

地学前缘 ›› 2026, Vol. 33 ›› Issue (1): 1-13.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.10.5
文章1(
), 李一鸣2, 郭绪磊1, 万坦1, 罗清树3, 周宏3
收稿日期:2025-09-30
修回日期:2025-10-15
出版日期:2026-11-25
发布日期:2025-11-10
作者简介:文 章(1982—),男,博士,教授,博士生导师,主要从事地下水流及溶质运移数值模拟工作。E-mail: wenz@cug.edu.cn
基金资助:
WEN Zhang1(
), LI Yiming2, GUO Xulei1, WAN Tan1, LUO Qingshu3, ZHOU Hong3
Received:2025-09-30
Revised:2025-10-15
Online:2026-11-25
Published:2025-11-10
摘要:
地表水-地下水交互是流域水循环与物质迁移的关键过程,其机制取决于河岸带含水层结构与水动力特征的精细刻画。现有研究多聚焦于沉积河岸带,而岩溶裂隙河岸带因介质非均质性与流动路径复杂性,其交互机制仍存在认知空白。本研究以葛洲坝库区南岸典型裂隙河岸带为靶区,通过钻孔监测网络解析地下水对长江水位波动的响应模式,并构建三维基岩裂隙-溶蚀宽大裂隙耦合数值模型,定量刻画双层裂隙含水系统的水量交换过程。主要结论如下:(1)研究区地下水赋存体系为双层裂隙含水层系统复合3条宽大裂隙密集带。地下水动态受长江水位的调控较为明显;(2)深层含水层排泄量大于浅层含水层;(3)宽大裂隙是地下水赋存迁移以及与长江进行水量交换的主要通道,其排泄量比基岩裂隙含水层高3个量级;(4)宽大裂隙是浅、深层裂隙含水层之间水量交换的主要通道。本研究定量刻画了裂隙河岸带双层裂隙-岩溶耦合系统的交互通量与通道效应,为基岩区河岸带水资源精细管理和长江大保护提供了可直接落地的科学依据与技术范式。
中图分类号:
文章, 李一鸣, 郭绪磊, 万坦, 罗清树, 周宏. 葛洲坝库区裂隙河岸地表水-地下水交互特征[J]. 地学前缘, 2026, 33(1): 1-13.
WEN Zhang, LI Yiming, GUO Xulei, WAN Tan, LUO Qingshu, ZHOU Hong. Characteristics of surface water-groundwater interaction in the fractured riverbank of the Gezhouba Reservoir area[J]. Earth Science Frontiers, 2026, 33(1): 1-13.
图2 钻孔结构柱状图、水文地质描述、岩心成像记录、岩心编录以及测井结果 (a)ZK08;(b)ZK09。图中蓝色框线为主要出水段位置。
Fig.2 Borehole lithological columns, hydrogeological descriptions, core imaging records, core logging data, and well-logging results: (a) ZK08; (b) ZK09. The blue boxes indicate the main water-bearing (aquifer) sections.
| 裂隙编号 | 深度/m | 介质充填情况 | 岩性 | 倾向/(°) | 倾角/(°) | 隙宽/m | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZK09 | 1 | 49 | 无充填 | 粗晶白云岩 | 50 | 85 | 0.1 |
| 2 | 11 | 无充填 | 粗晶白云岩 | 307 | 76 | 0.03 | |
| 3 | 78.4 | 无充填 | 粗晶白云岩 | 83 | 70 | 0.08 | |
| ZK08 | 1 | 32.7 | 局部泥质充填 | 粗晶白云岩 | 48 | 86 | 0.1 |
| 2 | 20.3 | 局部泥质充填 | 粗晶白云岩 | 312 | 70 | 0.03 | |
| 3 | 44.5 | 局部方解石充填 | 粗晶白云岩 | 89 | 73 | 0.08 |
表1 3条大裂隙坐标信息及发育情况
Table 1 Coordinates and characteristics of the three major fractures
| 裂隙编号 | 深度/m | 介质充填情况 | 岩性 | 倾向/(°) | 倾角/(°) | 隙宽/m | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZK09 | 1 | 49 | 无充填 | 粗晶白云岩 | 50 | 85 | 0.1 |
| 2 | 11 | 无充填 | 粗晶白云岩 | 307 | 76 | 0.03 | |
| 3 | 78.4 | 无充填 | 粗晶白云岩 | 83 | 70 | 0.08 | |
| ZK08 | 1 | 32.7 | 局部泥质充填 | 粗晶白云岩 | 48 | 86 | 0.1 |
| 2 | 20.3 | 局部泥质充填 | 粗晶白云岩 | 312 | 70 | 0.03 | |
| 3 | 44.5 | 局部方解石充填 | 粗晶白云岩 | 89 | 73 | 0.08 |
图5 模拟场区示意图(蓝色为模拟区域,红色为钻孔位置)
Fig.5 Schematic diagram of the simulated field area (blue indicates the simulation domain, and red marks the well locations)
| 描述 | 符号 | 值 |
|---|---|---|
| 浅层含水层渗透系数 | K1 | 1×10-3 m/d |
| 浅层含水层孔隙度 | θ1 | 0.2 |
| 深层含水层渗透系数 | K2 | 1×10-2 m/d |
| 深层含水层孔隙度 | θ2 | 0.25 |
| 重力加速度 | g | 10 m/s2 |
| 流体运动粘度 | v | 1×10-6 m2/s |
| 流体的动力黏度 | μ | 1×103 Pa·s |
| 裂隙隙宽 | m | 0.03、0.08、0.1 m |
表2 模型参数
Table 2 Model parameters
| 描述 | 符号 | 值 |
|---|---|---|
| 浅层含水层渗透系数 | K1 | 1×10-3 m/d |
| 浅层含水层孔隙度 | θ1 | 0.2 |
| 深层含水层渗透系数 | K2 | 1×10-2 m/d |
| 深层含水层孔隙度 | θ2 | 0.25 |
| 重力加速度 | g | 10 m/s2 |
| 流体运动粘度 | v | 1×10-6 m2/s |
| 流体的动力黏度 | μ | 1×103 Pa·s |
| 裂隙隙宽 | m | 0.03、0.08、0.1 m |
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