一种降水入渗量测量结构及其建造和测量方法

技术领域

本发明涉及生活垃圾处理技术领域，具体涉及一种降水入渗量测量结构以及该结构的建造方法和使用该结构进行降水入渗量测量的方法。

背景技术

生活垃圾是日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，简易填埋是一种成本较低、维护运行容易的生活垃圾处理方式。生活垃圾简易填埋的过程中会产生易对水体、土壤、大气造成的二次污染的垃圾渗滤液，因此，需要严格在卫生填埋场内进行。

目前，卫生填埋场内处理设施的设计和建造以渗出系数法计算的到的渗滤液产量进行指导，而渗出系数法的计算公式如下：

其中，Q为渗滤液产量，In为降雨量，A

实际使用时，各渗出系数应当依照工程技术规范中的推荐设定，且对计算结果的影响很大。但工程技术规范中给出的渗出系数范围过于宽泛，无法准确地适用于不同地区的不同情况，导致计算得到的垃圾渗滤液产量与实际相差较大。一旦垃圾渗滤液的实际产出量超过填埋场设施能够处理的量，就会导致严重的环境污染，因此，目前只能通过在计算结果的基础上增加较大的偏差允许值进行实际建设来保证填埋场设施的处理能力满足实际需要，这无疑不合理地增加了填埋场设施的建造成本。

通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案：

现有技术1：

张攀,等.垃圾填埋.渗滤液产量预测研究[J].环境工程.2017,35:73-76.

该现有技术调研了全国不同气候区域的填埋场的渗滤液产生量，主要介绍了降雨量和垃圾自身含水率对填埋场渗滤液产量的影响，并从理论上对填埋场渗滤液产量的预测公式进行优化，但该文献并没有在填埋场进行实际实验，没有用实际数据对公式进行拟合，同时也没有研究覆膜后降雨量对填埋场渗滤液的影响。

现有技术2：

杨娜,等.我国填埋渗滤液产量影响因素分析及估算方法构建[J].中国环境科学.2015,35(8):2452～2459

该现有技术介绍了渗滤液产量估算方法，并通过模型方法预测后续渗滤液产量。该技术总结了我国不同地区垃圾填埋场的渗出系数数值。但是，没有提出垃圾渗滤液具体的收集评价方法；同时，该模型预测的垃圾渗滤液产量与实际产量存在5～50％的差异。因此，并不能很好的指导实际的填埋工程。

通过以上的检索发现，以上现有技术没有影响本发明的新颖性；并且以上现有技术的相互组合没有破坏本发明的创造性。

发明内容

本发明正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种降水入渗量测量结构及其建造和测量方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种降水入渗量测量结构，包括渗滤液导排结构和至少一个单元堆体；防渗层铺设于地面挖设的凹坑内，其边沿延伸至所述凹坑外，生活垃圾堆设于所述凹坑内，位于所述防渗层上方，所述凹坑内底部于所述防渗层下方开设盲沟，所述盲沟内以碎石子填充，构成所述单元堆体；渗滤液导排管为穿孔花管，其末端与渗滤液收集桶连通，阀门和流量计设于所述渗滤液导排管上，构成所述渗滤液导排结构；

所述渗滤液导排结构的数量对应所述单元堆体的数量设置，所述渗滤液导排管前端通长埋设于对应的所述盲沟内，所述盲沟由远离所述排涝槽一端向靠近所述排涝槽一端由高至低倾斜设置；所述地面上还设有雨量计并开设排涝槽，所述渗滤液收集桶设于所述排涝槽内。

进一步的，所述防渗层包括两层土工布及设于两层所述土工布之间的防渗膜，其边沿通过各钉设入地面的木桩固定。

进一步的，所述渗滤液收集桶顶部设有可开合的桶盖，所述排涝槽内设有潜水泵，所述潜水泵上设有浮球开关。

进一步的，所述单元堆体的数量为两个，其中任一所述单元堆体的生活垃圾顶部铺设覆盖膜。

一种降水入渗量测量结构的建造方法，用于建造降水入渗量测量结构，包括以下步骤：

步骤一，单元堆体开挖：选择地势较高、易开挖且边坡稳定的区域，于地面开挖两个呈上大下小楔形的凹坑，随后于所述凹坑底部做压实处理，并使凹坑底面呈具有坡度的斜面；

步骤二，施工防渗层：于所述凹坑底面及侧壁做防渗处理，由下至上依次铺设下层土工布、防渗膜和上层土工布，构成边沿延伸至所述凹坑外的地面上的防渗层，随后，沿所述防渗层的边沿施工各木桩，将所述防渗层的边沿与地面锚固；

步骤三，铺设导排结构：于所述凹坑底部开设与所述凹坑底面坡度一致的盲沟，于所述盲沟内设置包裹土工布的渗滤液导排管，并填充碎石子；

随后，将渗滤液收集桶设于排涝槽内，并将所述渗滤液导排管末端与所述渗滤液收集桶连通；

渗滤液导排管上应设有暴露的阀门和流量计；

步骤四，设置排涝结构：将带有浮球开关的潜水泵固定于所述排涝槽内底部，并于测量结构区域内设置雨量计；

步骤五，垃圾填装：于所述凹坑内填装生活垃圾，所述生活垃圾顶部应整平，四周呈斜坡状；

步骤六，垃圾顶部覆膜：于任一所述凹坑内填充的所述生活垃圾的顶部覆盖覆盖膜，所述覆盖膜四周以压块固定，完成施工。

进一步的，所述凹坑挖设于现有填埋场垃圾堆体上或者距离填埋场50m以内的区域。

进一步的，所述凹坑的深度为1m～5m，有效库容为20m

进一步的，所述渗滤液导排管为PE管，所述碎石子的粒径为20mm～60mm，所述防渗膜和所述覆盖膜为HDPE膜，所述渗滤液收集桶上设有刻度，所述阀门为球阀，流量计为旋翼式水表流量计，雨量计为直读式雨量计。

一种降水入渗量测量方法，用于通过降水入渗量测量结构进行降水入渗量的测量，包括以下步骤：

步骤一，判断天气情况，当预判当日降水量大于设定的降水量控制值时，执行步骤三，否则执行步骤二；

步骤二，打开两个阀门，于t

随后，进行步骤四；

步骤三，关闭两个阀门，于t

打开阀门，使对应的单元堆体产生的垃圾渗滤液沿渗滤液导排管流入渗滤液收集桶，当渗滤液收集桶内收集的垃圾渗滤液近满时，关闭该阀门，采集并记录此时渗滤液收集桶收集的垃圾渗滤液的量，随后，清空该渗滤液收集桶，完成单次采集并获得单次采集的垃圾渗滤液收集量；

重复进行单次采集，直至垃圾渗滤液不再连续地流入所述渗滤液收集桶，将各单次采集的垃圾渗滤液收集量相加得到t

步骤四，查看采集和记录的数据量是否满足要求：

如数据量满足要求，进行步骤五；

否则，进行步骤一；

步骤五，对采集和记录的数据进行整理分析，得到降雨量对渗滤液产量和水质的变化规律的影响，并根据降雨量对渗滤液产量和水质的变化规律的影响指导填埋场建造及填埋场垃圾处理工艺的制定。

进一步的，步骤一中的所述降水量控制值为25mm。

本发明提供了一种降水入渗量测量结构及其建造和测量方法，具有以下有益效果：

1、本发明在需要建设设施的填埋场附近建设，最大程度重现填埋场选址现场的气候、气象、地质、有机物、垃圾含水量以及降雨等条件，准确获取不同降雨量、不同垃圾处理工艺条件下垃圾渗滤液的实际产量，以准确的数据进行填埋场设施设计和建造的指导，提高设计的准确性，合理降低设施建造的施工成本；

2、本发明设有多个单元堆体，每个单元堆体可作为相对独立的实验单元，便于进行不同垃圾处理工艺对垃圾渗滤液产量和水质的影响的对比研究；

3、本发明排涝槽内设有带浮球开关的潜水泵，能解决暴雨地区的排涝问题，避免排涝槽内的液体向渗滤液收集桶倒灌，保证实验结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的主视剖视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的左视剖视结构示意图。

图中：

1、单元堆体，11、凹坑，12、防渗层，13、生活垃圾，14、覆盖膜，15、木桩，16、盲沟；2、渗滤液导排结构，21、渗滤液导排管，22、阀门，23、流量计，24、渗滤液收集桶；3、雨量计；4、排涝槽，41、潜水泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～图3所示，其结构关系为：包括渗滤液导排结构2和至少一个单元堆体1；防渗层12铺设于地面挖设的凹坑11内，其边沿延伸至凹坑11外，生活垃圾13堆设于凹坑11内，位于防渗层12上方，凹坑11内底部于防渗层13下方开设盲沟16，盲沟16内以碎石子填充，构成单元堆体1；渗滤液导排管21为穿孔花管，其末端与渗滤液收集桶24连通，阀门22和流量计23设于渗滤液导排管21上，构成渗滤液导排结构2；

渗滤液导排结构2的数量对应单元堆体1的数量设置，渗滤液导排管21前端通长埋设于对应的盲沟16内，盲沟16由远离排涝槽25一端向靠近排涝槽25一端由高至低倾斜设置；地面上还设有雨量计3并开设排涝槽4，渗滤液收集桶24设于排涝槽4内；入渗量测量结构的每个单元堆体1可作为一个独立的实验单元，不同的单元堆体1可根据实际情况，以不同的工艺对其内的生活垃圾13进行处理，以获取不同垃圾处理工艺条件下，实际的垃圾渗滤液产量。

优选的，防渗层12包括两层土工布及设于两层土工布之间的防渗膜，其边沿通过各钉设入地面的木桩15固定。

优选的，渗滤液收集桶24顶部设有可开合的桶盖，排涝槽4内设有潜水泵41，潜水泵41上设有浮球开关；为避免雨量过大时，排涝槽4内水位到达桶盖高度，导致雨水由桶盖与渗滤液收集桶24桶体之间的间隙流入渗滤液收集桶24内与渗滤液收集桶24收集的渗滤液混合，影响渗滤液水质，进而影响采样及测量结果的准确性，排涝槽4内设置带有浮球开关的潜水泵41；当排涝槽4内液面接近桶盖高度时，触发浮球开关，潜水泵41工作，将排涝槽4内的液体向外排出，避免排涝槽4内液体流入渗滤液收集桶24。

优选的，单元堆体1的数量为两个，其中任一单元堆体1的生活垃圾13顶部铺设覆盖膜14。

上述降水入渗量测量结构的建造方法包括以下步骤：

步骤一，单元堆体开挖：选择地势较高、易开挖且边坡稳定的区域，于地面开挖两个呈上大下小楔形的凹坑11，随后于凹坑11底部做压实处理，并使凹坑11底面呈具有坡度的斜面；

步骤二，施工防渗层：于凹坑11底面及侧壁做防渗处理，由下至上依次铺设下层土工布、防渗膜和上层土工布，构成边沿延伸至凹坑11外的地面上的防渗层12，随后，沿防渗层12的边沿施工各木桩15，将防渗层12的边沿与地面锚固；

步骤三，铺设导排结构：于凹坑11底部开设与凹坑11底面坡度一致的盲沟16，于盲沟16内设置包裹土工布的渗滤液导排管21，并填充碎石子；

随后，将渗滤液收集桶24设于排涝槽4内，并将渗滤液导排管21末端与渗滤液收集桶24连通；

渗滤液导排管21上应设有暴露的阀门22和流量计23；

步骤四，设置排涝结构：将带有浮球开关的潜水泵41固定于排涝槽4内底部，并于测量结构区域内设置雨量计13；

步骤五，垃圾填装：于凹坑11内填装生活垃圾13，生活垃圾13顶部应整平，四周呈斜坡状；

步骤六，垃圾顶部覆膜：于任一凹坑11内填充的生活垃圾13的顶部覆盖覆盖膜14，覆盖膜14四周以压块固定，完成施工。

优选的，凹坑11挖设于现有填埋场垃圾堆体上或者距离填埋场50m以内的区域。

优选的，凹坑11的深度为1m～5m，有效库容为20m

优选的，渗滤液导排管21为PE管，碎石子的粒径为20mm～60mm，防渗膜和覆盖膜14为HDPE膜；

渗滤液收集桶24上设有刻度，工作人员可通过滤液收集桶24上的刻度准确获取垃圾渗滤液每日的收集量，也可采集滤液收集桶24内水样进行垃圾渗滤液水质指标的实时检测，并可通过多次检测了解圾渗滤液水质指标的变化情况；

阀门22为球阀，流量计23为旋翼式水表流量计，雨量计3为直读式雨量计；

通过上述建造方法建造的降水入渗量测量结构进行降水入渗量测量时，包括以下步骤：

步骤一，判断天气情况，当预判当日降水量大于设定的降水量控制值时，执行步骤三，否则执行步骤二；

步骤二，打开两个阀门22，于t

随后，进行步骤四；

步骤三，关闭两个阀门22，于t

打开阀门22，使对应的单元堆体1产生的垃圾渗滤液沿渗滤液导排管21流入渗滤液收集桶24，当渗滤液收集桶24内收集的垃圾渗滤液近满时，关闭该阀门22，采集并记录此时渗滤液收集桶24收集的垃圾渗滤液的量，随后，清空该渗滤液收集桶24，完成单次采集并获得单次采集的垃圾渗滤液收集量；

重复进行单次采集，直至垃圾渗滤液不再连续地流入渗滤液收集桶24，将各单次采集的垃圾渗滤液收集量相加得到t

步骤四，查看采集和记录的数据量是否满足要求：

如数据量满足要求，进行步骤五；

否则，进行步骤一；

步骤五，对采集和记录的数据进行整理分析，得到降雨量对渗滤液产量和水质的变化规律的影响，并根据降雨量对渗滤液产量和水质的变化规律的影响指导填埋场建造及填埋场垃圾处理工艺的制定。

实际采集和分析数据时，渗滤液产量可通过称重测定。准确的渗滤液产量信息可以更为准确地确定填埋场渗滤液处理设施需要具备的处理量，合理化指导填埋场渗滤液处理设施的设计和建设。

渗滤液水质指标如pH、化学需氧量、氨氮、总磷指标可按照《水和废水监测分析方法(第四版)》(中国环境科学出版社)记载的方法和标准进行分析。渗滤液水质指标用于指导填埋场垃圾处理工艺的制定，具体制定方法可参照《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)。

优选的，步骤一中的降水量控制值为25mm。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。