论文部分内容阅读
填埋作为生活垃圾以及危险固体废弃物的重要最终处置手段,被广泛应用于各类垃圾填埋场中。填埋之后由于垃圾自身的降解、酸化及发酵等因素而形成高浓度有机废水。高密度聚乙烯(HDPE)能最大限度阻止垃圾渗滤液“穿过”进而保护地下环境不受污染。但在实际应用中发现,HDPE膜会因人为或天然因素造成破损,目前几乎所有的填埋场防渗层都存在渗漏问题。如果渗漏得不到及时发现和修补,垃圾渗滤液将会透过孔隙进入土壤或渗漏到周围环境水体进而造成潜在的环境健康与安全风险。因此在垃圾填埋场投入使用过程中,及时准确的发现渗漏进而进行定位对环境保护以及修复等均具有重要意义。目前新建的填埋场用膨润土防水毯(GCL)代替黏土层,传统主流的高压直流电检测定位方法由于GCL的厚度在毫米级而无法铺设供电与检测电极。针对上述填埋场渗漏问题,本文提出基于光纤弯曲损耗原理和光时域反射技术的新型无黏土层危险废物填埋场渗漏检测的定位方法,实现对垃圾填埋场渗漏的主动、实时的监测,能够在短时间内监测出渗漏发生的位置,进而可以及时准确地对渗漏位置进行发现和修补,最大程度地降低渗滤液对周围土壤及水体环境的污染与危害。本文开展的主要工作有:首先,论文在介绍现有垃圾填埋场渗漏现状及检测方式的基础上,简要分析了光纤传感技术的特点优势,在此基础上提出利用光时域反射技术设计渗漏检测定位系统,并对检测系统的工作原理、性能指标等参数进行分析,研究了影响检测系统中包括动态范围、分辨率等在内的因素及方法。然后,提出在单脉冲基础上加入简单编码的脉冲方式作为新的探测信号用于提高检测系统的动态范围,分析了简单编码光时域反射探测的基本原理;并且通过矩阵运算对简单编码的生成与解调作相应计算。针对垃圾填埋场检测系统,利用MATLAB仿真软件作基于简单编码光时域反射探测技术的仿真模型,并与传统单脉冲的光时域反射探测技术作对比。最后,以简单编码光时域反射技术为基础搭建检测平台,并针对不同脉冲宽度、不同编码阶数在光纤微弯损耗检测中对动态范围及定位精度进行了对比研究,确定了基于光纤微弯损耗的垃圾填埋场渗漏检测系统的参数设置及提高定位精度与可靠性的对比检测方案。