岩溶含水层的裂隙-管道系统之间的水流交换极大地影响着介质内部的岩溶作用和泉流量过程。由于地层结构及地质构造的复杂性，通常只考虑裂隙-管道水流交换对泉流量衰退曲线的影响，缺乏两种空隙之间水流交换时空演变特征及规律的研究。降雨强度与内在结构（裂隙及管道的尺寸、两者的组合方式等）是裂隙-管道水流交换的主要影响因素，裂隙-管道水流交换对降雨强度与内在结构响应机制的揭示尚不完善。
针对以往研究不足，2020年6月，我院束龙仓教授（第一作者、通讯作者，第一通讯单位）指导邹志科博士，联合美国伯克利劳伦斯国家实验室Doctor Xu Zexuan在水文顶级期刊Journal of Hydrology（中科院一区）发表题为Laboratory and numerical simulations of spatio-temporal variability of water exchange between the fissures and conduits in a karstic aquifer的论文。论文基于我国济南泉域实际水文地质条件，结合物理模型试验和数值模拟方法研究了降雨强度、裂隙渗透系数与管道尺寸对岩溶含水层裂隙-管道水流交换强度的影响。结果表明：裂隙-管道水流交换强度对降雨强度的变化不敏感；裂隙-管道水流交换强渡与裂隙渗透系数呈负相关关系，即裂隙渗透系数的增加会削弱裂隙-管道水流交换强度；而管道直径的增大可增强裂隙-管道水流交换强度。本研究对进一步认识岩溶含水层中地下水流运动，尤其是裂隙与管道两种空隙间的水量交换具有重要意义。
论文链接：Shu, L., Zou, Z. , Li, F. , Wu, P. , & Xu, Z. . (2020). Laboratory and numerical simulations of spatio-temporal variability of water exchange between the fissures and conduits in a karstic aquifer. Journal of Hydrology, 590(11), 125219. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125219
图1 济南岩溶水渗流室内物理模型
图2 不同降雨强度下裂隙-管道水流交换的时空分布：(a)(b)(c)分别为降雨开始后200 s、900 s、1200 s的等水位线图
图4 不同管道尺寸下裂隙-管道水流交换的时空分布
供稿：束龙仓，编辑：何肖微，审核：雍斌、黄璟胜
