水相作用下垃圾填埋气体迁移的数值仿真研究

摘要

本文对水相作用下垃圾填埋的气体迁移进行了研究。文章提出了将垃圾填埋场视为非饱和传输介质的构想，并实现了考虑水分作用条件下LFG抽排过程中气体压力、饱和度及产量预测的定量化研究，为LFG的污染控制和资源化利用提供了理论依据和技术支持。本研究以非饱和渗流和微生物降解理论为基础，建立了描述LFG在填埋场内迁移释放的二维气-水两相非稳态非线性数学模型；采用Galerkin有限元法给出了模型的数值格式，并通过计算验证了非线性数值算法的可靠性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号表

第一章绪论

1.1课题的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

第二章垃圾填埋气体产生及迁移机理研究

2.1填埋场中LFG的产生

2.1.1 LFG产气特征

2.1.2影响因素

2.1.3产气速率

2.2填埋气体迁移规律研究

2.2.1向大气释放

2.2.2侧向迁移

2.2.3随地下水迁移

2.3 LFG迁移过程的机理研究

2.3.1 Darcy定律——对流运动

2.3.2 Fick定律——弥散运动

2.3.3滑脱效应

2.4本章小结

第三章水-气(LFG)两相渗流数值模型的建立

3.1水-气两相渗流控制方程

3.1.1基本概念

3.1.2水-气两相渗流控制方程

3.1.3本构模型

3.1.4定解条件

3.2有限元数值模型的建立

3.2.1 Galerkin有限单元法

3.2.2耦合模型数值解

3.3本章小结

4数值模型的应用

4.1非线性数值算法可靠性的验证

4.2有水入渗条件下LFG迁移的数值仿真研究

4.2.1无井抽气状态下的入渗分析

4.2.2单井状态下的入渗分析

4.3参数灵敏性分析

4.3.1水相饱和度

4.3.2填埋层固有渗透率分析

4.3.3填埋场覆盖层结构分析

4.3.4垃圾填埋年份T0分析

4.4金口填埋场试验区LFG产量预测

4.5本章小节

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2进一步工作展望

致谢

参考文献

个人简介