吉林大学学报(地球科学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (3): 908-917.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.201503206
束龙仓, 范建辉, 鲁程鹏, 张春艳, 唐然
Shu Longcang, Fan Jianhui, Lu Chengpeng, Zhang Chunyan, Tang Ran
摘要:
为了深入认识岩溶泉流域的流量过程影响因素和作用机制,以西南岩溶泉流域水文地质概念模型为原型,建立了实验室尺度下的裂隙-管道介质物理模型和数值模型。选取补给雨强、泉口直径、落水洞与开采井的位置作为影响因子,模拟了泉流量过程。试验结果表明:单次降水试验可以观测得到泉流量增加、平稳波动和衰减共三个阶段;同一泉口直径条件下,补给强度对泉流量衰减系数的影响极小,直径为3,4,5,7 mm的泉口直径对应的衰减系数分别为0.003 6,0.006 7,0.011 5,0.012 9,泉口直径与衰减系数呈近似对数关系;落水洞汇流水量占泉流量的比例远大于裂隙;2~3 mm是微小裂隙与较大裂隙的过渡区域,两种类型的介质泉流量过程差异明显;开采井分别位于泉口附近、模型中间位置和落水洞时,泉流量衰减系数依次减小。
中图分类号:
[1] 覃小群,朱明秋,蒋忠诚.近年来我国西南岩溶石漠化研究进展[J].中国岩溶,2006, 25(3):234-238. Qin Xiaoqun, Zhu Mingqiu, Jiang Zhongcheng.A Review on Recent Advances in Rocky Desertification in Southwest China Karst Region[J].Carsologica Sinica, 2006, 25(3):234-238.[2] 周志芳,王锦国,黄勇.裂隙介质水动力学原理[M].北京:高等教育出版社,2007. Zhou Zhifang,Wang Jinguo,Huang Yong. Theory on Dynamics of Fluids in Fractured Medium[M]. Beijing: Higher Education Press, 2007.[3] 速宝玉,詹美礼,赵坚.光滑裂隙水流模型试验及其机理初探[J].水利学报,1994(5):19-24. Su Baoyu, Zhan Meili, Zhao Jian.The Model Test of the Flow in Smooth Fracture and the Study of Its Mechanism[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 1994(5):19-24.[4] 李文兴,王刚.岩溶管道水流的等效管束组合模拟[J].中国岩溶,1997, 16(3):40-46. Li Wenxing, Wang Gang.Combination Simulation of Equivalent Conduits of Karst Conduit Flow[J].Carsologica Sinica,1997, 16(3):40-46.[5] Salve R,Wang J S, Doughty C.Liquid-Release Tests in Unsaturated Fractures Welded Tuffs:Ⅰ:Field Investigations[J]. Journal of Hydrology, 2002, 256(1/2):60-79.[6] 沈振中,陈雰,赵坚.岩溶管道与裂隙交叉渗流特性试验研究[J].水利学报,2008,39(2):137-145. Shen Zhenzhong, Chen Fen, Zhao Jian. Experimental Study on Seepage Characteristics of the Intersection of Tubular Karst Passage and Fissure[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2008,39(2):137-145.[7] 董贵明,束龙仓,田娟,等. 西南岩溶地下河系统水流运动数值模型[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2011,41(4): 1136-1143,1156. Dong Guiming,Shu Longcang,Tian Juan,et al.Numerical Model of Groundwater Flow in Karst Underground River System,Southwestern China[J].Journal of Jilin University:Erath Science Edition, 2011,41(4): 1136-1143,1156.[8] 刘丽红,束龙仓,鲁程鹏. 基于管道流模型的岩溶含水系统降雨泉流量响应规律:以贵州后寨典型小流域为例[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2010,40(5), 1083-1089. Liu Lihong, Shu Longcang,Lu Chengpeng.Precipitation and Discharge Responsemechanism Based on Conduit Flow Model in Karstic Water System:Application the Houzhai Karstic Watersystem of Guizhou Province[J] Journal of Jilin University:Erath Science Edition, 2010,40(5), 1083-1089.[9] 陈崇希.岩溶管道-裂隙-孔隙三重空隙介质地下水流模型及模拟方法研究[J].地球科学:中国地质大学学报,1995,20(4):361-366. Chen Chongxi. Groundwater Flow Model and Simulation Method in Triple Media of Karstic Tube-Fissure-Pore[J]. EarthSciene:Journal of China University of Geosciences,1995,20(4):361-366.[10] 李静.洪山泉流量动态系统分析[J].水文地质工程地质,2004(2):79-82. Li Jing.Dynamic System Analysis for Flux of the Hongshan Spring[J].Hydrogeology & Engineering Geology, 2004(2):79-82.[11] 孙晨,束龙仓,鲁程鹏,等.裂隙-管道介质泉流量衰减过程试验研究及数值模拟[J].水利学报,2014,45(1):50-64. Sun Chen,Shu Longcang,Lu Chengpeng,et al.Physical Experiment and Numerical Simulation of Spring Flow Attenuation Process in Fissure-Conduit Media[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2014,45(1):50-64.[12] 束龙仓,陶玉飞,董贵明,等.岩溶多重介质泉水流量衰减过程的室内模拟及分析[J].工程勘察,2008(9):32-35. Shu Longcang,Tao Yufei,Dong Guiming,et al. Spring Flow Attenuation Process Simulation and Analysis of the Karst Multi-Media[J]. Geotechnical Investigation & Surveying,2008(9):32-35.[13] 程星,杨子江.影响喀斯特地下水调蓄功能的因素的探讨[J].中国岩溶,2000,19(1):54-59. Cheng Xing, Yang Zijiang.A Discussion on the Factors of Underground Water Regulation in Karst Areas[J].Carsologica Sinica, 2000,19(1):54-59.[14] Thomas E R. System and Boundary Conceptualization in Ground-Water Flow Simulation[R].Washington D C:United States Government Printing Office,2001.[15] 陈崇希,林敏.地下水动力学[M].武汉:中国地质大学出版社,1999. Chen Chongxi,Lin Min.Groundwater Dynamics[M].Wuhan:China University of Geosciences Press,1999.[16] 徐海珍,李国敏,张寿全,等.北京市平谷盆地地下水三维数值模拟及管理应用[J]. 水文地质工程地质,2011,38(2):27-34. Xu Haizhen, Li Guomin, Zhang Shouquan,et al. Development of a 3-D Numerical Groundwater Flow Model of the Pinggu Basin and Groundwater Resources Management[J].Hydrogeology & Engineering Geology, 2011, 38(2):27-34.[17] 卢文喜,李平,王福林,等.挠力河流域三维地下水流数值模拟[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2007,37(3): 541-545. Lu Wenxi, Li Ping,Wang Fulin,et al.Three Dimensional Numerical Simulation of Groundwater in Naolihe Watershed[J].Journal of Jilin University:Erath Science Edition, 2007,37(3): 541-545.[18] Neretnieks I,Eriksen T,Tähtinen P.Tracer Movement in a Single Fissure in Granitic Rock: Some Experimental Results and Their Interpretation[J]. Water Resource Research,1982,18(4):849-858.[19] 刘昌军,赵华,张顺福,等. 台兰河地下水库辐射井抽水过程的非稳定渗流场的有限元分析[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2013,43(3): 922-930. Liu Changjun,Zhao Hua,Zhang Shunfu,et al.Finite Element Analysis on Unsteady Seepage Field of Groundwater Reservoir of Tailan River During the Pumping Water of the Radiation Well[J]. Journal of Jilin University:Erath Science Edition, 2013,43(3): 922-930.[20] 梁彬,朱明秋,裴建国,等.岩溶水资源开发利用与综合治理经验:以湘西岩溶区为例[J]. 水资源保护,2007,23(2): 64-69. Liang Bin,Zhu Mingqiu,Pei Jianguo,et al.Experience on Development and Comprehensive Management of Karst Water Resources: A Case Study of Karst Regions in West Hunan[J]. Water Resources Protection, 2007,23(2): 64-69. |
[1] | 殷长春, 杨志龙, 刘云鹤, 张博, 齐彦福, 曹晓月, 邱长凯, 蔡晶. 基于环形扫面测量的三维直流电阻率法任意各向异性模型响应特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 872-880. |
[2] | 阮大为, 李顺达, 毕亚强, 刘兴宇, 陈旭虎, 王兴源, 王可勇. 内蒙古阿尔哈达铅锌矿床构造控矿规律及深部成矿预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(6): 1705-1716. |
[3] | 谭家华, 雷宏武. 基于GMS的三维TOUGH2模型及模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(4): 1229-1235. |
[4] | 尹崧宇, 赵大军, 周宇, 赵博. 超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(2): 526-533. |
[5] | 姜艳娇, 孙建孟, 高建申, 邵维志, 迟秀荣, 柴细元. 低孔渗储层井周油藏侵入模拟及阵列感应电阻率校正方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(1): 265-278. |
[6] | 孙建国. 高频渐近散射理论及其在地球物理场数值模拟与反演成像中的应用——研究历史与研究现状概述以及若干新进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(4): 1231-1259. |
[7] | 王常明, 常高奇, 吴谦, 李文涛. 静压管桩桩-土作用机制及其竖向承载力确定方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(3): 805-813. |
[8] | 钱文见, 尚岳全, 杜丽丽, 朱森俊. 充气位置及压力对边坡截排水效果的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(2): 536-542. |
[9] | 张婉, 刘英会, 朱卫平, 张玄杰. 大井坡航空地球物理试验场典型剖面综合地球物理解释[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(2): 569-580. |
[10] | 喻鹏, 马腾, 唐仲华, 周炜. 盆地异常低压系统处置油田污水可行性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(1): 211-219. |
[11] | 那金, 许天福, 魏铭聪, 冯波, 鲍新华, 姜雪. 增强地热系统热储层-盐水-CO2相互作用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(5): 1493-1501. |
[12] | 李正伟, 张延军, 郭亮亮, 金显鹏. 松辽盆地北部干热岩开发水热产出预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(4): 1189-1197. |
[13] | 张剑波, 李谢清, 石阳, 朱建勃. 油藏数值模拟中地质模型的建模流程与方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(3): 860-868. |
[14] | 杨丽春, 庞宇斌, 李慎刚. 超长基坑开挖的空间效应[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(2): 541-545. |
[15] | 雷宏武, 李佳琦, 许天福, 王福刚. 鄂尔多斯盆地深部咸水层二氧化碳地质储存热-水动力-力学(THM)耦合过程数值模拟[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(2): 552-563. |
|