第九届青年地学论坛

裂隙非饱和区是轻非水相液体（LNAPL）快速侵入地下水的重要通道，深入理解轻非水相液体在裂隙网络中的迁移行为对预测地下水污染及修复过程具有重要的意义。本文提出了一个裂隙网络多相渗流模型，旨在揭示裂隙中水和LNAPL相互驱替的行为对网络中LNAPL宏观迁移特性的影响。在裂隙尺度开展了不同交叉结构（分岔、汇聚）水和LNAPL相互驱替的可视化渗流实验，发现分岔交叉主要控制多相液体临时存储以及液体释放时分流体积比例，而汇聚交叉则可永久滞留一定体积液体并通过与后续入渗液体的相交换行为控制滞留水和LNAPL体积比例。通过将交叉处多相流动规则嵌入规则的裂隙网络，开展了网络尺度LNAPL迁移过程模拟，发现LNAPL的迁移行为受到了分岔和汇聚交叉的联合控制。一方面，分岔交叉联动排液所引发的雪崩式渗流行为控制着液体流动动态及路径；另一方面，汇聚交叉处的相交换行为抑制了LNAPL快速下渗，这种抑制行为显著依赖并控制着网络中LNAPL体积分布。进一步地，通过统计网络底部排液体积中LNAPL占比，发现其与网络中LNAPL的含量具有明显的幂率关系。
 

升尺度,数值模拟,多相流,裂隙网络