生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控 薛强 节能环保 研究背景与国内外研究现状 垃圾填埋气 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030479297

商品编码：25711884308

丛书名： 生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控

出版时间：2017-05-01

基本信息

图书名称：	生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控
作 者：	薛强 等
定价：	145
ISBN号：	9787030479297
出版社：	科学出版社
开本：	16
装帧：	平装
出版日期：	2017-6-1
印刷日期：	2017-6-1

编辑推荐

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 .....

内容介绍

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。

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垃圾填埋场安全与环境风险：挑战与对策 垃圾填埋场作为城市固体废物处理的重要方式，在满足日益增长的城市化需求的同时，也带来了严峻的环境挑战。其中，填埋场内部复杂的气液运移过程是导致一系列环境灾害和安全事故的关键因素，对周边环境和居民健康构成潜在威胁。深入理解这些致灾机理，并在此基础上建立有效的防控体系，是当前可持续发展和环境保护领域亟待解决的重要课题。 一、 填埋场内部气液运移的复杂性 垃圾填埋场并非简单的废物堆积，而是一个动态演化的复杂系统。随着有机物的不断分解，填埋体内部会产生大量的填埋气体，主要成分为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），同时伴有少量硫化氢（H2S）、氨气（NH3）等有害气体。这些气体的产生、分布和运移受到填埋体性质、水分含量、温度、压力梯度以及外部环境因素（如降雨、地下水位变化）等多种因素的综合影响，呈现出高度非线性和不确定性。 气体产生与赋存： 垃圾中的有机物在厌氧条件下微生物作用下，经过水解、酸化、甲烷生成等阶段，逐步转化为填埋气体。这些气体溶解在填埋体的孔隙水中，或以气相形式存在于填埋体的孔隙和裂缝中。气体产量的变化与垃圾的成分、填埋年限、温度等密切相关。 气体运移： 填埋场内部存在多种驱动气体运移的因素。 压力驱动： 气体产生产生的内生压力，以及温度变化、大气压变化、降雨引起的地下水位波动等外部因素造成的压力梯度，都会驱动气体在填埋体孔隙和裂缝中流动。 扩散： 气体在浓度梯度驱动下，会发生分子扩散，从高浓度区域向低浓度区域迁移。 对流： 当填埋体内部存在明显的温度梯度时，会产生热对流，加速气体的运移。 裂缝与通道： 填埋体在沉降、固结过程中容易产生裂缝和不均匀沉降，这些裂缝和通道成为气体快速迁移的“捷径”，极大地影响了气体的分布和排放。 水分的交互影响： 填埋体内的水分不仅是微生物分解有机物的必要条件，也对气体的产生、溶解和运移产生重要影响。 气体溶解： 水分能溶解大量的CH4和CO2，影响气体的有效产出和迁移。 渗透性改变： 水分的充盈会改变填埋体的渗透性，阻碍气体扩散，同时也可能通过改变孔隙压力来影响气体运移。 水相运移： 填埋体中的渗滤液（即垃圾中挥发性物质遇水分解产生的液体）的产生和流动，与填埋气体的运移相互关联，可能形成复杂的“气-液耦合”运移体系。 二、 气液运移导致的灾害机理 填埋场内部复杂的气液运移过程，如果控制不当，极易引发一系列环境和安全事故，对人类活动和生态环境造成严重危害。 环境污染： 土壤与地下水污染： 填埋气体中的有害成分（如H2S）以及溶解在渗滤液中的污染物，可能通过气体渗透和渗滤液渗漏，污染填埋场周边的土壤和地下水，威胁饮用水源安全，影响生态系统健康。 大气污染： 未经有效收集和处理的填埋气体逸散到大气中，不仅会产生恶臭，降低空气质量，其主要成分CH4更是重要的温室气体，加剧全球气候变化。H2S等有毒气体对人体健康存在直接危害。 安全事故： 火灾与爆炸： 填埋场产生的填埋气，特别是甲烷，具有易燃易爆性。当填埋气体浓度达到爆炸极限，并遇到火源（如静电、明火、高温等）时，极易引发火灾和爆炸事故，造成人员伤亡和财产损失。这些事故往往发生在填埋场内部、垃圾堆体表面，甚至扩散至周边建筑物。 结构不稳定： 气体在填埋体内部产生压力，特别是当气体集聚在局部区域形成高压时，会对外围的防渗结构、覆盖层以及填埋体本身产生附加应力，可能导致结构变形、开裂，甚至发生滑坡等次生灾害。 对周边设施的影响： 气体向地下的扩散可能穿透地基，影响周边建筑物（如地下室、管线）的安全；气体的逸散也可能侵蚀金属结构，缩短其使用寿命。 三、 国内外研究现状与挑战 几十年来，世界各国在填埋场气液运移致灾机理与防控方面进行了大量的研究，并取得了一定的进展。 机理研究： 数值模拟： 采用多孔介质理论、流体力学、传质传热等理论，结合数值模拟软件（如FEFLOW, COMSOL, FLAC等），建立了填埋气和渗滤液运移的数学模型。这些模型能够模拟气体产量的变化、气体在填埋体内的分布、气体向外部的排放规律，以及渗滤液的渗流过程。研究的重点在于耦合气液耦合运移，考虑裂缝对运移的影响，以及不同填埋体材料的渗透性变化。 试验研究： 通过室内物理模拟试验和现场试验，研究不同影响因素（如含水率、温度、填埋气体组分、裂缝发育程度）对气液运移的影响规律。例如，通过设置小型模拟填埋场，监测不同条件下的气体产出量、气体压力分布、渗滤液产生量和成分变化等。 监测技术： 研发和应用各种监测技术，如气体监测仪、温度传感器、压力计、地下水位计、土壤气体采样设备等，以实时或定期监测填埋场内部的气液运移状态。 防控技术： 气体收集系统： 广泛采用气体收集井、水平导气管、导气盲沟等构成的气体收集系统，用于收集填埋场产生的填埋气体，并将其输送到处理设施（如焚烧、发电）或安全排放。研究重点在于优化收集系统的设计（井的间距、深度、导气材料），提高收集效率，减少气体逃逸。 渗滤液处理系统： 建立有效的渗滤液收集和处理系统，防止其污染地下水和土壤。 防渗与覆盖技术： 采用防渗膜、黏土衬垫等技术，防止渗滤液渗漏；采用覆盖层（包括日常覆盖、阶段覆盖和最终覆盖），减少雨水渗入，控制气体逸散，并为后期土地利用提供基础。 结构稳定控制： 通过优化填埋体堆砌方式、控制填埋速度、设置支撑结构等，提高填埋体的稳定性。 气体处理与资源化利用： 将收集到的填埋气体进行净化处理，用于发电、供热，或提纯为生物天然气，实现资源化利用，减少温室气体排放，并带来经济效益。 面临的挑战： 尽管研究已取得显著进展，但填埋场气液运移致灾机理与防控仍面临诸多挑战： 复杂性与不确定性： 填埋场内部物质成分极其复杂，分解过程动态变化，气液运移受多重因素耦合影响，模型准确性难以完全达到工程预测的精度。 长期监测与评估： 填埋场是一个长效的污染源，其气液运移及其潜在风险可能持续数十年甚至上百年，需要长期的、连续的监测和评估体系。 裂缝与非均质性： 填埋体内部裂缝的发育是导致气体快速运移和逃逸的重要原因，但裂缝的形成、扩展和连通性难以精确预测和控制。填埋体材料的非均质性也增加了运移规律分析的难度。 耦合机理深化： 气、液、固三相耦合运移的机理尚需进一步深化，尤其是在考虑复杂含水率变化、温度波动以及不同类型填埋物对运移影响的方面。 成本效益与技术推广： 许多先进的防控技术在经济性上仍存在挑战，如何推广高效、经济的防控技术，提高填埋场的整体安全性和环保水平，是亟待解决的问题。 老旧填埋场的改造与管理： 大量已建成的老旧填埋场，其设计和建设标准较低，缺乏有效的防渗和气体收集系统，存在巨大的安全和环境隐患，对其进行有效的风险评估和改造是一项艰巨的任务。 未来研究方向： 未来的研究应更加聚焦于： 1. 精细化数值模拟与预测： 发展更精密的数值模型，耦合气、液、固三相运移，考虑裂缝网络和非均质性，提高预测精度，为工程设计提供可靠依据。 2. 智能化监测与预警系统： 结合物联网、大数据和人工智能技术，建立实时、智能化的监测与预警系统，能够及时发现异常变化，并发出预警信号，实现主动式风险管控。 3. 新型防控材料与技术： 研发具有更高性能的防渗材料、更有效的气体收集材料，以及适用于不同填埋场条件的创新性防控技术。 4. 长期演变与退役评估： 深入研究填埋场在长期运行和退役过程中的气液运移演变规律，为填埋场的封场、修复和土地再利用提供科学指导。 5. 多学科交叉融合： 加强环境工程、土木工程、化学、生物学、信息技术等多个学科的交叉融合，从更广阔的视角解决填埋场气液运移致灾与防控问题。 通过持续深入的研究和技术创新，必将能够更有效地应对垃圾填埋场带来的环境与安全挑战，实现垃圾处理的可持续发展，为建设健康、安全、宜居的社会环境贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

看到“垃圾填埋气”这个关键词，我 immediately 联想到它既是潜在的危险源，也是可以被回收利用的宝贵资源。这本书的标题“生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控”似乎正是围绕这一核心展开。我非常好奇书中会如何详细地阐述“气液运移”是如何导致“致灾”的。这可能涉及到物理学、化学、地质学等多学科的知识。例如，填埋体内部气体的产生与积聚，是否会增加填埋体的压力，导致结构失稳？渗滤液的渗透与扩散，又会对周围的土壤和地下水产生怎样的影响？而“防控”部分，则是我最期待的内容。它是否会提供关于填埋场选址、设计、运营、监测以及气体收集与处理等方面的技术指南？尤其是关于垃圾填埋气的有效收集和利用，这不仅能减少温室气体排放，还能带来经济效益。这本书能否为我们提供一些成功的案例和前沿的技术，从而指导我们如何将垃圾填埋场从一个潜在的污染源，转变为一个更加环保、可持续的能源和资源利用场所，是我非常关注的。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是它非常有学术价值和实用意义。从“研究背景与国内外研究现状”这个环节，我能预见到作者在撰写此书时，一定进行了大量的文献梳理和资料收集，力求为读者呈现一个全面、客观的研究图景。这对于想要了解某一领域前沿动态的读者来说，无疑是极大的福音。能够在一个相对集中的篇幅内，梳理出国内外在该领域的最新研究成果、存在的问题以及发展趋势，无疑能够帮助读者快速建立起对该课题的宏观认识，并找到自己感兴趣的切入点。而“生活垃圾填埋场气液运移致灾机理”的深入探讨，更是这本书的灵魂所在。气液在填埋体内的运移是一个复杂的多相流过程，涉及到传质、传热、化学反应等多个方面，并且与填埋体的结构、填埋方式、环境条件等密切相关。理解其机理，是有效防控的基础。我期待这本书能用严谨的科学语言，清晰地阐述这些复杂的科学原理，让读者能够真正理解垃圾填埋场产生的环境风险是如何形成的，以及这些风险又可能引发哪些具体的灾害。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控”本身就带有很强的吸引力，因为它触及了一个普遍存在但又常常被忽视的环境问题。在大多数人的认知里，垃圾填埋场似乎只是一个处理垃圾的场所，但这本书将目光聚焦在“气液运移”这样一个具体而关键的环节，并将其与“致灾机理”联系起来，这显然是一个非常深入的视角。我猜想，书中会详细解析垃圾填埋过程中产生的各种气体（如甲烷、二氧化碳等）以及渗滤液，是如何在填埋体内部进行迁移、转化，并最终可能导致地质不稳定、气体泄漏、地下水污染等一系列环境问题。这种对“机理”的深入挖掘，对于解决问题的“防控”至关重要。如果不知道问题是如何产生的，就很难找到真正有效的解决方案。我希望这本书能够像一本“诊断手册”一样，帮助我们准确地“诊断”垃圾填埋场可能面临的风险，并提供一套“治疗方案”，指导我们如何科学地进行设计、运营和管理，以最大限度地降低这些风险。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的标题，我脑海中立刻浮现出许多与垃圾填埋场相关的画面，有曾经的“白色污染”，有对地下水安全的担忧，也有关于新能源利用的讨论。而“气液运移致灾机理与防控”这个副标题，则精准地指出了这本书的核心内容——它不仅仅是描述现象，更是要揭示现象背后的科学原理，并在此基础上给出解决方案。对于我这样的读者来说，最期待的就是能够理解“为什么会发生这种致灾情况”，以及“有哪些方法可以有效避免或减轻这些灾害”。书中提及的“薛强”和“节能环保”字样，让我对作者的专业背景和研究方向有了初步的认识，这无疑增强了我对书籍内容的信任度。在当今社会，“节能环保”早已不是一句口号，而是实实在在需要我们去实践的课题。垃圾填埋场作为城市固体废物处理的重要环节，其产生的环境问题如果得不到妥善解决，将会对居民生活和生态环境造成长期的负面影响。我希望这本书能提供一些具体的技术细节和案例分析，帮助我们更直观地了解这些复杂的环境问题，并激发大家共同参与到环境保护的行动中来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，深蓝色的主色调搭配金色的书名，显得专业而有深度。从书名“生活垃圾填埋场气液运移致灾机理与防控”就能感受到它聚焦于一个非常重要的环保议题，而且是从科学机理出发，探讨如何解决实际问题。这种扎实的研究方向，对于关注环境工程、城市规划以及可持续发展领域的读者来说，无疑具有极大的吸引力。我个人对垃圾填埋场的环境影响一直很关心，尤其是那些潜在的灾害风险，比如甲烷等有害气体的泄漏，以及渗滤液对土壤和地下水的污染。这本书似乎能提供一个系统性的解答，深入剖析这些复杂的相互作用过程，并且提出切实可行的防控策略。在目前的社会发展阶段，如何有效地管理和处理日益增长的生活垃圾，减少其对环境的负面影响，是摆在我们面前的一大挑战。我相信，这本书的出现，将为相关领域的科研人员、工程师以及政策制定者提供宝贵的参考，甚至可能启发新的研究思路和技术创新。