一种危险废物填埋场的在线渗漏定位监测系统的制作方法

本发明属于填埋场渗漏监测领域，具体涉及一种危险废物填埋场的在线渗漏定位监测系统。

背景技术：

危险废物填埋场是专门用于填埋处置危险废物的填埋场,而防渗系统是填埋场必不可少的设施之一，其作用是将填埋场内外隔绝，控制渗滤液进入粘土及地下水和阻止外界水进入填埋场增大渗滤液的产生量；目前防渗系统采用的防渗材料主要包括粘土和人工合成材料，人工合成材料最常用的是高密度聚乙烯（hdpe）防渗膜。目前的研究表明，几乎所有的填埋场均会出现渗漏，在质量好费用高的工程中渗漏率相对较低；其次，填埋时产生的漏洞和hdpe膜容许一些化学物质通过会使渗漏率更大，对地下水的污染也将更大。

因此，为了防止地下水污染，填埋场防渗漏检测就格外重要,目前常用的检测手段，如渗漏监测井检测，只能检测渗漏的存在而无法准确定位渗漏位置；如电极格栅检测，在检测过程中因土壤的电阻率不均匀等因素，导致检测的渗漏孔位置定位精度较低，易出现定位不够准确的情况。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种危险废物填埋场的在线渗漏定位监测系统。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种危险废物填埋场的在线渗漏定位监测系统，所述危险废物填埋场的防渗结构包括第一hdpe防渗膜、渗漏检测层、第二hdpe防渗膜，所述在线渗漏定位监测系统包括检测系统和监控管理系统，所述检测系统包括渗漏感应线层、跳接线、定位控制器、以及主控制器，所述渗漏感应线层布设于所述渗漏检测层与所述第一hdpe防渗膜之间，所述渗漏感应线层为一层等间距排布的渗漏感应线，所述渗漏感应线的布置方向与所述渗漏检测层的排水方向相垂直，所述跳接线连接在所述渗漏感应线的一端、且所述跳接线的另一端沿填埋场的边坡向上延伸并从填埋场的边坡坡顶穿出与所述定位控制器连接，所述定位控制器通过电信号与主控制器连接，所述主控制器通过电信号与所述监控管理系统连接。

本发明的进一步地技术方案，所述渗漏感应线均置于穿孔套管内、且所述穿孔套管上按固定间距设置有对穿式通孔结构。

本发明的进一步地技术方案，所述渗漏感应线为抗酸碱感应线。

本发明的进一步地技术方案，所述对穿式通孔结构的截面呈十字交叉形、且所述穿孔套管上相邻的两个对穿式通孔结构呈角度错位设置。

本发明的进一步地技术方案，所述相邻的两个对穿式通孔结构的错位角度优选为45°。

本发明的进一步地技术方案，所述穿孔套管采用黑色hdpe塑料管，抗压强度为1.6mpa。

本发明的进一步地技术方案，所述第一hdpe防渗膜与所述第二hdpe防渗膜之间且位于所述渗漏检测层的排水方向的下游设有渗漏监测井，所述填埋场边坡上设有与所述渗漏监测井连通的边坡斜管井，所述边坡斜管井在边坡坡顶穿出所述第二hdpe防渗膜后进入填埋场外部空间。

本发明的进一步地技术方案，所述监测系统还包括现场报警装置，所述现场报警装置与所述主控制器连接，所述主控制器通过定位控制器传递的信息使现场报警装置报警。

本发明的进一步地技术方案，所述的现场报警装置为多媒体报警装置，优选声光报警器、短信猫、电话拨号报警器中的一个或多个。

本发明的进一步地技术方案，所述第一hdpe防渗膜下方可埋设另一渗漏感应线层。

有益效果：

1、本发明根据填埋场场底的排水坡率，在渗漏检测层与第一hdpe防渗膜之间布设一层与渗漏检测层排水方向相垂直的渗漏感应线层，渗漏检测层收集的渗漏溶液沿排水方向流动并与渗漏感应线接触引发检测信号异常，通过定位控制器计算渗漏感应线湿润点位置，实现第二hdpe防渗膜出现渗漏孔的精确定位；

2、本发明中所述的定位控制器发出的检测信号传输至主控制器汇总后传输至监控管理系统，由监控管理系统对监控数据进行统一管理，当填埋场出现渗漏事故时可自动报警；

3、本发明所述的危险废物填埋场的在线渗漏定位监测系统可实现对第二hdpe防渗膜中多个渗漏孔的同时定位，监控管理系统可以在发生渗漏的第一时间记录所有渗漏孔的位置坐标，为后续防渗层修复提供依据。

4、本发明通过在渗漏感应线外部设置穿孔套管，对渗漏感应线进行保护，同时在穿孔套管上设置对穿式通孔结构，使渗漏溶液能与穿孔套管内的渗漏感应线接触；由于渗漏感应线及配套的跳接线、钢丝绳分别安装在穿孔套管和实壁套管内，在填埋场运行过程中可以快速更换渗漏感应线。

5、本发明中套设跳接线和钢丝绳的实壁套管末端穿出地面后设置活动端盖，打开活动端盖后可以通过实壁套管排出空气，同时在第一hdpe防渗膜和第二hdpe防渗膜之间设置一渗漏监测井，渗漏监测井通过边坡斜管井与外界接通，由此通过边坡斜管井、渗漏监测井、穿孔套管以及实壁套管为渗漏感应线层形成完整的通风管路系统，通过鼓风机从边坡斜管井向井内鼓风去除渗漏感应线表面的湿汽和结露，保持渗漏感应线表面干燥，防止感应线表面结露造成误报警。

6、本发明中渗漏感应线选用的抗酸碱感应线，耐受酸碱度范围0<ph<14，适用危险废物填埋场渗滤液腐蚀性强的应用条件。

7、本发明危险废物填埋场的在线渗漏定位监测系统，除了可以应用于危险废物填埋场的防渗层渗漏监测外，也可以应用于其它大面积防渗的堆场和水库，如一般工业固废填埋场、生活垃圾填埋场、生活垃圾焚烧飞灰填埋场、大型工业污水池等。

附图说明

图1为本发明中在线渗漏定位监测系统的原理示意图；

图2为本发明中铺设在填埋场的监测系统的结构示意图；

图3为本发明中监测系统的平面布置示意图；

图4为本发明中穿孔套管纵截图的示意图；

图5为本发明中穿孔套管横截图的示意图；

图6为本发明实施例1的排水方向与渗漏感应线的关系示意图；

图7为本发明实施例2的排水方向与渗漏感应线的关系示意图；

图中：1、填埋场场底；2、填埋场边坡；3、第一hdpe防渗膜；4、渗漏检测层；5、第二hdpe防渗膜；6、渗漏感应线层；6-1、渗漏感应线；7、跳接线；8、定位控制器；9、主控制器；10、监控管理系统；11、穿孔套管；12、现场报警装置；13、终止端接头；14、实壁套管；15、钢丝绳；16、塑料立管。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如图1和图2所示，本发明中所述填埋场的主防渗结构包括以下设置的第一hdpe防渗膜、渗漏检测层、第二hdpe防渗膜，本发明所述的在线渗漏定位监测系统包括检测系统和监控管理系统，所述检测系统包括渗漏感应线、跳接线、定位控制器、主控制器以及现场报警装置，所述监控管理系统为运行在专用服务计算机上的监控管理软件平台，所述主控制器通过电信号与所述监控管理系统连接。所述现场报警装置接受主控制器控制，填埋场内任一渗漏感应线接触到渗漏溶液都会触发现场报警装置的报警，报警方式可采用现场声光报警、发送报警短信、自动拨打报警电话等方式，同时监控管理系统的软件界面上显示出现渗漏的位置，为后续防渗层修复提供定位依据。

本发明中所述渗漏检测层优选采用复合土工排水网，所述复合土工排水网的中间为三维排水网芯，所述三维排水网芯的上、下两面通过热粘工艺复合无纺土工布，所述复合土工排水网的规格为200g/m²无纺布+6mm网芯+200g/m²无纺布。

如图3所示，所述的渗漏感应线层6布设于所述渗漏检测层与所述第一hdpe防渗膜之间，这一渗漏感应线层用于对第二hdpe防渗膜破损时对渗漏溶液进行感应监测，亦可在所述第一hdpe防渗膜的下方再铺设一层渗漏感应线，这一渗漏感应线层的目的在于对第一hdpe防渗膜破损时对渗漏溶液进行定位感应；所述的渗漏感应线层为一层等间距布置的渗漏感应线6-1，所述跳接线与所述渗漏感应线一一对应，所述跳接线连接在所述渗漏感应线的一端、且所述跳接线的另一端沿填埋场边坡向上延伸并从填埋场边坡的坡顶穿出地表与所述定位控制器连接，所述定位控制器通过电信号与主控制器连接；所述渗漏感应线之间的间距大小根据防渗膜渗漏定位精度要求确定，且间距越小，对渗漏点的定位精度越高，典型的间距设置为5m，此时定位精度为2.5m。

如图3所示，所述的渗漏感应线的布置方向需与所述渗漏检测层的排水方向相垂直，由此可使渗漏溶液沿感应线垂直方向在最短距离内与渗漏感应线接触，在边坡出现渗漏溶液时，渗漏溶液将沿坡上游向坡下游流动，因此处于边坡上方的渗漏感应线需与坡顶线或坡脚线相平行；在所述填埋场场底1的上表面为能使所述渗漏检测层具有一定倾斜度的排水坡面，所述排水坡面的坡向角度为排水坡面与场底水平面之间的夹角，所述坡向角度需不小于2°，以此使场底上方的渗漏检测层的倾斜角度不小于2°，由此可使渗漏溶液沿排水坡面上游流向坡面下游，以此实现填埋场场底上方的渗漏溶液在流动过程中与场底上方的渗漏感应线接触；因危险废物填埋场的ph值一般处于6~10之间，具有一定的腐蚀性，因此所述渗漏感应线优选为抗酸碱感应线，抗酸碱范围为0<ph<14；在其它渗漏溶液腐蚀性较低的条件下可以采用普通漏水感应线。在所述排水坡面的下游且处于所述第一hdpe防渗膜与所述第二hdpe防渗膜之间设有渗漏监测井，所述渗漏监测井通过一边坡斜管井与外界空间连通，在渗漏监测井中可吊放潜污泵以将收集的渗滤液沿边坡斜管井排至外界。

本发明进一步地方案，如图3所示，当布置的渗漏感应线需要更换、维修以及需要对渗漏感应线进行保护时，可将位于填埋场场底1上方和填埋场边坡2上方的渗漏感应线均置于一穿孔套管11内，所述穿孔套管与所述渗漏感应线平面布置相同，所述的穿孔套管采用黑色hdpe塑料管，管径优选dn20mm，抗压强度为1.6mpa；图4为穿孔套管的纵截面示意图，在所述穿孔套管上间隔一段距离设有对穿式通孔结构，图中a和b为相邻的两个对穿式通孔结构，a和b之间的范围为10-50mm，优选20mm；图5为穿孔套管的横截面示意图，所述的对穿式通孔结构的横截面呈十字交叉形，如图5所示，在所述穿孔套管上相邻的两个对穿式通孔结构呈角度错位设置，即图中a和b之间呈角度错位设置，其错位角度优选为45°，使整个穿孔套管上的对穿式通孔结构交错设置在所述穿孔套管上，由此更好地使渗漏溶液与穿孔套管内的渗漏感应线接触。

如图3所示，所述渗漏感应线的一端通过专用接头连接跳接线7，其另一端连接终止端接头13，所述渗漏感应线通过终止端接头形成完整的回路，同时所述终止端接头可连接一钢丝绳15，以此实现一端通过跳接线连接定位控制器，另一端通过钢丝绳进行牵引用于渗漏感应线安装和更换；如图3所示，处于填埋场场底1上方的所述渗漏感应线一端连接的跳接线沿边坡向上延伸并从边坡坡顶穿出地表与定位控制器连接，处于填埋场场底上方的所述渗漏感应线另一端连接的钢丝绳沿边坡向上延伸并从边坡坡顶穿出地表；且所述钢丝绳和跳接线均安装在实壁套管14内，所述穿孔套管和实壁套管之间通过两通接头进行连接，处于边坡上穿孔套管与实壁套管形成交叉时可通过四通接头进行连接，不影响整个线路的排布；所述实壁套管的末端穿出所述边坡坡顶地表面进入一塑料立管16内，所述塑料立管的下部预埋在混凝土面板内，上部通过设置的活动端盖进行防护，所述塑料立管的高度应高于施工完成的混凝土面板100mm以上，所述实壁套管和第一hdpe防渗膜的连接处用热熔hdpe料进行焊接连接，由此在活动端盖的作用下，整个检测系统处于封闭状态，而当将活动端盖取下时，通过鼓风机从边坡斜管井向渗漏检测层内通风，气体在两层防渗膜之间扩散，并从对穿式通孔结构进入穿孔套管中，进入穿孔套管中的空气沿穿孔套管扩散并通过活动端盖处逸出，由此形成通风管路；通过鼓风机从边坡斜管井周期性强制通风可以保持渗漏感应线表面干燥，防止结露和误报警，由此穿孔套管和实壁套管在保护线路的同时，解决了渗漏感应线的通风干燥问题。

每一渗漏感应线通过跳接线与一定位控制器连接，布设的所有定位控制器通过电信号连接一主控制器，主控制器用于处理各定位控制器提供的监测数据，所述主控制器和各定位控制器之间通过rs485网络总线进行通信，而主控制器和监控管理系统之间也通过rs485网络总线进行通信，本发明中渗漏感应线、专用接头、终止端接头、定位控制器以及主控制器等可优选tracetek公司的产品，各检测设备的运行参数经处理后，检测到的渗漏定位位置可直接显示在监控管理系统的屏幕上，并且随着渗漏扩散，可以显示渗漏溶液在双层hdpe防渗膜之间平面扩散动态。

渗漏感应线的安装与更换过程：渗漏感应线安装前应先安装穿孔套管和实壁套管，其中渗漏感应线采用穿孔套管，跳接线与钢丝绳采用实壁套管，穿孔套管和实壁套管安装时，在套管内部预先设置一根钢丝绳，具体规格可以采用直径不小于2.5mm的不锈钢钢丝绳，钢丝绳应随穿孔套管和实壁套管同步安装，全部套管安装完成后，内部穿通钢丝绳；渗漏感应线安装时，先连接渗漏感应线和穿通在套管内的钢丝绳，再将钢丝绳拉出使渗漏感应线穿通穿孔套管和实壁套管，即完成安装，后续再连接渗漏感应线和定位控制器；更换渗漏感应线时，将一钢丝绳连接在渗漏感应线末端的预留钢丝绳上，将渗漏感应线从另一端拉出使钢丝绳穿通套管，拆卸旧的渗漏感应线并将新的渗漏感应线与钢丝绳连接，最后通过牵引钢丝绳的方法将新的渗漏感应线安装至套管内。

防渗膜渗漏孔定位原理：渗漏感应线的电阻在长度上是均匀的，当有穿透渗漏孔的渗漏溶液接触并湿润渗漏感应线表面时，会造成渗漏感应线局部的短路，与渗漏感应线连接的定位控制器通过电流计算渗漏感应线湿润点的位置。由于渗漏溶液在场底沿特定方向向下游流动，因此，渗漏位置位于最早感应到渗漏溶液的渗漏感应线湿润点的上游附近，以此实现对渗漏孔的精确定位，理论定位精度为两条渗漏感应线的布线间距的1/2。

实施例1

如图6所示，本实施例中场底上方的渗漏检测层的排水方向为单一方向，渗漏感应线均与排水方向相垂直，在此情况下，渗漏检测层中任意一点的渗漏溶液可通过最短距离垂直流向渗漏感应线，从而可以达到最大检测精度，并且场底上方布设的渗漏感应线为直线状态，易于安装和更换。

实施例2

如图7所示，本实施例中的场底上方的渗漏检测层的排水方向为两个方向，在此情况下，渗漏感应线的铺设方向始终保持与排水方向相垂直，渗漏检测层的排水方向形成典型的“鱼刺形”，渗漏感应线的铺设方向呈反向的“鱼刺形”。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。