第八届青年地学论坛

岩溶系统动态饱和过程对河流水文曲线的影响

本文主要是对新疆北部山前河谷区域内，其岩溶系统以及大孔隙介质动态饱和过程对傍河水文曲线的影响进行研究。尽管水文研究中对于地下水及地表水定量描述相对成熟，但地下水与地表水的交互作用是一直以来的重难点，而动态变饱和更是亟待解决的问题。过往的研究中，更多是的评价与处理单一变饱和过程。为了更全面的研究动态饱和的过程，本文采用了新的混合模型来模拟岩溶系统与傍河的交互，将以往的单一土壤变饱和延展至岩溶系统变饱和，针对饱和后的流态进行初步分析，并加入管道紊流以及土壤非达西流的影响，进一步推动了岩溶系统耦合多流动区域的研究；该模型分别利用VOF相变方程与Richards方程解释岩溶管道与土壤的非饱和过程、利用N-S方程描述岩溶管道的流动、以及利用Darcy-Forchheimer方程描述土壤基质的非达西流动，最后耦合与系统具有水力联系的河流。实验表明：季节性融雪早期，岩溶官网与土壤饱和过程吸食大量地表水，占据河流补给地下水的主要部分；岩溶管网压力的变化也将会导致补给方向改变；源汇项的引入将改变管道与基质的压力，进而影响补给的程度及方向；湍流由于存在耗散，将会引起大量压降，进而加速补给的发生。本研究由于将单一变饱和过程延拓到多介质、多方位、多源汇的动态变饱和过程，使得在灾害预防与工农业生产具有重要意义。
关键词：岩溶系统；多相流；变饱和；地下水与地表水；水文曲线。
 

地下水与地表水,变饱和,多相流,岩溶系统,水文曲线