基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究——以桂林寨底地下河子系统为例

为了描述岩溶多重含水介质存在非达西流问题, 研究管道流CFP模型在岩溶区数值模拟中的应用。在分析管道流CFP基本原理的基础上, 通过建立概念模型算例(5个管道, 上下临界雷诺数分别为2 000和 4 000), 探讨不同管道水文地质参数对出口流量及水流状态的影响, 并对参数敏感性进行分析, 最后将CFPM1模型应用于广西寨底岩溶地下河系统, 探讨在实际应用中的管道流模型适用性。概念模型结果表明, 参数敏感度从大到小依次为: 管道直径、水力梯度、管道渗透系数、弯曲度及粗糙度, 流量与雷诺数随管道参数增大而增大, 水流状态从层流变为紊流。寨底岩溶管道流模型中3个观测井及地下河出口实测流量表明CFPM1能较好地模拟出岩溶地下水水位变化趋势。得出结论: CFPM1管道流模型允许岩溶管道与基岩含水层进行水流交换, 能够较好地刻画岩溶区管道介质非达西流特征, 但管道参数获取较为困难, 且不能刻画岩溶管道形态变化。该方法具有一定通用性, 可为实际应用提供指导