基于离散裂隙-等效连续介质耦合模型的哈尔克山裂隙网络模拟
吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (4): 1256-1268.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20240011
基于离散裂隙-等效连续介质耦合模型的哈尔克山裂隙网络模拟
漆琳靖1,王泽清2,那金1,岑畅1,马军3
1. 长江大学资源与环境学院,武汉 430100
2. 中国地质大学(武汉)环境学院,武汉 430078
3. 新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司地质勘查分院,乌鲁木齐 830000
Fracture Network Simulation of Halk Mountain Based on Discrete Fracture-Equivalent Continuous Medium Coupled Model
Qi Linjing1, Wang Zeqing2, Na Jin1, Cen Chang1, Ma Jun3
1. College of Resources and Environment, Yangtze University, Wuhan 430100, China
2. School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430078, China
3. Geological Exploration Branch of Xinjiang Water Resources and Hydropower Survey Design Research Institute Co., Ltd.,
Urumqi 830000, China
摘要: 哈尔克山位于天山北部,复杂的地质结构和强烈的地形切割导致该地区断裂发达,河谷裂隙发育。哈尔克山地区对天山北麓整体水资源及生态环境有重要影响,为了对其进行地下水渗透能力评价研究,探讨该区域基岩裂隙渗透特征,基于离散裂隙网络模型(DFN)与等效连续介质模型(ECM)的理论基础,提出一种离散裂隙-等效连续介质耦合模拟方法。首先,基于研究区水文地质背景,结合其天然裂隙网络特征,开展区域裂隙空间特征分析;然后,根据天然裂隙网络特征开展离散裂隙网络模拟,构建符合实际区域地质条件的离散裂隙网络模型;最后,基于等效介质模型理论,耦合裂隙与地质单元体,计算裂隙网络等效渗透率。结果表明:研究区裂隙受哈尔克山断裂构造影响,整体走向呈NWW向和NEE向;区域裂隙隙宽服从对数正态分布,裂隙在空间分布上服从Fisher分布;裂隙等效半径为312.9~780.6 m,隙宽为1.43~25.19 mm,渗透率为2.3~66.7 mD①,裂隙密度为0.10~5.25 m-1;等效渗透率xx方向为0.050~1.877 mD,yy方向为0.050~1.947 mD,zz方向为0.100~2.825 mD,整体区域渗透率均小于3 mD;哈尔克山地区基岩裂隙网络渗透率较低,断裂带及河谷裂隙发育带是山区地下水的主要运移通道。将模拟结果同前期开展的水文地质试验结果对比,二者数值较为相近,证明离散裂隙-等效连续介质耦合模拟方法的可靠性。
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