[J]. , 2012, 33(3): 687-694.
[11] 刘国彬 ,李 青 ,吴宏伟 . 地下水开采引起的次压缩对隧道长期沉降的影响[J]. , 2012, 33(12): 3729-3735.
[12] 许雅琴 ,张可霓 ,王 洋 . 基于数值模拟探讨提高咸水层CO2 封存注入率的途径[J]. , 2012, 33(12): 3825-3832.
[13] 王玉林 ,谢康和,王 坤 ,李传勋 ,黄大中. 非均匀表皮效应对各向异性稳态承压井流的影响[J]. , 2011, 32(7): 2133-2138.
[14] 徐 进,王旭东,刘运航. 地下水向水平井三维流动的有限层分析[J]. , 2011, 32(3): 922-926.
[15] 童 磊,谢康和,卢萌盟,王 坤. 半无限含水层中带衬砌隧洞渗流解析研究[J]. , 2011, 32(1): 304-308.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 李英勇,张顶立,张宏博,宋修广. 边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究[J]. , 2010, 31(1): 144 -150 .
[2] 梁健伟,房营光,谷任国. 极细颗粒黏土渗流的微电场效应分析[J]. , 2010, 31(10): 3043 -3050 .
[3] 赵艳林,韦克宇,吕海波. 混凝土二维骨料随机分布对物质扩散的影响[J]. , 2009, 30(1): 52 -58 .
[4] 孔祥兴,夏才初,仇玉良,张丽英,龚建伍. 平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J]. , 2011, 32(2): 516 -524 .
[5] 赵洪宝 ,谌伦建. 石灰岩热膨胀特性试验研究[J]. , 2011, 32(6): 1725 -1730 .
[6] 陈力华 ,林 志 ,李星平. 公路隧道中系统锚杆的功效研究[J]. , 2011, 32(6): 1843 -1848 .
[7] 郑 刚 张立明 刁 钰. 开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析[J]. , 2011, 32(10): 3089 -3096 .
[8] 丁建文,洪振舜,刘松玉. 疏浚淤泥流动固化土的压汞试验研究[J]. , 2011, 32(12): 3591 -3596 .
[9] 任 松 ,白月明 ,姜德义 ,杨春和 ,陈 结 . 周期荷载作用下盐岩声发射特征试验研究[J]. , 2012, 33(6): 1613 -1618 .
[10] 侯永茂 ,杨国祥 ,葛修润 ,郑宜枫 ,顾沉颖 . 超大直径土压平衡盾构土舱压力和开挖面水土压力分布特性研究[J]. , 2012, 33(9): 2713 -2718 .