中国环境科学

作者：袁奕梁, 杨蕴, 宋健, 吴剑锋, 窦智, 王锦国, 吴吉春

单位：1. 河海大学地球科学与工程学院, 地下水保护与利用国家级重点实验室培育建设点, 江苏 南京 211100;2. 南京大学地球科学与工程学院, 江苏 南京 210023

关键词：离散裂隙网络,非结构化网格,反应运移,等效连续介质模型

基金：国家重点研发计划项目(2022YFC3702202);国家自然科学基金资助项目(42472311);江苏省优秀青年基金项目(BK20240190)

为了准确预测裂隙介质中酸性水污染迁移过程和向地表环境的排泄强度,提出了基于升尺度离散裂隙-基质方法(Upscaled Discrete Fracture-Matrix method, UDFM)的模拟技术,该技术通过对裂隙结构进行局部加密并将其映射为等效连续介质模型.在此基础上,构建了碳酸盐岩裂隙网络中酸性矿坑水反应运移数值算例,结合酸性水排泄通量和Damkohler数分析,定量化揭示了关键裂隙参数(裂隙方向、裂隙密度P32)对酸性水迁移过程的影响规律,刻画裂隙与基质的水动力-水化学交互和演化过程.模拟结果表明:裂隙密度越高、裂隙夹角越小(即方向集中),酸性水迁移速率越快、排泄强度越大;连通裂隙优势流现象明显,当裂隙密度较高时,酸性水通过基质扩散至优势通道附近的非连通裂隙,促使非连通裂隙由反应占优向对流占优转变,由于其与下游边界的连通性导致酸性水的排泄强度增大;裂隙密度越低,裂隙方向越集中,在反应系统达到稳定后反应占优的裂隙模拟单元越多,即未充分与酸性水发生中和反应的区域越大.

来源：2025年第11期

《中国环境科学》期刊编辑部

查看中国环境科学杂志2025年第11期