基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究——以桂林寨底地下河子系统为例

• 作者: 夏日元 曹建文 杨杨 樊连杰 赵良杰 邵景力
• 来源期刊: 地球学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 管道流模型 非达西流 岩溶管道 含水介质
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: III 技术与方法
• 页码范围: 225-232
• 页数: 8页
• 分类号: P641|P628.3
• 字数: 5256字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3975/cagsb.2017.112502

摘要

为了描述岩溶多重含水介质存在非达西流问题, 研究管道流CFP模型在岩溶区数值模拟中的应用.在分析管道流 CFP 基本原理的基础上, 通过建立概念模型算例(5个管道, 上下临界雷诺数分别为2000和4000), 探讨不同管道水文地质参数对出口流量及水流状态的影响, 并对参数敏感性进行分析, 最后将CFPM1模型应用于广西寨底岩溶地下河系统, 探讨在实际应用中的管道流模型适用性.概念模型结果表明,参数敏感度从大到小依次为: 管道直径、水力梯度、管道渗透系数、弯曲度及粗糙度, 流量与雷诺数随管道参数增大而增大, 水流状态从层流变为紊流.寨底岩溶管道流模型中3个观测井及地下河出口实测流量表明CFPM1能较好地模拟出岩溶地下水水位变化趋势.得出结论: CFPM1管道流模型允许岩溶管道与基岩含水层进行水流交换, 能够较好地刻画岩溶区管道介质非达西流特征, 但管道参数获取较为困难, 且不能刻画岩溶管道形态变化.该方法具有一定通用性, 可为实际应用提供指导.