渗透系数空间变异性对低渗透地层中地下水溶质运移的影响

第42卷第2期2014年3月河海大学学报(自然科学版)JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Vol．42No．2Mar．2014DOI:10．3876/j．issn．1000-1980．2014．02．008收稿日期:2013-05-06基金项目:国家自然科学基金(41172203，41201029);高等学校博士学科点专项科研基金(20120094120019);中央高校基本科研业务费专项(2012B00314)作者简介:王超(1988—)，女，山东滨州人，硕士研究生，主要从事地下水数值模拟及开发利用研究。E-mail:wangchaohh@163．com通信作者:束龙仓，教授。E-mail:lcshu@hhu．edu．cn渗透系数空间变异性对低渗透地层中地下水溶质运移的影响王超，束龙仓，鲁程鹏(河海大学水文水资源学院，江苏南京210098)摘要:以天津市北大港水库为例，通过野外勘探、现场取样、室内试验、数值模拟等方法，研究水库库底地层渗透系数空间变异性对地下水溶质运移的影响。结果表明:北大港水库库底地层渗透系数较小，且呈现出较强的空间变异性;地下水流通量随地层渗透系数空间变异程度的增加而增大，渗透系数均值对水流通量的影响大于其标准差;渗透系数均值越大，在地下水流的抑制作用下，溶质运移程度越弱，而渗透系数空间变异性越强，地下水流的抑制作用相对越弱，溶质运移程度越强。关键词:北大港水库;库底地层;渗透系数;空间变异性;地下水溶质运移中图分类号:TV62;P641.2文献标志码:A文章编号:1000-1980(2014)02-0137-06Impactsofspatialvariabilityofhydraulicconductivityonsolutetransportingroundwateroflow-permeabilitystratumWANGChao，SHULongcang，LUChengpeng(CollegeofHydrologyandWaterＲesources，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract:Fieldexploration，sampling，laboratorytests，andnumericalsimulationswereconductedtostudytheimpactsofthespatialvariabilityofhydraulicconductivityofthebottomstratumofareservoironsolutetransportingroundwater．AcasestudywascarriedoutintheBeidagangＲeservoir，inTianjinCity．Theresultsareasfollows:thehydraulicconductivityofthebottomstratumoftheBeidagangＲeservoirwasatalowlevelandshowedalargespatialvariability;theflowfluxinthegroundwaterincreasedwiththehydraulicconductivityandtheimpactoftheaveragevalueofthehydraulicconductivityontheflowfluxwasgreaterthanthestandarddeviation;inhibitedbythegroundwaterflow，thesolutetransportweakenedwhentheaveragevalueofthehydraulicconductivityincreased;andthesolutetransportintensifiedwhenthespatialvariabilityofthehydraulicconductivityincreasedbecauseofrelativelyweakergroundwaterflow．Keywords:BeidagangＲeservoir;bottomstratumofreservoir;hydraulicconductivity;spatialvariability;solutetransportingroundwater渗透系数是表征地层水力特性的重要参数，影响着地下水溶质的分布和运移特征［1］。已有研究表明渗透系数在空间上的分布具有空间变异性，且很难通过实际测量获取区域中所有位置的参数值。早在20世纪70年代，Freeze［2］通过统计大量渗透系数实测数据得到其空间变异特征，认为多孔介质渗透系数的空间分布可