落水洞水位对水文情景响应变化的试验研究

发布时间：2021-09-29 09:25

　　岩溶含水系统水流运动规律的研究对岩溶地区水资源可持续利用和经济发展具有重要意义。物理模型一定程度上可以随意设置不同的试验条件及水文情景,是研究岩溶水流运动规律的有效工具之一。利用自行设计研制的裂隙网络-管道双重介质物理模型,设置3种不同的补排关系、6个不同的泉口直径、3个不同的含水层倾角,研究落水洞水位变化规律。结果表明:补给大于排泄、含水层无倾角时,落水洞水位呈对数曲线趋势上升;补给大于排泄、含水层有倾角时,落水洞水位变化可用二次函数描述;补给小于排泄、含水层无倾角时,落水洞水位呈阶梯状下降,且阶梯个数与层面裂隙条数相等;补给小于排泄、含水层有倾角时,落水洞水位呈直线下降。同一泉口直径,无论含水层有无倾角,落水洞水位下降可由同斜率、不同截距的直线簇表达。 

【文章来源】：人民黄河. 2020,42(06)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

贵州后寨岩溶含水系统概化模型

以后寨岩溶含水系统为原型,进行概化处理,得到室内裂隙网络-管道双重介质物理模型。室内物理试验系统包括裂隙网络-管道双重介质模型、供水装置、水头监测系统以及泉流量测量装置(见图3)。裂隙网络-管道双重介质物理模型由两块平行光滑透明的有机玻璃板组成,可直观观测到内部水流运动过程。在其中一块透明有机玻璃板上,固定有96块尺寸为10 cm×10 cm×3 cm、8块尺寸为10 cm×5 cm×3 cm相间排列的透明玻璃砖,相邻两行玻璃砖之间的空隙构成层面裂隙,开度均值为0.5 cm,共7条。相邻两列玻璃砖之间的空隙构成垂直层面裂隙,开度均值为0.12 cm,每层12条,共96条。层面裂隙与垂直层面裂隙构成了裂隙网络,裂隙网络区尺寸为126.5 cm×86.5 cm×3.0 cm。玻璃砖与另一块玻璃板之间铺有一块薄橡胶皮,橡胶皮与玻璃砖之间用透明胶粘合,以防止水流在裂隙和管道之外的空隙流动。两块平行玻璃板的外侧用三组钢条固定,防止试验过程中水压过大使装置变形。底部管道由模型底部预留的空隙构成,尺寸为129.5 cm×3.0 cm×3.0 cm。落水洞由模型右侧预留的空隙构成,尺寸为3.0 cm×86.5 cm×3.0 cm。装置顶部为分散补给区,用以模拟降雨补给系统。装置顶端及两侧装有排气管,在降雨补给过程中可排出装置中的空气,避免空气滞留在装置中造成水流不饱和而影响试验结果。

落水洞水位随不同补给强度的响应变化(S1,α=0°)

【参考文献】：
期刊论文
[1]水箱-管道系统溶质运移实验研究及其岩溶水文地质意义[J]. 赵小二,常勇,彭伏,吴吉春.  吉林大学学报(地球科学版). 2017(04)
[2]不同补给条件下裂隙-管道介质间水流交换的示踪试验研究[J]. 牛子豪,束龙仓,林欢,李昶,冯佳琪,谭易成,王熹,齐天松.  水文地质工程地质. 2017(03)
[3]裂隙网络管道模型弥散试验[J]. 刘波,王明玉,张敏,李玮.  吉林大学学报(地球科学版). 2016(01)
[4]裂隙-管道介质泉流域水文地质模拟试验[J]. 束龙仓,范建辉,鲁程鹏,张春艳,唐然.  吉林大学学报(地球科学版). 2015(03)
[5]基岩裂隙水三维渗流网络溶质运移试验研究[J]. 宋静文,王明玉,汤大伟.  给水排水. 2014(S1)
[6]裂隙-管道介质泉流量衰减过程试验研究及数值模拟[J]. 孙晨,束龙仓,鲁程鹏,张春艳.  水利学报. 2014(01)
[7]裂隙管道网络物理模型水流与溶质运移模拟试验[J]. 腾强,王明玉,王慧芳.  中国科学院大学学报. 2014(01)
[8]双重介质渗流水力特性试验装置研究及应用[J]. 李琛亮,沈振中,赵坚,郭玉嵘,魏金帅.  岩土力学. 2013(08)
[9]贵州普定后寨地下河流域岩溶水特征研究[J]. 王腊春,许有鹏,张立峰,史运良,汪文富.  地理科学. 2000(06)
[10]喀斯特地块空间结构研究——以普定后寨地下河流域为例[J]. 张兆干,杨剑明,王祥,申屏.  地理学报. 1997(04)



本文编号：3413472