[发明专利]一种基于可组合式光纤热响应的填埋场漏洞定位装置及其方法

说明书

本发明公开了一种基于可组合式光纤热响应的填埋场漏洞定位装置及其方法。装置包括光纤解调仪、可加热感温光纤、实验槽、进水管、多路增压泵、抽水管、溶液桶等部分；光纤热响应漏洞定位方法是将可加热感温光纤接入实验槽，利用多路增压泵控制流速，通过固定于实验槽下法兰盘的带漏洞土工膜模拟实际渗漏点，主动加热感温光纤，记录光纤沿程温度变化，可对不同漏洞条件及污染场地地质的温度响应进行模拟，实现污染场地防污衬垫渗流场‑温度场‑浓度场耦合实验分析。本发明相比于传统电火花法和双电极法实验装置，具有结构简单、移动方便、可自由组合、投资节省、适用性广等优点，在场地土壤和地下水污染日趋严重的背景下极具研究推广价值。

技术领域

本发明属于水利工程与岩土工程测量设施领域，特别是一种基于可组合式光纤热响应的填埋场漏洞定位装置及其方法。

背景技术

随着生产力的发展，人类产生的废弃物逐年增多，而填埋法是最早在我国各大中城市中应用和推广的垃圾处理方法，曾是城市垃圾的主流处理方法，在美国，约55％的城市生活垃圾采用填埋法处理。虽然填埋场的数量在减少，但整体填埋场的数量仍然在增长。在我国，约44％的城市生活垃圾采用这种填埋的方法进行处理。在垃圾的长期填埋过程中，由于压实、降雨和微生物的分解作用，以及其他生物化学反应等，将从垃圾填埋场中渗出一种高浓度的有机废水-渗滤液。由于填埋体上覆压力造成的堆体局部沉陷、不均匀沉降和边坡土工膜拉伸破坏等，易引发在役填埋场的深层大面积渗漏，污染土壤和地下水。

如何实现填埋场渗漏的精准定位是进行渗漏修补的关键。目前，对于衬垫施工期填埋场渗漏的探测主要采用电火花法和双电极法等，这些方法不能定位土工膜上覆垃圾体和覆盖层等情形，其探测方法主要采用高密度电阻率法和永久检测系统等，但这些监测方法准确度不高，或需施工期间预埋，费用昂贵且实施技术难度大。

因此，寻求精准高效的漏洞定位技术对于改善人类生存的水环境、土壤环境质量具有重要的意义，对经济社会的可持续发展有着巨大的实用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于可组合式光纤热响应的填埋场漏洞定位装置及其方法。

本发明公开了一种基于可组合式光纤热响应的填埋场漏洞定位装置，其包括实验槽、光纤解调仪、可加热感温光纤、土工布、土工膜、进水管、增压泵、抽水管、抽水阀门和溶液桶；

所述实验槽为方形结构，其主体结构由金属框架构成，所述金属框架内部在不同高度设有上法兰盘和下法兰盘，所述的上法兰盘和下法兰盘将实验槽分隔为下舱室、中舱室和上舱室，其中，中舱室的四个侧面均部分或全部设置为带有检测接口的透明面板；上舱室的侧壁上设有若干排水孔；金属框架的底部设有进水口，进水口上安装进水阀门；

下舱室填充鹅卵石形成卵石层，土工膜固定在下法兰盘上，卵石层和土工膜之间铺设土工布；中舱室中填充待实验土壤，上法兰盘上固定有土工布；可加热感温光纤一端通过检测接口接入中舱室，另一端与光纤解调仪相连；未被可加热感温光纤使用的检测接口作为试验过程中的水样取样口；

进水口通过进水管与多路增压泵的其中一个出水口相连，带有抽水阀门的抽水管将溶液桶和多路增压泵的进水口相接。

进一步的，所述金属框架的底部设有若干万向轮；中舱室的透明面板内壁上设有竖向刻度标尺。所述的刻度标尺的正面刻度从下往上逐渐增大。

进一步的，单块透明面板上沿高度方向设有检测接口；所述可加热感温光纤通过检测接口接入中舱室实现不同高度和水平纵深的测温；未被可加热感温光纤使用的检测接口作为水样取样口用于获取试验过程中不同高度和水平纵深的水样。

进一步的，所述的上法兰盘和下法兰盘均呈阶梯状，达到牢固固定实验材料的目的。