c. Che phủ và đầm nén chất thải.
15.9.3.1. Mô hình cân bằng nước
Các thành phần khác nhau của 1 mô hình cân bằng nước trong 1 BCL được giới thiệu trong hình 19. Nhìn vào hình ta thấy, những nguồn nước cơ bản là: nước đi vào BCL xuyên qua lớp che phủ (nước mưa), hơi ẩm của lớp vật liệu che phủ rác thải, nước ngầm chảy vào BCL và độ ẩm có sẵn trong CTR. Ngoài ra, còn 1 lượng nước nhỏ được tạo thành như một sản phẩm thứ cấp của quá trình phân hủy chất thải. Nước rời khỏi BCL ở trạng thái hơi nước bão hoà trong khí sinh ra ở BCL và bốc hơi ra bên ngoài. Phần còn lại của nước hoặc là được giữ lại bởi rác thải hoặc trở thành nước rĩ rác.
Lớp thực vật ở trên lớp che phủ thì dùng nước để phát triển các mô thực vật và làm mất nước nhờ sự thoát hơi nước (“transpiration”).
Tổng lượng hơi ẩm có thể được giữ lại trong một đơn vị thể tích đất phụ thuộc vào hai biến số: khả năng giữ nước(FC) và điểm cạn (“wilting point”) (WP) của đất. FC của đất được định nghĩa là lượng nước còn lại trong các lỗ rỗng sau 1 thời gian dài đã thoát nước dưới tác dụng của trọng lực. WP của đất được định nghĩa là lượng nước còn lại ở trong đất sau khi lớp thực vật không còn có khả năng rút thêm nước được nữa. Sự khác nhau giữa FC và WP là lượng của hơi ẩm có thể được giữ lại trong từng loại đất cụ thể.
Vì thành phần tham gia phần lớn vào sự hình thành nước rò rỉ là nước mưa nên việc tính toán lượng nước mưa thấm qua đi vào lớp che phủ là một vấn đề quan trọng trong mô hình cân bằng nước ở một bãi chôn lấp. Tính toán lượng nước mưa thấm xuống đi vào lớp che phủ là một trong những bài toán phân tích vô
cùng phứa tạp. Dòng chảy nước mưa thấm xuống thẳng đứng có thể qua các lớp che phủ rồi đi xuống di chuyển xuống dưới tác dụng của trọng lực) hoặc mất đi do sự thoát hơi nước. Một mô hình máy tính đã được thiết kế để thực hiện những tính toán phức tạp mà trong đó cần phải dự đoán tổng lượng nước xâm nhập hoặc thấm qua một hệ thống các lớp che phủ bao gồm nhiều lớp lót có những đặc trưng khác nhau. Mô hình đó được gọi là mô hình HELP (Đánh giá tính chất và sự vận động của nước trong hoạt động của 1 BCL) (“Hydrologic Evaluation of Landfill Performance”) [12]. Ngoài ra nhiều pp khác cũng được sử dụng để đánh giá lượng nước có thể thấm qua trong một BCL, bao gồm cả việc sử dụng 1 mô hình cân bằng nước truyền thống.
Các thành phần của 1 mô hình cân bằng nước trong một BCL có thể được biểu diễn bởi phương trình sau với giả thiết là sự thấm vào nguồn nước ngầm là không quan trọng:
MC = Wsw+Wc+Wp-WRO-Wlfg-Wv-Wevap+Wleach
Với:
MC=sự thay đổi lượng hơi nước được giữ lại ở BCL (kg/m3)
Wsw= lượng nước trong CTR khi đến BCL (độ ẩm của CTR dao động
trong phạm vi từ 30% -60% ở nhiều nước đang phát triển, phụ thuộc vào vị trí BCL) (kg/m3)
Wc= lượng nước trong vật liệu che phủ (kg/m3)
Wp= lượng nước mưa và 1 số những nguồn khác từ bên ngoài (kg/m3)
WRO= lượng nước mưa chảy tràn (kg/m3)
Wlfg= lượng nước sử dụng trong phản ứng hình thành khí ở BCL(ở mức
0.2 Kg/m3 khí)
Wv= lượng nước nước mất đi dưới dạng hơi nước bão hoà trong khí
BCL(ở mức 0.04 Kg / m3 khí)
Wevap= lượng nước mất do sự bốc- thoát hơi nước(kg/m3)
Wleach= lượng nước rời khỏi BCL (thể tích kiểm soát được) dưới tên gọi là nước rĩ rác(kg/m3).
Mô hình cân bằng nước ở một BCL cơ bản là tính tổng khối lượng của nước đi vào một diện tích đơn vị của một lớp lót cụ thể của 1 BCL trong một thời gian nhất định với khối lượng của nước còn lại ở lớp lót đó sau lần nước đi vào lần trước đó và trừ đi khối lượng của nước mất đi trong thời gian đang tính toán. Kết quả của sự phân tích là giá trị “hơi ẩm sẵn có” (“available moisture”) của 1 lớp lót cụ thể nào đó trong 1 BCL ở một thời gian nhất định. Để biết chắc chắn có hình thành lượng nước rò rỉ nào hay không, so sánh “hơi ẩm sẵn có” với khả năng giữ nước (“FC”) của bãi rác. Sẽ có sự hình thành nước rĩ rác nếu tổng lượng nước hiện hữu (“hơi nước sẵn có”) lớn hơn khả năng giữ nước (“FC”) của bãi rác.
FC của BCL thay đổi phụ thuộc vào sức nặng (tải trọng của chất thải) ở phía trên đè xuống cũng như những thay đổi khác… như những đặc trưng của chất thải và đất. FC của BCL có thể được ước tính gần đúng theo phương trình sau[11,21]:
+ ⋅ ⋅ = W W FC 10000 55 . 0 6 . 0 Với:
FC = khả năng giữ nước
W = tải trọng của chất thải được tính tại điểm chính giữa tầng rác
Một cách khác, khả năng giữ nước của CTR đã nén, cũng như của những lớp vật liệu khác có thể được xác định bằng thực nghiệm. Bất cứ khi nào có thể, nên đo đạc trực tiếp khả năng giữ nước để xác nhận và so sánh với các thông số tính toán.