填埋场和污染场地防污屏障设计与施工（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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钱学德 著

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• 防污屏障
• 填埋场
• 污染场地
• 环境工程
• 土工合成材料
• 设计
• 施工
• 修复
• 地下水
• 环境保护

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030528605

版次：1

商品编码：12131701

包装：精装

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：304

字数：450000

正文语种：中文

内容简介

《填埋场和污染场地防污屏障设计与施工（上册）》介绍了用于填埋场和污染场地修复工程中的各类防渗衬垫系统、垂直防渗墙和最终封场覆盖系统的设计和施工知识。防渗衬垫系统的介绍以目前国内外广泛推荐使用的复合衬垫系统为主。垂直防污屏障方面着重介绍目前国际上用于环保领域的八类垂直防渗墙。对用于最终封场的覆盖系统也进行了详细介绍，包括中国和美国规范规定的常规型覆盖系统、目前正在研究和推广使用的与常规型覆盖系统等效但是更经济的非常规型覆盖系统，如蒸腾型覆盖、暴露式土工膜覆盖和人工草皮覆盖。最后，《填埋场和污染场地防污屏障设计与施工（上册）》较为全面地介绍了由“底部防渗衬垫-周围垂直防渗墙-顶部覆盖”形成的处理和修复各种非规范填埋场和污染场地的典型全封闭系统。

目录

前言
第1章 填埋场与污染场地防污屏障 1
1.1 基本概念 1
1.1.1 水平防污屏障 1
1.1.2 垂直防污屏障 3
1.2 功能定位 10
1.3 常见问题 11
1.3.1 防污屏障的性能 11
1.3.2 防污屏障性能的评价方法 11
参考文献 12
第2章 防污屏障的工作环境 14
2.1 渗沥液的性质 14
2.1.1 渗沥液的来源 14
2.1.2 渗沥液的特性 15
2.2 渗沥液的水头高度和变化 16
2.3 工作的压力和温度 17
2.4 影响衬垫质量的其他因素 18
参考文献 20
第3章 防污屏障构成与基本性质 21
3.1 填埋场衬垫系统 21
3.1.1 填埋场衬垫的组成材料 21
3.1.2 填埋场衬垫结构的发展概况 22
3.1.3 生活垃圾填埋场衬垫系统设计标准 24
3.2 黏土的防渗和防污性能 30
3.2.1 渗透性试验 30
3.2.2 渗透性的影响因素 31
3.3 土工膜的防渗和防污性能 39
3.3.1 土工膜的组成和厚度 40
3.3.2 各种土工膜在填埋场中的使用 40
3.4 复合衬垫（土工膜+黏土）接触面对防渗和防污性能的影响 42
参考文献 44
第4章 防污屏障的劣化与老化 45
4.1 黏土材料与渗沥液的化学相容性 45
4.1.1 渗沥液对黏土材料渗透系数的影响 45
4.1.2 化学相容性的机理 50
4.1.3 渗沥液作用下黏土材料渗透系数的计算 55
4.2 黏土裂隙对防污性能的影响 56
4.2.1 黏土裂隙在上覆垃圾体压力下的闭合规律 57
4.2.2 黏土裂隙的闭合对防污性能的影响 63
4.3 土工膜的老化 66
4.3.1 HDPE土工膜降解过程 67
4.3.2 影响氧化降解的因素 68
4.3.3 模拟衬垫老化试验 69
4.3.4 HDPE土工膜老化的评价 71
4.3.5 国产HDPE土工膜情况 71
参考文献 74
第5章 防污屏障的击穿及服役年限 78
5.1 污染物迁移规律 78
5.1.1 对流作用 78
5.1.2 分子扩散作用 79
5.1.3 机械弥散作用 79
5.1.4 吸附作用 80
5.2 防污屏障的击穿问题 81
5.2.1 渗沥液的污染过程 81
5.2.2 防污屏障击穿问题的研究现状 83
5.3 击穿的概念 84
5.4 指示污染物及判断标准 85
5.4.1 多种污染物击穿过程的比较计算 86
5.4.2 多种污染物击穿过程的土工离心机试验 92
5.5 不同类型防污屏障的服役年限 97
5.5.1 压实黏土单层防污屏障服役年限计算 99
5.5.2 HDPE土工膜单层防污屏障服役年限计算 101
5.5.3 HDPE土工膜双层防污屏障服役年限计算 102
5.6 防污屏障服役年限的简化计算方法 103
5.6.1 污染物运移解析解 103
5.6.2 压实黏土单层防污屏障服役年限的简化计算公式 104
5.6.3 复合防污屏障服役年限的简化计算公式 105
参考文献 109
第6章 防污屏障可持续防控措施 112
6.1 基于起始水力梯度的长寿命防渗系统 112
6.1.1 基于有效孔径探讨饱和黏土起始水力梯度机理 112
6.1.2 起始水力梯度对填埋场长期服役性的影响 121
6.2 土-膨润土垂直防渗墙的优化构建技术 124
6.2.1 回填材料的渗透系数随掺量的变化 128
6.2.2 回填材料的渗透系数随孔隙率的变化 129
6.2.3 回填材料的孔隙率随掺量的变化 130
6.2.4 回填材料的压缩系数随掺量的变化 130
6.2.5 **掺量概念的提出及其理论分析 131
6.3 工程应用和实例 137
参考文献 144
第7章 土-膨润土防渗墙设计 148
7.1 设计要点 149
7.2 现场调查和地下水模型 151
7.2.1 水文地质调查 152
7.2.2 岩土工程勘察 152
7.2.3 地下水模型 154
7.3 防渗墙设计 154
7.3.1 防渗墙几何尺寸的确定 156
7.3.2 防渗墙建设引发的周围地表变形和回填应力影响 162
7.3.3 施工中泥浆沟槽的稳定性 165
7.4 护壁膨润土泥浆配比设计 169
7.4.1 泥浆密度 170
7.4.2 泥浆黏度 171
7.4.3 泥浆凝胶强度 171
7.4.4 泥浆滤液损失 172
7.4.5 膨润土泥浆用水 172
7.4.6 护壁泥浆的相容性 173
7.5 填筑材料配比设计 173
7.5.1 填筑材料制备 173
7.5.2 填筑材料渗透性测试 175
7.5.3 填筑材料的长期相容性 175
7.6 泥浆沟防渗墙的总体渗透性 176
7.7 其他设计考虑事项 177
7.7.1 墙体贯穿 177
7.7.2 防渗墙和覆盖的交界面处理 177
7.7.3 防止脱水 179
7.7.4 防止表面荷载 179
7.7.5 防止可能的地下破坏 179
7.7.6 施工泥沙侵入和冲刷控制 179
参考文献 179
第8章 土-膨润土防渗墙施工 182
8.1 施工材料 183
8.1.1 膨润土 183
8.1.2 水 183
8.1.3 膨润土泥浆 183
8.1.4 添加剂 187
8.1.5 回填料 187
8.2 施工设备 189
8.2.1 泥浆沟开挖设备 189
8.2.2 泥浆搅拌站 191
8.2.3 回填料混合和回填 193
8.3 泥浆沟防渗墙施工 193
8.3.1 泥浆沟开挖 193
8.3.2 护壁泥浆放置 194
8.3.3 防渗墙墙底嵌入深度 196
8.3.4 沟底清理 197
8.3.5 回填料混合 197
8.3.6 回填料回填 198
8.4 施工质量控制和质量保证 201
8.4.1 膨润土 201
8.4.2 水 201
8.4.3 泥浆性质 201
8.4.4 沟槽连续性和墙底嵌入深度 202
8.4.5 回填料制备 203
8.4.6 开挖深度和回填剖面量测 203
8.4.7 竣工图和竣工文档 205
8.5 质量控制测试仪器 206
8.6 试样采集与测试 206
8.6.1 试样采集 206
8.6.2 湿体试样采集 206
8.6.3 湿体试样渗透试验 207
8.7 临时和**顶盖 208
8.8 文档和防渗墙验收 212
参考文献 214
第9章 水泥-膨润土防渗墙 216
9.1 水泥-膨润土防渗墙概况 217
9.2 水泥-膨润土防渗墙施工所需的材料 218
9.2.1 材料选择 218
9.2.2 材料规范书 223
9.3 设计依据 227
9.3.1 水泥-膨润土混合料配比设计 227
9.3.2 水泥-膨润土混合料的渗透性 228
9.3.3 水泥-膨润土混合料的强度 229
9.3.4 实践意义 229
9.4 施工考虑 230
9.4.1 混合料制备 230
9.4.2 沟槽开挖 231
9.4.3 墙体连续性 231
9.4.4 板块分段施工 233
9.4.5 板块段或沟槽中的浆料损失 235
9.4.6 干燥与收缩 236
9.5 施工实施规范 237
9.5.1 水泥-膨润土防渗墙施工顺序 237
9.5.2 设备要求 238
9.5.3 施工工作平台 238
9.5.4 沟槽开挖 238
9.5.5 开挖沟槽的底部处理 240
9.5.6 水泥-膨润土防渗墙的顶部处理 242
9.5.7 清场 242
9.6 施工质量控制 243
9.7 水泥-膨润土防渗墙的现场性能 245
9.7.1 美国的现场性能经验 245
9.7.2 英国的现场性能经验 246
9.7.3 影响防渗墙现场性能的因素 246
9.8 土-膨润土与水泥-膨润土防渗墙的比较 248
9.8.1 两种方法的一般描述 248
9.8.2 设计考虑 249
9.8.3 施工材料与方法 250
9.8.4 防渗墙性能 251
9.8.5 目前趋势 252
9.8.6 总结与结论 254
参考文献 255
第10章 土-水泥-膨润土防渗墙 257
10.1 施工方法介绍 257
10.1.1 开挖和回填 257
10.1.2 土-水泥-膨润土回填料混合 259
10.2 设计考虑要点 261
10.2.1 土-水泥-膨润土配比设计 261
10.2.2 土-水泥-膨润土防渗墙材料的取样与测试 262
10.2.3 土-水泥-膨润土防渗墙的强度 264
10.2.4 土-水泥-膨润土防渗墙的渗透性 266
10.3 施工考虑事项 269
10.3.1 沟槽开挖 269
10.3.2 回填料混合 271
10.3.3 回填料放置 271
10.3.4 回填料性质 272
10.4 实际工程应用 274
10.5 工程案例分析——一个大深度土-水泥-膨润土防渗墙项目 276
10.5.1 场地介绍 276
10.5.2 防渗墙设计 277
10.5.3 施工前的模拟性研究 277
10.5.4 施工 279
10.5.5 土-水泥-膨润土回填料湿试样的室内测试 281
10.5.6 对系统渗透性的评估 282
10.5.7 案例小结 285
10.6 土-水泥-膨润土防渗墙总结 286
参考文献 286

《水处理厂设计与运营管理》简介 本书聚焦于现代水处理厂的设计理念、关键工艺流程、高效运营维护以及面临的环境挑战与对策，旨在为水务工程师、环境科学专业人士以及相关管理人员提供一套全面、深入且实用的技术参考和实践指南。 本书系统性地梳理了当前水处理领域的前沿技术与成熟经验，内容覆盖从原水取水到最终出水达标排放的各个环节。我们摒弃了对基础化学原理的冗余阐述，而是将重点放在工程实际应用、系统集成优化以及复杂工况下的故障排除策略上。 第一部分：水处理厂规划与总体设计（约400字） 本部分着重于水处理厂的宏观规划与系统布局。首先，详细分析了不同水源特性（地表水、地下水、非常规水源）对预处理工艺选择的影响，并阐述了如何依据设计流量、水质标准（国标、地标、特定行业标准）进行厂址选择和总平面布置的优化。 重点章节包括： 负荷适应性设计： 探讨如何构建具有良好柔性运行能力的构筑物和设备选型，以应对城市化进程中生活污水水质和水量波动带来的挑战。详细介绍了利用数字孪生技术进行水厂生命周期管理和运行模拟的方法。 能耗与节水策略： 深入分析了曝气系统、提升泵站和污泥处理环节的能耗热点，提出了基于能源梯级利用和可再生能源整合的节能降耗设计方案。同时，阐述了中水回用系统的集成设计，特别是针对冷却水、绿化浇洒和市政杂用的水质要求及深度处理技术。 抗风险与韧性设计： 针对极端天气事件（如暴雨、干旱）对水厂运行的冲击，本书提供了提高厂区防洪标准、设备冗余配置和应急切换流程的工程化建议，确保在突发事件下的基本出水能力。 第二部分：核心处理工艺的工程化实现（约600字） 本部分是全书的工程核心，详尽剖析了去除悬浮物、BOD、氮磷等污染物的关键技术单元的深化设计和优化控制。 A. 预处理与初沉优化： 不再局限于传统格栅和沉砂池的构造，本书重点介绍了高效细格栅的选型参数、冲洗水回用机制，以及涡流沉砂池与旋流沉砂池在不同水力条件下的沉砂效率对比。针对预处理段对后续生化系统的保护作用，提出了基于颗粒物粒径分布的优化设计指南。 B. 生化处理系统进阶： 本章深入探讨了A²/O、MBR（膜生物反应器）、SBR（序批式活性污泥法）等主流工艺的工程放大、曝气系统能耗控制和污泥龄（SRT）的精确调控。特别关注了反硝化除磷（DNR/PNR）工艺在低碳源条件下的运行机理与投药策略。对于营养盐过量问题，详细解析了化学除磷与生物除磷的耦合设计，并给出了化学药剂投加点的优化方案，以避免污泥絮凝性能下降。 C. 高效深度处理与消毒： 针对日益严格的出水标准，本书详细介绍了过滤技术（快速砂滤、多介质滤池的再生成分优化）和深度氧化技术（臭氧氧化、芬顿/类芬顿氧化）在去除微量有机污染物（PPCPs、内分泌干扰物）方面的应用。在消毒环节，对比分析了氯消毒的残留有效性、氯胺消毒的副产物控制以及紫外（UV）消毒的能耗与维护要点，并结合出水水质要求给出了选择性建议。 第三部分：污泥处理与处置的闭环管理（约350字） 污泥作为水处理厂的主要副产物，其减量化和资源化是当前管理的难点。本书将污泥处理提升至战略高度。 污泥减量化技术： 全面评估了传统污泥浓缩、脱水工艺的效率瓶颈，重点介绍了重力浓缩池、离心脱水机和板框压滤机的选型参数（如滤饼含水率目标值）和运行操作规程。对于更高标准的减量需求，阐述了污泥厌氧消化预处理、气浮浓缩技术在工程中的集成应用。 资源化路径设计： 详细分析了污泥热解、碳化制备土壤改良剂的技术路线，以及厌氧消化产沼气的能源回收利用设计，包括沼气净化、储存和并网发电（或热电联供）的工程接口标准。 第四部分：自动化、监控与安全运营（约150字） 本部分聚焦于水厂的智能化升级。阐述了SCADA系统的架构设计，传感器（在线水质监测仪、流量计）的选型精度与维护周期。强调了关键控制点（如回流比、碱度、溶解氧）的模型预测控制（MPC）应用，以实现系统运行的自适应优化，提高应对突发水质变化的反应速度和稳定性。 结论： 本书力求提供一套立足于工程实践、面向未来挑战的系统化设计与管理手册，助力从业者构建更高效、更经济、更具环境友好性的现代水处理设施。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的启发是，对于“屏障”的理解，绝不能仅仅停留在物理隔绝的层面。作者在探讨不同防污屏障材料的性能时，深入剖析了其在长期服役过程中可能发生的物理化学变化，以及这些变化对屏障整体性能的影响。例如，对于高密度聚乙烯（HDPE）衬垫，书中详细介绍了其在紫外线照射、温度变化、化学侵蚀等环境因素下的老化机理，以及如何通过添加抗氧化剂、选择合适的厚度和进行保护层设计来延长其使用寿命。同样，对于粘土衬垫，书中也探讨了膨胀、收缩、渗透性随时间的变化，以及如何通过优化粘土的矿物成分和含水率来提高其长期稳定性。这种对材料“生命周期”的深刻洞察，让我认识到，防污屏障的设计并非一蹴而就，而是需要考虑其在数十年甚至上百年的运行过程中，能否持续有效地发挥作用。书中还介绍了一些新型防污材料的研发进展，为未来的环境保护技术发展提供了前瞻性的视野。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在我看来，更多体现在它对于“预防”而非“治理”的极致追求。作者反复强调，在防污屏障的设计和施工阶段，就必须将潜在的环境风险考虑得周全。书中对于场地勘察的重要性进行了详尽的阐述，不厌其烦地讲解了如何通过系统的地质调查、水文地质参数测定以及环境背景值分析，来为屏障设计提供准确可靠的数据支撑。我特别关注到关于“不确定性分析”的部分，作者介绍了多种统计学和概率论的方法，用于评估不同设计参数对屏障长期稳定性的影响，以及在信息不完整情况下的风险管理策略。这对于那些追求精益求精、力求将环境风险降至最低的工程师来说，无疑是一份宝贵的指南。书中还花费了大量篇幅探讨了施工质量控制的细节，从原材料的检验，到施工工艺的标准化，再到关键节点（如接缝处理、锚固设计）的检查验收，每一个环节都描绘得细致入微。这种严谨的态度，让我深刻体会到，一个看似简单的防污屏障，背后蕴含着多少对环境负责的匠心。它让我认识到，环境工程不仅仅是技术问题，更是对子孙后代负责任的态度。

评分☆☆☆☆☆

尽管书中标题聚焦于“防污屏障”，但其内在的工程管理和风险评估的精髓，也同样令人受益匪浅。作者在阐述设计原则时，经常会穿插一些关于项目全生命周期管理的思考。例如，在设计阶段，就如何与施工单位、监理单位以及环保监管部门进行有效的沟通协调，如何建立一套清晰的设计变更管理流程，以及如何通过BIM技术来优化设计方案、减少潜在的冲突，都给出了具体的建议。我尤其欣赏书中关于“环境监测体系”的章节，它详细介绍了不同类型防污屏障在运行期间应设置的监测点位、监测参数（包括地下水水质、渗滤液监测、气体监测等）以及数据分析和异常预警机制。这让我意识到，一个成功的防污屏障并非一劳永逸，而是需要持续的关注和维护。书中还提到了“环境影响后评价”的重要性，强调了通过对实际运行数据的反馈，来不断改进设计和施工技术，形成一个持续优化的闭环。这种全流程的管理理念，对于任何大型基础设施项目，都具有重要的借鉴意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书在我书架上已经有一段时间了，最近终于有空翻阅。尽管书名直指“填埋场和污染场地防污屏障设计与施工”，但它带给我的远不止于此。首先，让我印象深刻的是其对复杂地质条件下防污屏障失效案例的深入剖析。书中详细列举了各种实际工程中遇到的难题，比如高渗透性砂层、裂隙发育的岩石以及地下水位波动剧烈等情况，并逐一分析了屏障材料的选择、铺设工艺以及监测预警机制上的不足。作者并非简单罗列问题，而是抽丝剥茧，从力学、水力学、化学等多角度探讨了失效的根本原因。我尤其欣赏其中关于“协同效应”的讨论，即不同类型防污屏障（如粘土衬垫、GCL、高密度聚乙烯膜等）在组合使用时，如何通过相互补充和增强来提高整体防污效能。这一点对于复杂场地，尤其是那些既有液相渗漏风险又有气相扩散威胁的场地，提供了非常有价值的设计思路。书中不仅仅停留在理论层面，还引用了大量国内外知名项目的实践经验，比如某大型工业园区填埋场防污体系的升级改造，详细介绍了其在施工过程中遇到的技术挑战以及最终采取的创新性解决方案。这让我感觉像是与经验丰富的工程师们进行了一次深度交流，学到了许多课堂上学不到的“干货”。

评分☆☆☆☆☆

当我翻阅这本书时，最大的感受就是其“落地”的实用性。作者并非高谈阔论，而是将复杂的理论知识转化为一套套可执行的操作指南。书中提供了大量的图表、计算公式和工程案例，详细介绍了各种防污屏障的选型依据、设计步骤以及施工的关键控制点。我特别喜欢其中关于“施工工艺的优化”的探讨，比如如何通过优化注浆技术来提高粘土衬垫的密实度，如何通过改进焊接工艺来确保HDPE衬垫的连续性，以及如何通过精细化的土方开挖和回填来保证屏障的整体稳定性。书中还提到了对施工人员的培训和资质要求，强调了“人的因素”在工程质量中的重要性。此外，书中还附录了相关的国家和行业标准，为读者提供了进一步深入学习的指引。总而言之，这本书就像一位经验丰富的导师，能够手把手地教会读者如何从零开始，设计并建造一个安全可靠的防污屏障系统。它让我对填埋场和污染场地环境风险的控制有了更清晰、更具象的认识。