溶洞填充对含水层渗流和水力参数的影响

摘要

中国西南岩溶区水土漏失严重，表层土充填并堵塞含水层储水结构，改变了介质场水动力参数.为探讨溶洞堵塞对含水层渗流的影响，设计岩溶裂隙-溶洞三维物理模型，开展了不同堵塞率、不同降雨条件下岩溶裂隙储水-释水渗流实验.结果表明：基流衰退过程中，岩溶水流量呈三阶段下降模式.初始流量与衰退系数受含水层厚度，水位落差和介质场渗透系数影响.堵塞会延长储水时间，加快降雨结束时水位回落速度；在堵塞率超过50%时，蓄水空间大量减少，堵塞介质延缓排水的作用明显，使水位回落速度减慢.堵塞率与渗透系数K和储水系数S间为指数函数关系，堵塞初期两个参数快速减小.数值模拟结果表明参数K和S的减小，会引起地下水水位抬高，导致地下水位在降雨开始与结束时的不稳定，减弱岩溶含水层地下水的调控能力.

关键词

岩溶地下水 / 溶洞堵塞 / 物理模拟 / 裂隙-溶洞储水介质 / 水文地质 / 环境地质