岩溶管道与裂隙介质间溶质暂态存储机制

溶质暂态存储是岩溶地下水溶质运移过程中的普遍现象。为揭示岩溶管道与裂隙介质间溶质暂态存储机制,本文构建室内管道-裂隙物理模型,开展集中补给条件下的定量示踪试验,运用双区对流弥散模型实现溶质运移过程模拟。研究表明：随着集中补给水动力条件的增强,裂隙暂态存储水量呈线性增加趋势,溶质穿透曲线由单峰型向双峰型转变;管道和裂隙中的平均流速呈负相关关系,溶质在管道和裂隙中的滞留时间差决定了穿透曲线的形态;溶质暂态存储引发了穿透曲线的拖尾效应和双峰现象,对岩溶地下水溶质运移过程具有重要的控制作用。     

裂隙岩体溶质运移模型综述

本文综述了裂隙岩体系统中溶质运移的概念模型和数学模型。分析了目前各种裂隙岩体系统中溶质运移的数学模型的适用性和优缺点，为选取合理的数学模型求解具体的问题提供了参考依据。最后提出了有待进一步研究的问题。     

示踪弥散试验影响因子分析

污染物质在含水介质中的运移,不仅受到水文地质条件的制约,而且受水化学动力条件的制约。示踪弥散试验常用于模拟地下水污染物质的运移研究,为污染预测和污染防治提供依据。试验选用NaCl为示踪剂,砂土为介质。在室内进行一维弥散试验,针对示踪剂的浓度、水力梯度、砂土干密度等影响因素,进行系统分析。结果表明,弥散系数与NaCl浓度、水力梯度成正比,与砂土干密度成反比。     

三维裂隙网络溶质运移粒子追踪法

本文讨论了利用粒子追踪方法模拟岩体三维裂隙网络中溶质迁移的问题.在本研究中裂隙为圆盘形,具有一定的张开宽度;其中流体的流动为面状流,发生在整个裂隙圆盘范围内.粒子追踪时考虑了对流、纵向弥散和横向弥散.利用提出的方法模拟了一个野外实际钻孔示踪试验.对模拟得到的示踪剂恢复曲线与实测的回收曲线进行了对比,二者的结果基本一致.     

裂隙岩体溶质运移模型研究

核废料的地下深部贮存、垃圾填埋造成的污水下渗、海水入侵、输油管道老化引起渗漏等诸多应用领域的发展,要求从机理、试验和模型等方面发展裂隙岩体溶质运移理论。基于裂隙岩体系统溶质运移的多尺度概念模型,分析了目前描述裂隙岩体系统中溶质运移各种数学模型的适用性和优缺点,为选取合理的数学模型求解具体的问题提供了参考依据。最后提出了需要进一步研究的问题。     

单裂隙介质中的溶质运移研究综述

总结了有关单裂隙介质中溶质运移的基本特点和实验研究的成果,得出影响单裂隙介质中溶质运移的几个重要因素,例如骨架扩散、弥散、表面吸附等,介绍了几个具有代表性的数学模型,同时对模型的有效性和局限性进行了初步讨论.     

岩体裂隙网络矿物溶解-沉淀-迁移数值模拟

为了研究岩体裂隙网络中矿物溶解-沉淀的变化规律及其对溶质运移的影响,联合矿物溶解-沉淀动力学模型、渗流模型和溶质运移模型建立了岩体裂隙网络矿物溶解-沉淀-迁移模型,经过水溶液络合物计算和矿物成分分析,对研究区域方解石溶解-沉淀作用及溶质运移进行了数值模拟。得出的结论主要有:(1)受裂隙网络分布的影响,溶质运移分布极不均匀,溶质主要通过连通的裂隙从上游向下游迁移;(2)考虑方解石的溶解-沉淀作用之后,在溶解区域溶质浓度增加,在沉淀区域溶质浓度减少;(3)通过对比分析,可知方解石溶解-沉淀受水溶液中CO23-浓度影响较大。     

岩体三维不连续裂隙网络及其逆建模方法

通过拟合实测的二维裂隙编录图和钻孔裂隙编录图，优化裂隙三维大小和密度参数，使模型能够准确再现野外所观测到的实际现象，包括开挖面和钻孔上不同裂隙的数量、密度和长度，通过计算实例验证了方法的可行性。     

Modelling Transport of Linearly Sorbing Solutes in a Single Fracture: Asymptotic Behavior of Solute Velocity and Dispersivity

The asymptotic behavior of the solute velocity and dispersivity for a system of parallel fractures with matrix diffusion is made using numerical modeling and theoretical analyses. The study is limited to linearly sorbing solutes with a constant continuous source boundary condition. Expressions are provided for solute velocity and effective dispersivity in terms of fracture porosity during asymptotic stage using spatial moment analyses. The importance of matrix porosity and fracture porosity on solute velocity as well as the relationship governing effective dispersivity and fracture porosity is discussed for both non-reactive and linearly sorbing solutes. By using a dimensionless effective dispersivity parameter it is shown that the relationship between the fracture porosity and dimensionless effective dispersivity is linear for non-reactive solutes. It is also shown that this holds true for the linearly sorbing solutes with the same proportionality constant.     

土石混合介质中非反应性阴离子运移试验研究

为探讨化学物质在土石混合介质中的运移过程和机理,采用饱和稳态流下的Cl-1混合置换试验,测定水流和溶质运移过程,分析土石混合介质的溶质穿透曲线特征及碎石组成和含量对运移过程的影响。选用CXTFIT2.1的平衡和物理非平衡对流弥散模型,对参数弥散系数D和滞留因子R进行反求。结果显示:不同土石比的D变异较大:0.258~22.31 cm2/h。R的波动范围为0.6~1.54;碎石含量影响土石介质的溶质运移过程表现为平均孔隙流速、弥散系数、弥散度均与土石比成负指数的幂函数关系。对碎石粒径与溶质运移参数进行相关分析发现,小粒径的碎石含量增加,则孔隙流速和弥散系数有减少的趋势,而大于10 mm的碎石有利于溶质的运移。通过土石介质的非反应性阴离子的混合置换试验研究,可以为非均一介质中化学物质运移提供参考。     

基于离散裂缝网络模型裂缝储层的随机模拟——以王窑区块为例

在燕山期、喜山期构造活动作用下,王窑区块发育北东向和南北向共轭剪切裂缝。针对该裂缝进行了统计分析,并利用离散裂缝网络模型对裂缝进行了随机模拟。模拟结果表明:研究区共轭裂缝北东向较为显著,且以高角度裂缝为主。裂缝对渗透率影响较为明显,将研究区的渗透率提高到20×10-3μm2,孔隙度增加约2%。     

裂缝密度约束的离散裂缝网络建模方法与实现

如何高效地用多种类型资料(如地震、测井、岩芯等)所得到的裂缝信息对离散裂缝网络建模至关重要。为此本文提出一种裂缝密度约束的离散裂缝网络建模方法,将多种裂缝先验信息转换为裂缝密度,通过密度约束裂缝网络模型。方法对裂缝位置的确定方法进行改进,从编程的角度对二维和三维实现进行了分析,同时讨论了方法的适用性及参数设定。为验证方法效果,实例分析部分选用鄂尔多斯盆地延河剖面附近的一井区数据进行裂缝建模,并与实际生产资料进行比对,结果表明该方法所建立的裂缝模型与实际生产数据吻合。     

水箱-管道系统溶质运移实验研究及其岩溶水文地质意义

为了研究岩溶管道中溶潭对溶质运移的影响,在实验室内构建水箱-管道系统,在不同管道结构和水流条件下进行定量示踪实验并得到相应的穿透曲线(BTCs);采用Qtracer2软件分析溶质运移参数,采用滞后系数R分析实验结果与一维经典对流弥散方程解析解之间的差别。实验结果显示:随着水箱数量的增加,示踪剂(NaCl)峰值质量浓度逐渐降低,弥散系数和弥散度逐渐增加,穿透曲线拖尾逐渐增长,表明水箱的瞬态存储使溶质运移滞后;与不对称水箱相比,对称水箱BTC拖尾较长;峰现时间随着不对称水箱数量的增多明显滞后;出口流量增加时,弥散度减小,BTC拖尾变短。一维经典对流弥散方程解析解仅对单管道最大流量条件下的BTC拟合较好,对流量较小的单管道和水箱-管道系统的BTC拟合较差,需研究适用的模型解释其拖尾现象。     

绳索取心钻探施工中钻杆折断原因分析及应对措施

通过分析绳索取心钻探施工工况、钻杆折断事故现状及折断部位,探讨绳索取心钻杆折断的原因,提出预防绳索取心钻杆折断措施。     

基于压水试验下的某水电站坝址区基岩裂隙网络系统透水特性的研究

依据单孔压水试验,分析了木里河流域某水电站坝址区基岩裂隙网络系统渗透特性,得到了坝址区不同岩性岩体中不同成因类型的裂隙渗透特性随埋深的变化规律,并为以后构建基岩裂隙介质等效连续介质数值模型时的参数选取提供依据。