填埋气在裂隙覆盖层中的二维扩散半解析解

摘要

目的 分析评估裂隙对甲烷在压实黏土覆盖层(CCL)中运移影响规律.方法 建立了甲烷在非饱和黏土覆盖层裂隙和土骨架中的二维扩散模型,利用拉普拉斯变换及Stehfeg数值反演方法得到了半解析解.并与数值模拟结果对比后验证其准确性.结果 覆盖层表面裂隙宽度由1 mm增大至10 mm时,表面甲烷体积分数比增大了2个数量级.在不同裂隙宽度和不同气体运移速率下,甲烷在覆盖层中的竖向扩散对结果影响很小.当甲烷在覆盖层中的一阶氧化系数由裂隙中的1/10增大至10倍时,体积分数比减小了100倍.当覆盖层中的氧化程度超过裂隙中的氧化程度时,更多的甲烷在覆盖层中氧化.CCL中的甲烷氧化作用对裂隙开口处的体积分数影响更大.结论 此半解析解相对简单,可用于检验数值模型,拟合实验数据可用于垃圾场覆盖层的初步设计.