Modeling contaminant transport through composite liner with a hole in the geomembrane

Contaminant transport through a single hole in a geomembrane (GM) that forms part of composite liner with a geosynthetic clay liner (GCL) for applied heads (0.3 and 1 m) and an applied pressure of about 100 kPa is modeled and compared with experimental results. The system was first permeated with distilled water until a steady state was reached. The permeant was then switched to an NaCl solution. The inferred interface transmissivity at steady state (after 280 days) is about 2.3 x [10.sup.-11] [m.sup.2]/s for both heads examined. After 800 days permeation with an 0.14 mol/L NaCl solution, the interface transmissivity between the geomembrane and GCL was inferred to have decreased from 2.3 x [10.sup.-11] to 1.1 x [10.sup.-11] [m.sup.2]/s for experiments with heads of both 0.3 and 1 m. Modeling of the flow and changes in the GCL hydraulic conductivity arising from interaction between the bentonite and the 0.14 mol/L NaCl permeant is shown to give excellent agreement with the observed leakage. The differences between modeling a uniform and nonuniform interface transmissivity is found to be small--with the leakage being dominated by the interface transmissivity 0.1 to 0.15 m from the hole in the GM. Typical published values for the diffusion coefficient for both the GCL and sandy soil are shown to give good predictions of effluent concentration with time and chloride distribution in the silty sand in contact with the composite liners at the end of the test. Key words: numerical modeling, leakage, composite liner, geosynthetic clay liner, advection, transport, landfill. Cet article presente la modelisation du transport de contaminants a travers un trou unique dans de la geomembrane (GM) faisant partie d'un revetement composite avec argile et geosynthetique (GCL) pour des tetes appliquees (0,3 et 1 m) et des pressions appliquees d'environ 100 kPa. Les resultats de la modelisation sont ensuite compares a des resultats experimentaux. Le systeme est d'abord infiltre avec de l'eau distillee jusqu'a ce que le regime permanent soit atteint. Ensuite, le liquide permeant est change par une solution de NaCl. La transmissivite inferee a l'interface en regime permanent (apres 280 jours) est d'environ 2,3 x [10.sup.-11] [m.sup.2]/s pour les deux tetes testees. Apres 800 jours de permeation avec une solution de 0,14 mol/L NaCl, la transmissivite de l'interface entre la geomembrane et le GCL est supposee avoir diminue de 2,3 x [10.sup.-11] [m.sup.2]/s a 1,1 x [10.sup.-11] [m.sup.2]/s pour les essais avec des tetes de 0,3 et de 1 m. La modelisation de l'ecoulement et des variations de conductivite hydraulique du GCL survenant en reponse aux interactions entre la bentonite et la solution de 0,14 mol/L NaCl demontre des correspondances excellentes avec les fuites observees. Les differences entre la modelisation d'une transmissivite a l'interface uniforme ou non uniforme s'averent etre faibles, les fuites etant dominees par la transmissivite a 0,1 m et 0,15 m du trou dans la GM. Des valeurs typiques publiees du coefficient de diffusion autant pour le GCL que pour le sol sablonneux permettent d'obtenir des bonnes predictions de la concentration a l'effluent avec le temps et de la distribution du chlorure dans le sable silteux en contact avec les revetements composites a la fin de l' essai. Mots-cles : modelisation numerique, fuite, revetement composite, revetement d'argile et geosynthetique, advection, transport, site d' enfouissement. [Traduit par la Redaction]
Introduction Composite liners used at the base of modern landfills often involve a high-density polyethylene (HDPE) geomembrane (GM) over a geosynthetic clay liner (GCL). The primary role of the GCL [...]