巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值分析.pdf

1、由于如核廢料的地質(zhì)貯存、垃圾填埋場(chǎng)造成的污水下滲、海水入侵、輸油管道老化而引起的滲漏等原因,裂隙巖體地下水可能受到嚴(yán)重污染的威脅。這些與人類生活密切相關(guān)的環(huán)境問題迫切需要我們對(duì)裂隙介質(zhì)中地下水及污染物運(yùn)移的機(jī)制進(jìn)行研究。裂隙巖體中溶質(zhì)運(yùn)移的主要路徑是通過具有水力聯(lián)系的裂隙網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的,溶質(zhì)在裂隙網(wǎng)絡(luò)中主要是在滲流和濃度梯度作用下沿裂隙遷移,從而影響地下含水介質(zhì)中的水環(huán)境。 在充分了解和總結(jié)國內(nèi)外裂隙巖體溶質(zhì)運(yùn)移研究發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的

2、基礎(chǔ)上,對(duì)基于離散裂隙網(wǎng)絡(luò)模型的裂隙巖體溶質(zhì)運(yùn)移進(jìn)行了研究。具體的研究成果主要有以下幾個(gè)方面： 1、詳細(xì)研究了裂隙巖體溶質(zhì)運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型,比較全面地總結(jié)了裂隙巖體溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)和適用范圍,并進(jìn)行了認(rèn)真的分析比較。 2、借鑒巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流理論及其數(shù)學(xué)模型的建立方法,依據(jù)裂隙網(wǎng)絡(luò)交叉點(diǎn)處的質(zhì)量守恒原理和立方定律,建立了離散裂隙網(wǎng)絡(luò)溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出了該模型的數(shù)值求解方法。 3、基于建立的離散裂隙

3、網(wǎng)絡(luò)溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)學(xué)模型,在教研室開發(fā)完成的巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流計(jì)算程序的基礎(chǔ)上,借助FORTRAN語言自主編寫了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模擬程序。根據(jù)巖體裂隙的走向、跡長、間距和隙寬等的統(tǒng)計(jì)特征,應(yīng)用Monte-Carlo方法隨機(jī)生成裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),再代入初始條件和邊界條件,進(jìn)行了裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流及溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值計(jì)算,驗(yàn)證了程序的可行性。 4、將前面研究的理論和數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到某高壩工程中,進(jìn)行了壩區(qū)巖體離散裂隙網(wǎng)絡(luò)中溶質(zhì)運(yùn)移的數(shù)值模擬。用自主開發(fā)的2