交叉裂隙中優(yōu)勢流及溶質(zhì)運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)移的實驗裝置，進(jìn)行了交叉粗糙裂隙中優(yōu)勢流及溶質(zhì)運(yùn)移模擬試驗。分析交叉裂隙優(yōu)勢流規(guī)律并對溶質(zhì)運(yùn)移特征進(jìn)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(dá)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(jìn)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(qiáng)，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(yùn)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(qiáng)逐漸增大。
　　(4)過裂隙交叉點不同位置溫度示蹤劑運(yùn)移穿透曲線的峰值具有明顯差距且不隨運(yùn)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(yuǎn)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(dá)時間的變化，相同流速條件下隨著注入量的增加峰值到達(dá)時間逐漸延遲。到達(dá)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(lán)示蹤劑溶質(zhì)運(yùn)移穿透曲線采用ADE和TPL兩種模型