我國(guó)巖溶地下水資源豐富,但由于巖溶多重含水介質(zhì)的高度非均勻性和水流運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性,嚴(yán)重制約了巖溶水資源的評(píng)價(jià)和有效開發(fā)利用。開展巖溶多重介質(zhì)水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究來解決巖溶水資源評(píng)價(jià)問題是一個(gè)前瞻性科學(xué)命題,該研究對(duì)正確管理、預(yù)測(cè)以及開發(fā)巖溶水資源起著重要作用。本研究通過野外調(diào)查和試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)和物理模擬、數(shù)值模擬等手段,以廣西寨底巖溶試驗(yàn)場(chǎng)為典型研究區(qū),開展巖溶裂隙-管道雙重含水介質(zhì)水動(dòng)力特征研究,探索巖溶雙重介質(zhì)水流交換機(jī)理,取得的成果主要如下:(1)探討巖溶管道裂隙介質(zhì)結(jié)構(gòu)、形成機(jī)理以及垂直分帶特征。通過野外部署管道和裂隙介質(zhì)水動(dòng)力自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),獲取的水位、流量、溫度、電導(dǎo)率、降雨量以及水化學(xué)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),分析證實(shí)了巖溶管道和基巖裂隙水動(dòng)力特征差異較大,豐、枯水期出口流量相差825倍。根據(jù)降雨、流量以及水力梯度的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系研究了巖溶管道與基巖裂隙水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律,通過多組流量與水力梯度的線性和非線性回歸方程,得出管道流與裂隙流的臨界流量為0.8 m³/s。(2)通過鉆孔注水試驗(yàn)和擬合曲線分別計(jì)算管道介質(zhì)(ZK13)和裂隙介質(zhì)(ZK16)的滲透系數(shù)分別為2.63 m/d、...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
        1.2.1 裂隙-管道介質(zhì)水流交換規(guī)律研究
        1.2.2 多重含水介質(zhì)數(shù)值模擬研究
        1.2.3 CFP雙重介質(zhì)耦合模型
        1.2.4 存在問題及發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標(biāo)和內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 巖溶含水介質(zhì)結(jié)構(gòu)特征
    2.1 巖溶含水介質(zhì)
    2.2 巖溶含水介質(zhì)非均質(zhì)性
    2.3 巖溶管道裂隙介質(zhì)形成機(jī)理
    2.4 巖溶含水層的垂直分帶
    2.5 巖溶水流運(yùn)動(dòng)概念模型
    2.6 典型巖溶含水介質(zhì)結(jié)構(gòu)與水動(dòng)力特征
        2.6.1 自然地理?xiàng)l件
        2.6.2 巖溶含水介質(zhì)系統(tǒng)
        2.6.3 巖性及構(gòu)造對(duì)巖溶含水介質(zhì)的作用
        2.6.4 水動(dòng)力對(duì)巖溶含水介質(zhì)的作用
        2.6.5 巖溶裂隙-管道含水介質(zhì)水流特征
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基巖裂隙與巖溶管道水動(dòng)力特征
    3.1 寨底巖溶水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及野外試驗(yàn)裝置
        3.1.1 巖溶水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
        3.1.2 野外試驗(yàn)設(shè)備與裝置
    3.2 不同介質(zhì)系統(tǒng)水動(dòng)力特征
        3.2.1 管道與裂隙介質(zhì)水動(dòng)力特征
        3.2.2 不同介質(zhì)類型對(duì)降水的響應(yīng)特征
        3.2.3 不同介質(zhì)類型水文地質(zhì)參數(shù)特征
    3.3 基于泉流量過程線管道流與裂隙流識(shí)別
    3.4 管道與裂隙介質(zhì)水流交換規(guī)律
        3.4.1 裂隙-管道介質(zhì)水化學(xué)變化特征
        3.4.2 水流交換流速及方向
    3.5 裂隙-管道水流交換規(guī)律
    3.6 本章小結(jié)
第4章 裂隙與管道雙重介質(zhì)物理模型
    4.1 物理模型結(jié)構(gòu)
        4.1.1 基巖裂隙-巖溶管道介質(zhì)系統(tǒng)
        4.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        4.1.3 定水頭裝置
        4.1.4 數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件
    4.2 試驗(yàn)方案
    4.3 試驗(yàn)結(jié)果討論
        4.3.1 基巖裂隙與巖溶管道流量數(shù)據(jù)分析
        4.3.2 水流交換規(guī)律
    4.4 本章小結(jié)
第5章 改進(jìn)CFP程序模擬巖溶水流特征
    5.1 CFP(Conduit Flow Process)子程序簡(jiǎn)介
        5.1.1 CFP(Conduit Flow Process)子程序模塊
        5.1.2 理論基礎(chǔ)
    5.2 管道流CFP程序改進(jìn)
    5.3 改進(jìn)CFP理想模型應(yīng)用
        5.3.1 理想模型
        5.3.2 模擬網(wǎng)格和時(shí)間步長(zhǎng)敏感性分析
        5.3.3 討論不同參數(shù)對(duì)水流交換的影響
    5.4 模擬物理模型
    5.5 改進(jìn)CFP模型應(yīng)用于巖溶含水層
        5.5.1 概念模型
        5.5.2 數(shù)學(xué)模型
        5.5.3 結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
論文發(fā)表
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3869465