我国有众多的简易垃圾填埋场和天然堆场,对周围环境存在严重威胁。目前对填埋场污染物迁移机理的认识还不够深入,也没有能全面考虑多场耦合的污染物迁移数值模型。本项目结合土柱试验和离心模型试验,研究目标污染物在场底饱和/非饱和土层中的迁移机理;通过Batch试验、弥散试验、土柱试验和离心模型试验研究水泥-膨润土帷幕的防渗阻滞机理;基于多场耦合理论建立同时考虑对流、扩散、吸附和降解的数值模型,模拟污染物在场底土层和防渗帷幕中迁移的全过程,并使用现场测试和离心模型试验数据对数值模型进行验证;通过变参数分析研究污染物、土层和防渗帷幕各参数对污染物迁移的影响规律,确定控制污染物迁移的主导因素,据此探讨水泥-膨润土帷幕的适用性及相应的设计参数。本项目研究对国内众多填埋场污染防治具有实际意义;对于进一步揭示填埋场污染物迁移机理,发展多场耦合的科学前沿理论,促进岩土与环境工程的学科交叉,具有重要理论意义。
landfills;contaminant migration;pollution control;clay-bentonite;
土壤和地下水污染防治日益受到重视,研究土壤中污染物迁移机理及污染防治方法具有重要意义。本项目通过室内试验、理论解析和数值模拟等手段,揭示土层中的污染物迁移机理,研究以垂直防渗帷幕进行污染防控的适用性及效果。进行了室内土柱的弱对流-扩散试验,研究了土-膨润土混合样的渗透和扩散性能;进行离心机试验研究了氯离子在土-膨润土中的迁移扩散,并探讨了离心机中污染物迁移的比尺和相似规律;开发设计非饱和土柱的对流-扩散装置,研究非饱和土中污染物迁移机理;提出一种测定高塌落度防渗墙填料扩散系数的透析试验方法;给出统一形式边界条下有限厚度土层中污染物对流-扩散-吸附解析解,探讨了土柱试验拟合应采用的解析解类型;建立数值模型考虑对流、扩散、吸附作用模拟污染物迁移过程,通过土柱试验和离心机试验进行验证,探讨了模型中弥散度取值,研究了土-膨润土防渗墙用于污染防治和防渗补强的效果。结合本项目共发表论文8篇,其中SCI或EI收录8篇。