湖泊溶液下GCL防渗性能及其机理

作者：万娟; 赵宏博; 肖衡林^*; 程莹; 何俊; 陶高梁

来源：中国科技论文, 2021, 16(04): 422-429.

• 防渗性能
• 膨润土防水毯
• 自由膨胀
• 离子浓度
• 元素分析

针对膨润土防水毯(geosynthetic clay liner, GCL)用于湖底防渗时湖泊溶液离子影响GCL渗透系数的问题,提出用模拟湖泊溶液作为渗透液研究GCL的防渗性能。配置浓度为0.005～1 mol/L的KCl、CaCl2、NH4CL及相互混合溶液作为介质渗透液,以去离子水作为对比渗透液,取出GCL中的膨润土,测试渗透液下膨润土的自由膨胀指数;在相同的渗透液条件下,测试GCL的渗透系数;渗透试验后取出GCL中膨润土分析其元素变化。结果表明:1)相对于介质渗透液,去离子水中GCL的防渗性能最好,渗透系数最小。2)GCL处于渗透液环境时,GCL的防渗性能与膨润土的胀缩性表现出相反的变化趋势。相同浓度的单一渗透液下,GCL渗透系数的规律为NH4Cl<KCl<CaCl2;同一离子强度的混合渗透液下,GCL抗渗性能的规律为KCl+NH4Cl>NH4Cl+CaCl2>KCl+CaCl2。3)在同一种渗透液下,GCL防渗性能对离子浓度的敏感性分为3个区段,分别为浓度<0.1 mol/L、0.1 mol/L<浓度<0.5 mol/L、浓度>0.5 mol/L。GCL防渗性能随渗透液离子浓度的升高而降低,下降幅度不断减缓。4)GCL的防渗性能可以用GCL的元素变化来解释,经渗透液渗透后GCL内的钠元素越少,GCL的抗渗能力越弱。研究结果阐明了湖泊溶液对GCL防渗效果的影响及其机理,可为GCL用于湖泊防渗提供理论依据。

• 单位
  湖北工业大学