中国环境科学

作者：薛松, 候梦瑶, 杨志兵, 卢斌, 李彪

单位：1. 三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室, 湖北 宜昌 443002;2. 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室, 湖北 武汉 430072;3. 南京水利科学研究院, 江苏 南京 210029

关键词：裂隙介质,轻非水相液体,可视化试验,多相渗流,流动模式,滞留结构

基金：国家自然科学基金资助项目(52209135,42177079);湖北省自然科学基金资助项目(2024AFB813)

包气带裂隙中轻非水相液体(LNAPL)迁移及滞留是一个复杂的多相渗流过程,涉及到LNAPL、水、气三相流体的相互作用.采用透明裂隙模型开展了干燥/存水状态下LNAPL迁移试验,并结合图像采集与处理技术获取了LNAPL动态迁移过程与滞留特征,揭示了裂隙存水对LNAPL迁移及滞留行为的影响.结果表明:LNAPL在干燥裂隙(两相渗流)中表现为指进流形态,而在存水裂隙(三相渗流)中则以膜状流形态沿水滴边缘流动.与指进流相比,膜状流模式下LNAPL的流动通道更曲折、扩展范围更广,导致裂隙中的滞留量更大.膜状流影响的强弱依赖于裂隙存水量及其分布特征,与裂隙倾斜角度密切相关;当裂隙趋于水平时LNAPL迁移范围最广、滞留量最大,而趋于垂直时这种影响则最弱.此外,发现干燥/存水裂隙中LNAPL滞留区的裂隙隙宽均服从正态分布特征,但存水状态下LNAPL滞留的裂隙隙宽大于干燥状态,主要集中在0.3~0.4mm.

来源：2025年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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