[发明专利]利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法

说明书

本发明的一种利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法涉及一种用于定位HDPE膜渗漏位置的方法。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便的定位HDPE膜渗漏位置的方法。本发明的一种利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法包括步骤：1)将传输线以横纵排空间交错的布线方式铺设于HDPE膜下土壤层中，2)利用垃圾渗滤液对土壤三种电学传输参数的改变，分别测得改变前后三电学传输参数的数值范围，3)基于时域有限差分迭代方法得到数值解从而确定HDPE膜的具体渗漏位置。由于是利用时域有限差分迭代方法得到数值解从而能精确的确定HDPE膜的具体渗漏位置。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，特别是涉及一种利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的实验方法。

背景技术

现有的垃圾填埋场实时防渗漏检测技术有直流电极法和传输线解析解法，直流电极法是在HDPE膜下黏土层布设一定规模的电极，在垃圾填埋场外近地面布置接收电极，通过测得的电势差异确定HDPE膜的破损位置。传输线解析解法是在HDPE膜下铺设网格状传输电缆，根据传输电缆终端负载时频特性来确定HDPE膜的破损位置。这两种方法虽然原理易懂，组件简单，实现方便，但是同样也存在着缺陷。对于直流电极法，由于新型垃圾填埋场HDPE膜下黏土层已由膨润土防水毯(GCL)代替，而膨润土防水毯的导电性能极差，所以直流电极法无法适用于新型垃圾填埋场；而对于传输线解析解法来说，其无法有效检测介于两根传输线间的微小漏点，且由于基于解析解法得到的解析解没有充分考虑反射信号的叠加串扰问题，因而最终得到的解析解与真实渗漏位置存在一定误差。

另外，近年来，在数值算法的发展过程中，时域有限差分算法已发展较为成熟，且应用最为广泛，时域有限差分算法已应用到很多电磁领域，时域有限差分法的基本思想是用中心差商代替场量对时间和空间的一阶偏微商,通过在时域的递推模拟波的传播过程,从而得出场分布。现多用于超声波声场分析及室内声场模拟技术,该算法适用范围广，计算程序通用性好。因此发明人开始研究其能否引入HDPE膜渗漏位置定位的方法中以改进其缺陷。

发明内容

为了解决上述问题，针对现有直流电极法无法适用于新型垃圾填埋场，且传输线解析解法对传输线间微小漏点的检测无效现状。本发明结合了时域有限差分原理，实现了一种既适用于新型垃圾填埋场，又可检测到线间微小漏点的精确的方法。

本发明一种利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法的是基于时域有限差分原理对危险固体废弃物填埋场防渗层(HDPE膜)进行实时渗漏定位。时域有限差分法的基本思想是用中心差商代替场量对时间和空间的一阶偏微商,通过在时域的递推模拟波的传播过程,从而得出场分布。

由于地质变迁、膜间焊接不牢固、环境应力等作用，使得HDPE膜会发生随机破损，进而垃圾渗滤液渗入到HDPE膜下天然土壤层中，明显改变土壤层中电导率、介电常数、磁导率三电学传输参数。

而本发明的方法是将传输线以横纵排空间交错的布线方式铺设于HDPE膜下土壤层中，利用垃圾渗滤液对土壤三种电学传输参数的改变，分别测得改变前后三电学传输参数的数值范围，并基于时域有限差分迭代方法得到数值解从而确定HDPE膜的具体渗漏位置。因此，本发明专利解决的问题之一是如何确定污染层与非污染层土壤的三个电学传输参数以及如何结合时域有限差分迭代方法精确确定具体渗漏位置。

为此,本发明的一种利用时域有限差分原理定位HDPE膜渗漏位置的方法，包括步骤：

1)将传输线以横纵排空间交错的布线方式铺设于HDPE膜下土壤层中，

2)利用垃圾渗滤液对土壤三种电学传输参数的改变，分别测得改变前后三电学传输参数的数值范围，

3)基于时域有限差分迭代方法得到数值解从而确定HDPE膜的具体渗漏位置。