岩溶水系统溶蚀速度的多重耦合模型——以山西太原东山水文地质系统为例
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摘要
该文运用化学热力学与水文地质系统耦合理论,建立地质-水文地球化学模型,依据水文地质系统的水质资料,确定系统内矿物溶解、沉淀的水化学指标,并将水文地质系统划分成水化学类型及矿物溶解、沉淀各异的区带;通过各区带内的化学数学耦合模型,计算出各区碳酸、硫酸盐岩的综合溶蚀模量;再将综合溶蚀模量和用化学动力学理论及水化学指标确定地下水实际速度的解析公式,与有限单元法耦合,计算出各节点的溶蚀速度。通过编制水文地质系统碳酸盐岩溶蚀速度图,不仅有效地评价了水文地质系统内的溶蚀特点,还可反映区内地质构造和水文地质条件,以及含水层在倾向方向随埋深增大呈幂函数变化的规律;进而可确定出区内供水、矿井防治水的最佳勘探地段。这些不仅具有一定的理论意义,也具有一定的社会和经济效益。(曹玉清)