Geotechnical and Environmental Aspects of Waste Disposal Sites pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Sarsby, R. W. (EDT)/ Felton, A. J. (EDT)

出品人:

页数:391

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 282.44

装帧:

isbn号码:9780415425957

丛书系列:

图书标签:

• Geotechnical Engineering
• Waste Management
• Environmental Engineering
• Landfill Design
• Soil Mechanics
• Groundwater Hydrology
• Contamination
• Waste Disposal
• Site Investigation
• Geosynthetics

岩土工程与环境影响评估：现代废物处置场地的设计、监测与修复 第一部分：废物处置场地的基础理论与场地选择 第1章：废物处理与处置的演变与环境挑战 本卷深入探讨了自工业革命以来废物处理方式的演变历程，重点分析了不同历史阶段（如露天堆放、简易填埋）对环境造成的长期负面影响，特别是地下水污染和土地退化问题。本章详细阐述了现代废物管理体系（3R原则：减量化、再利用、再循环）的必要性，并引入了“从摇篮到坟墓”的生命周期评估概念在废物管理中的应用。 核心内容包括：现代固体废物（MSW）、工业废物、危险废物以及特定废弃物（如电子垃圾、建筑垃圾）的分类标准与特性分析。尤其关注不同类型废物在长期浸出过程中可能释放的污染物种类及其环境毒理学效应。本章构建了理解现代废物处置场设计与运营的理论框架，强调了预防性环境工程的重要性。 第2章：地质水文条件在场地选择中的决定性作用 废物处置场的选址是决定其长期环境安全性的首要因素。本章聚焦于岩土工程勘察和水文地质调查在场地可行性研究中的核心地位。我们将详细讨论用于场地评估的地球物理勘探方法（如电阻率法、地震折射法）及其在识别潜在渗透路径和断裂带方面的应用。 关键技术点包括： 水文地质模型构建： 如何通过区域地下水流向分析、补给区与排泄区识别，确定污染物迁移的潜在路径。 岩土工程特性分析： 重点考察粘土层的渗透系数（$K$值）和抗剪强度。本章会详细解析如何利用室内试验（如固结试验、渗透试验）和原位测试（如孔隙水压力监测）来评估天然地基材料的防渗能力。 敏感区域识别： 确定靠近水源地、生态保护区、活动断裂带的缓冲区要求，以及相关的法规约束。 第3章：衬垫系统设计原则与材料科学 现代废物填埋场环境安全的核心在于其多层综合衬垫（Liner System）设计。本章提供了一个关于衬垫系统设计理念的全面概述，从单层防渗到复合衬垫系统的演进。 本章详述了构成复合衬垫的各个组成部分的功能和设计标准： 1. 下部保护层与地基处理： 如何通过夯实或注浆技术提高天然土基的承载力和均匀性。 2. 防渗层（LCL/GCL）： 详细比较传统压实粘土衬垫（Compacted Clay Liner, CCL）与现代膨润土垫（Geosynthetic Clay Liner, GCL）的渗透性能、应力敏感性及施工控制要点。 3. 高密度聚乙烯（HDPE）土工膜： 深入探讨HDPE膜的化学耐受性（特别是对有机溶剂和甲烷的抵抗力）、厚度选择、接缝处理技术（如挤压焊接、双焊缝检测）及其长期蠕变行为预测。 4. 过滤与排水层： 探讨砾石层、土工布在收集渗滤液和保护土工膜免受穿刺损伤方面的作用，以及排水材料的粒度分布设计。 第二部分：废物填埋场的运行、稳定与渗滤液管理 第4章：填埋场稳定性分析与边坡安全 废物填埋场的长期稳定性和坡体安全是结构工程关注的重点。本章运用经典岩土力学原理，分析填埋体内部的应力分布、固结沉降和潜在的失稳模式。 瞬态与长期稳定性分析： 介绍瞬态稳定分析（特别是地震作用下）和长期稳定分析（考虑废物自身的降解和孔隙水压力变化）的有限元建模方法。 填埋气体的效应： 探讨甲烷生成导致的孔隙压力升高如何降低土体的有效应力，从而削弱填埋体的抗剪强度。 安全系数计算与优化： 依据国际规范（如Bishop法、Spencer法），演示如何计算填埋体边坡的极限平衡状态，并讨论最优的填埋坡度角选择。 第5章：渗滤液（Leachate）的形成、特性与收集系统 渗滤液是废物处置场最主要的污染源。本章系统性地分析渗滤液的生成机制（受降雨量、废物密实度和年代影响）及其水化学特性。 渗滤液的动态变化： 追踪废物填埋初期、中期和成熟期（厌氧阶段）渗滤液的生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）和重金属含量的变化趋势。 渗滤液收集系统设计： 详细讨论排水层的材料选择（透水性要求）、坡度设计和维护要求。特别强调防堵塞措施，如使用双层土工布或维护性冲洗系统。 收集与回灌策略的平衡： 分析在不同气候区和填埋阶段，渗滤液回灌对加速废物稳定化和减少处理负荷的优缺点及其风险控制。 第6章：填埋气体（Landfill Gas, LFG）的产生、控制与利用 填埋气的主要成分是甲烷和二氧化碳，对安全和环境构成双重威胁。本章深入研究填埋气体的动力学、组成变化和风险管理。 气体生成模型： 介绍气体生成速率的动力学模型，评估气体潜力与时间的关系。 气体收集与处理： 详细描述垂直井和水平集气管道的设计布局、气体流速控制及压力管理。讨论活性炭吸附、燃烧（Flares）和热电联产（CHP）等处理技术在回收能源和减排方面的工程实施。 爆炸与火灾预防： 强调对填埋场周边区域和内部进行气体监测的必要性，特别是对甲烷逸散的边界控制策略。 第三部分：填埋场的封场、监测与后期修复 第7章：最终封场覆盖系统的设计与性能 封场系统是防止雨水入渗和气体外逸的最终屏障。本章重点讨论多层、低渗透性的最终覆盖层（Final Cover System）的设计与施工控制。 覆盖层结构解析： 分析典型的封场覆盖层结构，包括侵蚀保护层、植被层、缓冲层、低渗透性层（粘土或土工膜复合层）和上部保护层。 雨水管理与水力控制： 重点讲解如何通过设计合理的坡度、导流沟和渗透屏障，将地表径流导离填埋体，以最小化水力负荷。 长期防渗性能的验证： 介绍在封场后对覆盖层进行水力梯度监测和气体通量测量的技术，以评估其在数十年乃至上百年尺度上的维持性能。 第8章：填埋场环境监测网络的构建与数据分析 有效的长期监测是证明填埋场环境安全的关键。本章阐述了构建一个全面的、可持续的监测网络所需的工程步骤。 地下水监测井网： 确定上游（背景）和下游（影响）监测井的布局、钻探工艺和采样频率。讨论如何利用水质指标（如特征指示物、通用离子）来追踪污染物羽流的迁移路径。 地表水与空气监测： 涉及地表径流和气体逸散的监测点设置标准。 数据解释与风险评估： 介绍如何使用统计控制图（如Shewhart图）来识别异常读数，并将监测数据输入到污染迁移模型（如MODFLOW）中，进行风险预警和响应决策。 第9章：污染场地修复技术在退役填埋场中的应用 对于历史遗留的或设计不当的废物处置场，修复工程是必要的。本章回顾并比较了针对填埋场污染的各种修复策略。 原位（In-Situ）稳定化技术： 探讨如何通过注入反应性材料（如石灰、粉煤灰）来固定重金属或通过生物强化技术加速厌氧降解。 挖掘与安全处置（Dig-and-Haul）： 分析在极端污染情况下，将废物安全挖掘出来并转移至符合标准的现代设施进行处置的工程经济性分析和安全操作规程。 屏障技术在长期控制中的应用： 重点讨论了反应性地下水拦截墙（Permeable Reactive Barriers, PRB）在阻断污染物羽流向敏感受体迁移中的设计与材料选择（如零价铁、沸石）。 --- 本书面向对象： 土木工程师、岩土工程专业人士、环境科学家、废物管理规划者以及相关领域的政府监管人员。本书旨在提供从场地初始评估到最终封场与后期维护的全流程、高标准的工程技术指南。

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