交叉裂隙中優(yōu)勢流及溶質(zhì)運移試驗研究.pdf

1、隨著各種地下工程尤其是核廢料處置工程等不斷增多、規(guī)模增大，基巖裂隙中水流和溶質(zhì)運移研究需求越來越大。交叉裂隙是裂隙網(wǎng)絡(luò)重要組成部分，研究交叉裂隙水流及溶質(zhì)運移對基巖地下水污染和防治具有重要指導(dǎo)意義?？偨Y(jié)國內(nèi)外裂隙中水流和溶質(zhì)運移研究現(xiàn)狀，深入分析交叉裂隙中優(yōu)勢流通道對水流及溶質(zhì)運移的影響。設(shè)計制作用于模擬交叉粗糙裂隙優(yōu)勢流及溶質(zhì)運移的實驗裝置，進行了交叉粗糙裂隙中優(yōu)勢流及溶質(zhì)運移模擬試驗。分析交叉裂隙優(yōu)勢流規(guī)律并對溶質(zhì)運移特征進行初步探

2、討。得出主要結(jié)論如下:
　　(1)在本文的試驗條件下，過交叉點處的局部裂隙水流流速V與水力梯度J呈非線性關(guān)系，與傳統(tǒng)的、平均意義上的達西定律產(chǎn)生了偏差，而Forchheimer公式能較好的擬合水力梯度和流速間的關(guān)系，擬合精度較高;單寬流量與水力梯度間呈冪指數(shù)關(guān)系q=KJm，且m的值隨著相對粗糙度的增大而變大;傳統(tǒng)局部立方定律并不適用粗糙裂隙，應(yīng)用修正的立方定律能夠較好的擬合實測數(shù)據(jù)，隙寬指數(shù)n值均大于3屬于超立方定律范圍，且n值隨

3、著粗糙度增大而變小。
　　(2)交叉粗糙裂隙中的優(yōu)勢流效應(yīng)受裂隙粗糙度和進出水角度的影響，在粗糙度不同的兩組裂隙中，隨著裂隙粗糙度相差越大優(yōu)勢流效應(yīng)越強，反之則減弱。
　　(3)比較不同粗糙度條件下優(yōu)勢效應(yīng)對溶質(zhì)運移的影響，發(fā)現(xiàn)前兩組粗糙度相差較大試驗中兩出端水裂隙內(nèi)相同位置處的穿透曲線峰值差值隨著優(yōu)勢效應(yīng)的增強逐漸增大。
　　(4)過裂隙交叉點不同位置溫度示蹤劑運移穿透曲線的峰值具有明顯差距且不隨運移距離的增大而逐漸

4、降低，峰值最大穿透曲線多出現(xiàn)距交叉點較遠的探頭點3和探頭點4位置處，其中以探頭點4較多。說明交叉點處溶質(zhì)混合模式介于線性模式和完全混合模式之間。
　　(5)注入不同量熱液引起溫度示蹤穿透曲線峰值到達時間的變化，相同流速條件下隨著注入量的增加峰值到達時間逐漸延遲。到達峰值時間差距隨著流速的增大呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。表明溫度場和滲流場耦合條件下兩者之間存在相互作用。
　　(6)亮藍示蹤劑溶質(zhì)運移穿透曲線采用ADE和TPL兩種模型