分叉-交叉裂隙中优势流及示踪试验与模拟研究

发布时间：2023-03-12 20:32

　　随着社会发展地下水工程增多,全球范围内的核废料地质处置、石油开采及二氧化碳地质封存安全问题关注度日益提升,基岩裂隙水运移研究现已是水文地质学的重视课题。交叉裂隙作为自然网络裂隙的重要组成部分,由于强烈的非均质性和各向异性,交叉裂隙水运移机理尚未完全明晰,其中渗流及溶质运移行为量化及其控制因素仍是挑战性难题。本文构建了分叉-交叉裂隙试验室物理模型,分别进行了不同分叉裂隙(一进两出、一进三出)和交叉裂隙(两进两出)中水流和温度示踪试验;定量分析了分叉-交叉裂隙中不同进出口方式的渗流运动状态,较为系统的进行了不同进出口方式、进出水角度、粗糙度、流量和热水注入量条件下的优势流及温度示踪运移影响机理研究和数值模拟。得到的主要结论如下:(1)分叉-交叉裂隙中水流流速v与水力梯度J均呈非线性关系,水流为非线性流,Forchheimer公式拟合精度较高。并且随着粗糙度增大或进出水角度减小,Forchheimer公式二次项的系数呈现出递减的规律,水流更趋向于达西流。(2)不同进出水方式裂隙中的优势流量△q与总流量Q之间存在较好的线性拟合关系,裂隙粗糙度以及进出水角度对优势流效应影响明显。在两进两出交叉裂...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 单裂隙水流及溶质运移研究进展
        1.2.2 网络裂隙水流及溶质运移研究进展
        1.2.3 裂隙优势流及温度示踪研究进展
    1.3 研究目标、内容和技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 裂隙介质基本理论与方程
    2.1 裂隙介质基本概念
        2.1.1 裂隙介质
        2.1.2 几何特征
        2.1.3 示踪剂
    2.2 裂隙介质中水流运动的基本理论与方程
        2.2.1 单裂隙水流运动基本方程
        2.2.2 网络裂隙中水流运动模型
    2.3 裂隙介质中溶质运移的基本理论
        2.3.1 对流-弥散方程的建立及解析
        2.3.2 CTRW理论框架
    2.4 穿透曲线
第三章 分叉-交叉裂隙优势流和温度示踪试验设计
    3.1 物理模型
    3.2 试验原理与方法步骤
    3.3 试验材料
    3.4 示踪剂测试方法
第四章 分叉-交叉裂隙水流试验研究
    4.1 分叉-交叉裂隙水流状态研究
        4.1.1 交叉两进两出水流状态研究
        4.1.2 分叉一进三出水流状态研究
        4.1.3 分叉一进两出水流状态研究
    4.2 分叉-交叉裂隙优势流分析
        4.2.1 交叉两进两出优势流分析
        4.2.2 分叉一进三出优势流分析
        4.2.3 分叉一进两出优势流分析
    4.3 本章小结
第五章 分叉-交叉裂隙温度示踪试验研究
    5.1 分叉-交叉裂隙温度示踪试验研究
        5.1.1 距离因素
        5.1.2 注入量因素
    5.2 分叉-交叉裂隙温度穿透曲线拟合研究
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3761900