[发明专利]一种用于测试土体表面多组分气体释放通量的方法

说明书

本发明公开了一种用于测试土体表面多组分气体释放通量的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1:在土体表面布置静态箱，采样并分析静态箱中气体浓度数据，获得通量测试值；步骤2：建立土体‑静态箱多组分气体运移数值模型，计算获得不同的工况下测试偏差ε的取值范围。步骤3：设定一系列ε，获得修正后气体通量。步骤4：将修正后的气体通量设为步骤2中模型底部边界，获得静态箱中气体浓度。步骤5：选择步骤4的结果与步骤1中测试数据与最接近时设定的模型底部通量作为真实释放通量。本发明提供的土体表面气体通量测试方法，可给出考虑顶部浓度累积作用和多组分气体相互作用的静态箱方法的气体通量测试偏差以及真实气体释放通量。

技术领域

本发明涉及一种土体表面多组分气体释放通量的测试方法，可在考虑多组分气体相互作用和放置静态箱后土体顶部浓度累积作用并确定气体释放通量测试偏差。可对静态箱方法测试得到的气体释放通量进行修正，得到气体释放通量的真实值。

背景技术

城市生活垃圾填埋降解后，会产生包含多种组分的填埋气体。填埋气的成分复杂，主要成分为CH₄(55-60％)和CO₂(40-45％)，也包含微量的恶臭气体(1％)。填埋气的释放对大气环境及周边居民生活造成影响，为了实施填埋气控制的相关措施，首先需要准确获取填埋气释放量的数据。

静态箱方法通过在土体表面布设静态箱，测试并拟合静态箱中浓度-时间曲线获得气体释放通量。静态箱方法因为其方便经济，在测试气体通量时较常采用。但由于静态箱的放置会造成土体表面气体浓度累积，使得静态箱中气体浓度逐渐趋于饱和，即浓度时间曲线C-t曲线趋于非线性。同时，由于土体表面浓度升高，垂直方向的浓度梯度减小，进入静态箱的通量随之减小，该测试方法获得测气体释放通量存在不可避免的测试偏差。目前，静态箱气体通量的测试偏差大多基于实验获得，已有的气体运移理论模型中也未考虑填埋气为多组分混合气体的情况，忽略多组分气体扩散过程中的相互作用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有测试方法的不足，提供一种用于测试土体表面多组分气体释放通量的测试方法,可通过测试偏差的确定对测试通量进行修正。

本发明通过以下步骤实施：

步骤1:在待测土体表面布置静态箱，采样并分析静态箱中待测气体组分的浓度；获得不同时刻静态箱中待测气体组分的浓度测试数据，通过线性拟合方法获得待测组分的表面气体通量测试值N_measure；

步骤2：建立土体-静态箱多组分气体运移数值模型，设定气体运移参数及属性，并添加多组分气体运移控制方程并设置边界条件。其中土体中的气体运移参数取值，以及静态箱尺寸的取值根据现场实际工况选取。通过模型进行参数分析，获得不同的工况下测试偏差ε的取值范围。

步骤3：根据步骤2给出的ε范围，设定一系列气体释放通量测试偏差ε，根据下式获得对应的气体释放通量假定值N_bottom；

步骤4：将步骤3中的气体释放通量假定值作为模型底部边界条件，根据步骤2建立的土体-静态箱气体运移数值模型获得对应的静态箱中待测组分浓度随时间变化的模拟数据；

步骤5：将所有待测组分浓度随时间变化的模拟数据与步骤1中获得的浓度测试数据比较，选择最接近的模拟数据对应的气体释放通量假定值作为气体释放通量真实值。

本发明特点在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1：将静态箱的金属底座压入土体，放置静态箱，同时在底座槽中加水密闭；

步骤1.2：在指定时刻，通过静态箱顶部的取样口采集气样，测试待测气体组分的浓度；