垃圾填埋场土工膜破裂渗漏电压差分矢量测试法术

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Test method of landfill the geomembrane rupture theleakage voltage differential vectorZhang Yixiong ，W ang Shengxue ，He Ping，Zhou Zhicheng2(1.Architecture Design Institute of Chongqing University，Chongqing 400045，China2.Congqing Heping Automation CO.，Ltd.，Chongqing 400039，China)Abstract： A landfill geomemhrane leakage rapid detection method is given，including the test probe test trolley supportingpoles，signal processing circuit，data acquisition systems，GPS positioning device，computer data analysis and model systems；testprobe through the wire andconnecting the high voltage electrode，the negative terminal of the source of high voltage (1 000 V)posi-tive electrode，the high voltage(1 000 V)direct signal source to form a high-voltage DC electric field，using muhi-dimensional vec-tor analysis of the voltage field.The method does not require large-scale dig landfil1.and does not require a large nulnbel ot lay-ing the detection electrode.Unlike the previous flat-voltage field analysis is can rapidly get the direction and location ot the leak-age point，to improve the detection eficiency and reduce labor intensity。

Key words：voltage differential；landfil；leakage；test method垃 圾填 埋 是 我 国 目前运 用 最 广 泛 的城 市 生 活垃 圾处理 技术 和方式 。随着经 济 的增长 和城市 规模 的扩 大 ，城 市生活 垃圾量 持续增 加 ，垃圾填 埋场 的数 量也 随之增加 。对城市 垃圾填埋 场处理 的首要 问题是 防止 填埋场 附近地下 水 及地 表水 受 到垃圾 渗 滤液 的污染 ，因此 ，在合理 选址 的基础上 必须考 虑 防渗 系统 的设 计 。垃圾 填埋 场防渗透 系统 中 ，目前 国 内外 应用 较多 的是用 高密 度聚 乙烯 (HDPE)作人 T衬垫 ，简称 土工膜 。HDPE土 工膜用 于填埋场 防渗 透 ，具 有抗 化学腐蚀 能力 强 和抗 渗性 能好 的优势 。但 HDPE土工 膜 防穿刺 能力较 差 ，很 容易 因施 工基 金项 H ：重 陕市科 技 攻 关 项 H(2010AC7066)64 欢 迎 网上投稿 .con方法、机械操作和环境影响等发生破损 ，形成裂缝 、孔洞和刮痕 等缺 陷 ，降 低 了衬 垫 的防渗 效 果 ，垃圾 渗 滤液 就会通过破 裂位置 流到周 围土壤 中 ，污染 土壤和地 下 水 ，造 成严重 的后 果J。I。

在我 国 ，填 埋嘲 渗滤 液收 集过 程 中出现 的渗 漏 问题越来 越引起 有关部 门的重视 。因此 ，如何快 速 、准确地检测 土 工膜 破裂 是 防止 渗滤 液 污染地 下 水 至关 重 要 的工作 。 目前 ，用于 人工防 渗层 的渗漏 检测方 法 主要为平面 电压 场分 析方法 ，但该 方法 不能检 测深 度方 向的 电压变化 ，仅 从 二维 方 向进行 分析 ，因而不 够 准确 ；此 外 ，采集 的 电压信 号直 接进 行分 析 ，没有经 过 差分 处理 ， 而易受 外界 干扰。由于 大多数检 测方法需 要先 对垃圾填 埋《电子技 术应 用》2013年 第39卷 第8期Power Supply Technology and Its ApplicationC： 区鹾圈 5 接 地 电 阻 j电檄 埋 深之 日的 关 系极半径为 10lIn，埋深为 0.5 m ，土壤 电阻率为 lO0 n·I13，电极 的接地 电阻 和土壤 与 电极问 距离 的关 系 如图 6所示 .不 同电压 F电极 埋 深 对接 地 电阻 的影 响 如 表 1所 示 ，不电压 下接 地 电阻 随 电极直径 的变化 情 况如表 2所 示50 rl。i1O鲻星O0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10i-壤 jIU擞 旧l的距 离/司 6 接 地 电阻 和 土壤 j电 檄 离 的 关系表 l 不 同电压下 电极埋 深对接 地 电 阻 的 影 响表 3 不 同电压 下接 地 电阻随电极 直径 的 变化情 况kD.)- - 80200300表 2 在 不 同电压 下接地 电阻随电极直径的变化情况 fkQ3实 际测试分 析试验 环境 ：长方 型水槽 ，外 形尺寸 为610×370×95 ctn(长x宽×高 )￠ 质 ：电解 质溶 液 (模 拟垃圾 填 埋场 填埋物 ) 使用测 量设 备 ：抗 腐蚀探 针 ，高输入 阻抗精 密放大电路 ，五位半数字万用表 (RD6551)，数字示波器 ，高精度信号发 生器 ，放 电电极 ，卷尺 。信号源 5输 出恒 电流信号 1 mA，探 极 7、8、9随正放 电极 4水平 移动 ，负 放 电极3固定于 液体下 不移动 。分别测 量正放 电极 4与负放 电极 3水平 距离 为 350 cm、250 eIn、150 cm 和 50 cm 4种 状态下 水平和 垂直探极 反映 的电压值 。

数据 如 表 3所 示 ，测 试 结果 表 明 ，随着 正 放 电极 与负放 电极 水平距离减 小 ，通过 垂直探 极测 量 的垂 直方 向66 欢 迎 网上投 稿 .om电压 分量 随放 电极距 离减小 会增 加 ，距 离越 近 卣 阳电压分 量增加 越 H月 。 土 膜 没有漏 洲时 ，给 电铸 发生和远 距离 回流 电极 加电压 能形 成 回路 电势 ，膜 I 俭测 电势检测 小到有漏 f司的信 号 ；当土 膜 有漏 洞时 ，给两 电极加 -定的 电压 ，电势能 利片j通 过膜 洞 1的水 导电形 成供 电回路检测 到信号 ，通 过测 量膜 小 力向电势 差就 町判 断漏洞 的位置 。

本 文探 寻垃 圾 填埋 场 土 质 高 电 位 条件 下 两 电极之 差规律 ，研 究土T 膜破 裂与渗 透液 电流 电场关 系 ，具体研 究 了防渗透 土T膜快 速检测技 术方法通过 测试 电极周 围 多点 电势 分 布(包 括 随深度 变 化电势 分 )，对信 号滤波 、放 大 、调 理 处理 ，由数 据 采 集系统 采得 信 号并存 于计 算机 中 ，然 后 由专 用软 件 建 立模 型 。通过空 间 电势参数 町方便 地进 行空 间矢量分 析 ，得 到 电势 变化 趋势 。移动 测试 小 乍根 居电势变 化 趋 势方 向运 动- 段距 离 ，再 次测 量 电势 分布 ，重新 修上E测 试模 型 。综合各 点信 息并 通过卫 星 GPS定位 ，形 成垃圾 填埋场 内卒 问 电场分 布 图 。若垃 圾 填埋 场 土工 膜 有破 损渗透 ，经 过分 析 空间 电场 分布 图 叮迅 速判 断 L膜 渗透点 。本研 究的优 点 ：f1) 对 垃圾 填埋 场大 规模 酬土 ，不需 要 大量铺 设 检测 电极 ，用 高 压直 流 电法 渗漏 榆 测时采用电势场多维矢量分析方法 ，不同于以前平面 电势场分 析 ，可对 渗漏 点快速 定 向定 位搜 索 。(2)利 午载检测 系统 GPS导航加 快检 测过 程 ，提 高检 测效 率 ，降低劳动 强度 。

(下 转 第 69贝)《电子技术应用》2013年 第39卷 第8期0 2 O 0 0 O 6 2 卯O 0 O 2 2 2 " 黯0 0 0 3 O 0 O O O ，2 8 0 O 0 7 5 0 ∞ ∞O 0 0 3 5 6 蚪0 O 9 5 丝