一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法技术

本发明专利技术公开了一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，包括以下步骤：划定污染场地的边界，对污染场地进行检测以获取污染参数；根据污染参数和一维对流弥散模型进行简化计算，以获取污染场地边界所设置的竖向隔离屏障的总厚度；对竖向隔离屏障的总厚度进行判断是否需要采用多功能阻隔墙体的设计；采用多功能阻隔墙体的设计是指将常规竖向隔离屏障中的中层阻隔材料隔离屏障替换为中层降解材料隔离屏障，将中层阻隔材料隔离屏障的厚度D2同中层降解材料隔离屏障的厚度D4进行等效计算。本发明专利技术的优点是：基于土壤中污染物迁移机理采用阻隔+降解机理进行设计，提高隔离屏障的服役年限，同时可减少隔离屏障厚度，降低工程造价。低工程造价。低工程造价。

【技术实现步骤摘要】
一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法


[0001]本专利技术属于环境岩土
，具体涉及一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法。

技术介绍

[0002]污染隔离技术，是指通过铺设阻隔层阻断土壤介质中污染物迁移扩散的途径，使污染介质与周围环境隔离，避免污染物与人体接触和随降水或地下水迁移进而对人体和周围环境造成危害的技术。上世纪90年代年开始，垂直隔离法在国内外获得了较高的关注，但污染场地垂直阻隔技术在国内的应用还属于起步阶段，相关工程实例仍然较少。
[0003]经过多年的实践和探索，土
‑
膨润土防渗墙、塑性混凝土防渗墙、水泥
‑
膨润土防渗墙（自凝灰浆）、土工膜
‑
膨润土泥浆复合防渗墙、普通混凝土防渗墙、水泥土搅拌桩墙、灌浆帷幕、钢板桩防渗墙等隔离形式逐渐应用在垃圾填埋场及污染场地的风险阻隔当中。不同形式的隔离屏障在经济性、可施工性、长期服役性能等方面各自发挥着优势。
[0004]在设计方法方面，虽然隔离屏障越来越多地应用于污染治理和防治工程中，但是其设计理念却一直未能达成统一，国内外学者针对垂直隔离屏障开展了深入和广泛的研究，获得了较多的成果，但也暴露出了一定的问题。一方面，目前的研究更多的是针对垂直屏障的隔离材料、设计方法、施工工艺、修复应急措施等方面，对隔离屏障的设计及施工形式的研究相对不足。另一方面，隔离屏障短期效果与长期服役性能的矛盾难以协调，过于理想化的设计忽略了降雨、蒸发等引起的水力边界条件改变本专利技术基于污染物的迁移机理，引入新型降解型材料，具备降解+阻隔功能的垂直隔离屏障设计方法，使得污染物在被隔离墙阻隔的同时，产生降解作用，提高隔离屏障的服役年限。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，该设计方法基于土壤中污染物迁移机理，引入新型降解型材料，具备降解+阻隔功能的垂直隔离屏障设计方法，使得污染物在被隔离墙阻隔的同时，产生降解作用，提高隔离屏障的服役年限。
[0006]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，其特征在于所述设计方法包括以下步骤：S1：划定污染场地的边界，对所述污染场地进行检测以获取污染参数，所述污染参数包括污染深度和污染类型；S2：根据所述污染参数和一维对流弥散模型进行简化计算，以获取所述污染场地边界所设置的竖向隔离屏障的总厚度x；S3：对经计算获得的所述竖向隔离屏障的总厚度x进行判断是否需要采用多功能
阻隔墙体的设计，判断方法为：若所述竖向隔离屏障的总厚度大于D1+D3，则进入步骤S4；若所述竖向隔离屏障的总厚度小于或等于D1+D3，则所述竖向隔离屏障采用常规阻隔材料墙体；其中，D1和D3为常规竖向隔离屏障的内层阻隔材料隔离屏障的厚度和外层阻隔材料隔离屏障的厚度；所述常规竖向隔离屏障自内向外依次包括所述内层阻隔材料隔离屏障、中层阻隔材料隔离屏障以及所述外层阻隔材料隔离屏障；S4：将所述竖向隔离屏障采用多功能阻隔墙体的设计是指将所述常规竖向隔离屏障中的所述中层阻隔材料隔离屏障替换为中层降解材料隔离屏障，将所述中层阻隔材料隔离屏障的厚度D2同所述中层降解材料隔离屏障的厚度D4进行等效计算，以获得等效替代后的所述中层降解材料隔离屏障的厚度D4。
[0007]所述竖向隔离屏障的布置深度不小于所述污染深度。
[0008]所述污染类型分为挥发性污染和非挥发性污染，对所述污染类型为挥发性污染的所述污染场地上还布置有水平隔离屏障。
[0009]所述污染参数还包括所述污染场地内污染物的有效扩散系数D
e
、阻滞因子R
d
以及所述污染场地中污染物的初始浓度C0。
[0010]步骤S2中所述竖向隔离屏障的总厚度x的计算公式为：式中：x为所述竖向隔离屏障的总厚度，单位为m；t为所述竖向隔离屏障采用阻隔材料时的服役年限，单位为year；D
e
为所述污染场地内污染物的有效扩散系数，单位为m2/year；R
d
为阻滞因子，无量纲；C0为所述污染场地中污染物的初始浓度，单位为mg/L；v为地下水流速，单位为m/s；C为所述污染场地中污染物的实时浓度，单位为mg/L；步骤2中根据隔离需求设定服役年限t并设定C/C0=0.1。
[0011]步骤S3中，黏性土地区采用双轴搅拌桩时，D1及D3为0.7m；采用三轴搅拌桩时，D1及D3为0.85m。
[0012]步骤S4中所述中层降解材料隔离屏障的厚度D4的计算方法为：S4.1：计算所述污染场地内的污染物经所述内层阻隔材料隔离屏障后的相对浓度C
D1
，计算公式为：；式中：D1为所述内层阻隔材料隔离屏障的厚度，单位为m；
R
d
为阻滞因子，无量纲；D
h
为所述内层阻隔材料隔离屏障的高度，单位为m；v为地下水流速，单位为m/s；t为污染物在所述内层阻隔材料隔离屏障内的停留时间；S4.2：利用计算公式C
D2
=0.1/C
D1
，计算所述中层阻隔材料隔离屏障后污染物的相对浓度CD2，相对浓度CD2等效为所述中层降解材料隔离屏障后污染物的相对浓度CD4；S4.3：利用C
D2
=CD4=C
D1
exp (
‑
k1t1)，计算污染物在所述中层降解材料隔离屏障内的停留时间t1，其中k1为所述中层降解材料隔离屏障内的降解材料的一节反应速率；S4.4：计算所述中层降解材料隔离屏障的厚度D4，计算公式为：D4=t1v。
[0013]本专利技术的优点是：基于土壤中污染物迁移机理采用阻隔+降解机理进行设计，提高隔离屏障的服役年限，同时可减少隔离屏障厚度，降低工程造价。
附图说明
[0014]图1为本专利技术中竖向隔离屏障总厚度的示意图；图2为常规竖向隔离屏障结构示意图；图3为本专利技术中采用多功能阻隔墙体的竖向隔离屏障结构示意图。
具体实施方式
[0015]以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1
‑
3，图中各标记分别为：竖向隔离屏障1、内层阻隔材料隔离屏障2、中层阻隔材料隔离屏障3、外层阻隔材料隔离屏障4、中层降解材料隔离屏障5、常规竖向隔离屏障6。
[0016]实施例：如图1、2、3所示，本实施例具体涉及一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，该竖向隔离屏障设计方法包括以下步骤：（S1）划定污染场地的边界，对污染场地进行检测以获取污染参数，污染参数包括污染深度和污染类型；通过检测污染深度以确定竖向隔离屏障的设置深度，即需要将竖向隔离屏障的设置深度深于污染深度；污染类型分为挥发性污染和非挥发性污染，对属于挥发性污染的污染场地上还布置有水平隔离屏障。
[0017]此外，污染参数还包括污染场地内污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，其特征在于所述设计方法包括以下步骤：S1：划定污染场地的边界，对所述污染场地进行检测以获取污染参数，所述污染参数包括污染深度和污染类型；S2：根据所述污染参数和一维对流弥散模型进行简化计算，以获取所述污染场地边界所设置的竖向隔离屏障的总厚度x；S3：对经计算获得的所述竖向隔离屏障的总厚度x进行判断是否需要采用多功能阻隔墙体的设计，判断方法为：若所述竖向隔离屏障的总厚度大于D1+D3，则进入步骤S4；若所述竖向隔离屏障的总厚度小于或等于D1+D3，则所述竖向隔离屏障采用常规阻隔材料墙体；其中，D1和D3为常规竖向隔离屏障的内层阻隔材料隔离屏障的厚度和外层阻隔材料隔离屏障的厚度；所述常规竖向隔离屏障自内向外依次包括所述内层阻隔材料隔离屏障、中层阻隔材料隔离屏障以及所述外层阻隔材料隔离屏障；S4：将所述竖向隔离屏障采用多功能阻隔墙体的设计是指将所述常规竖向隔离屏障中的所述中层阻隔材料隔离屏障替换为中层降解材料隔离屏障，将所述中层阻隔材料隔离屏障的厚度D2同所述中层降解材料隔离屏障的厚度D4进行等效计算，以获得等效替代后的所述中层降解材料隔离屏障的厚度D4。2.根据权利要求1所述的一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，其特征在于所述竖向隔离屏障的布置深度不小于所述污染深度。3.根据权利要求1所述的一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，其特征在于所述污染类型分为挥发性污染和非挥发性污染，对所述污染类型为挥发性污染的所述污染场地上还布置有水平隔离屏障。4.根据权利要求2所述的一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，其特征在于所述污染参数还包括所述污染场地内污染物的有效扩散系数D
e
、阻滞因子R
d
以及所述污染场地中污染物的初始浓度C0。5.根据权利要求4所述的一种污染场地内包含有降解层的竖向隔离屏障设计方法，其特征在于步骤S2中所述竖向隔离屏障的总厚度x的计算公式为：式中：x为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈婷婷，吴育林，王哲，王振梁，
申请(专利权)人：上海勘察设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：