等水位河间地块岩溶裂隙和流场演变模拟初探

• 作者: 焦友军 黄奇波 王旭升 于青春
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 河间地块 岩溶裂隙网络 Dupuit假设 等效渗透系数 溶蚀作用
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 页码范围: 1-11
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202307009

摘要

经典地下水动力学根据Dupuit假设得到了河渠间潜水含水层水位分布的解析解，常用于实际工程。该解析模型是否适用于具有裂隙网络的河间地块岩溶含水层，这个问题远未得到充分论证。考虑降雨入渗强度为100～800 mm/a的情形，建立剖面二维离散裂隙网络渗流模型，对等水位河间地块开展数值模拟研究。裂隙网络包含陡倾角和缓倾角2组裂隙，具有随机分布特征，隙宽均值为0.01 cm。根据稳定流场模拟结果划分包气带和饱水带裂隙界面，分析水位分布特征，计算饱水带裂隙网络的等效渗透系数，并与经典解析模型反算的等效渗透系数进行了对比，发现采用解析模型的误差小于25%。进一步模拟岩溶作用下裂隙演变的情景，对10 ka内河间地块裂隙状态和准稳态渗流进行了预测，发现隙宽最大值达到0.07 cm，经典解析模型仍然能够通过水位反算出数量级相符的等效渗透系数。模拟结果表明潜水面具有不规则形状，而且在河岸会出现明显的渗出面泉点，裂隙泉点数量在岩溶演变过程中逐渐减少。经典解析模型虽然能够估算河间地块裂隙网络的等效渗透系数，但不能刻画潜水面的不规则形态，也不能预测岩溶裂隙渗流场的演变趋势。