降水和地下水开采对通辽市科尔沁区潜水位的影响

变化环境下(气候变化和人类活动)潜水位动态演化过程识别是当前我国乃至全球水资源领域面临的主要科学问题。为了分析多影响因素下的潜水位时空动态变化,以降水和地下水开采为例,基于通辽市科尔沁区2016年1月—2019年12月实测地下水位动态数据,采用Mann-Kendall(MK)趋势检验和栅格代数法分析了区域潜水位的时空变化规律,并利用交叉小波分析、斯皮尔曼相关系数和多元线性回归法进一步量化分析了不同区域降水和地下水开采对潜水位的影响。结果表明:研究时段内科尔沁区潜水位总体呈下降趋势,年均降幅为0.36 m,中部和西部地区潜水位下降较为严重;根据潜水位差值空间分布特征,将研究区划分为潜水位基本平衡区、下降区和严重下降区,其分别占研究区总面积的9.88%、49.65%和40.47%;基本平衡区的潜水位受降水因素影响显著,受地下水开采变化影响极小,下降区和严重下降区潜水位受地下水开采的影响相较于降水影响更大。

基于微观连续介质模型的反应溶质运移数值模拟方法

地下环境中流固间的反应溶质运移过程控制着地质介质演化规律,并受岩石固有非均质性的影响,衍生出非线性行为与多尺度效应。为了面向更为复杂化的应用需求,解析微观特征与表观行为间的响应-反馈机制成为了重要的科学与工程命题。本研究系统地介绍了微观连续介质概念与模型框架,以及该模型方法的实现方式,并归纳了其在不同研究体系中的应用实例,最后重点分析了该方法在实验-数值联合研究中的发展前景与预期挑战。数值模拟方法已被广泛应用于反应溶质运移过程的定量研究之中,但单一孔隙或达西尺度数值模型难以应对机理研究与实例应用间的时空尺度跨度。近年来多尺度数值模拟方法体系不断发展,其中将Darcy-Brinkman-Stokes方程作为多流态数学统一表达,以微观连续介质模型作为多尺度信息关联方式的数值模拟框架,在流固界面追踪、高效数值求解等方面展现出一定的方法优势与应用潜力。

穿越层状多孔介质的非达西渗流特征研究

穿越层状多孔介质的非达西渗流多见于人类活动影响下的土壤-地下水系统中。采用自行开发设计的室内渗流实验装置,设置不同粒径的单层多孔介质和相应粒径组合的双层多孔介质,从水力坡降与渗流流速关系、非达西渗流参数和临界雷诺数等方面,探讨了平均粒径、粗细颗粒界面对穿越层状多孔介质非达西渗流特征的影响规律。结果表明:当水流穿越层状多孔介质时,粗细颗粒界面对非达西流渗流特征具有重要影响;作为判断达西流态到非达西流态转换的临界雷诺数,其在单层多孔介质中随多孔介质平均粒径的增大而减小,而当水流穿越层状多孔介质时,临界雷诺数不仅随平均粒径的增大而增大,而且随粗/细颗粒粒径差的减小而增大;受粗细颗粒界面的影响,单层多孔介质中临界雷诺数均低于粗颗粒层与单层多孔介质相同相应粒径组合的双层多孔介质;通过引入非线性分量指数发现,粗细颗粒界面对水流惯性力分量的影响具有一定抑制作用,其抑制性影响程度与粗细颗粒差别大小呈负相关。研究结果对研究穿越层状岩土体的非达西渗流问题具有较好的指导意义。

大口径单井注抽试验求参过程中井底流和混溶效应的综合影响

单井注抽(single-well push-pull,SWPP)试验因其成本低、周期短以及操作简单的优点,被广泛用于求取含水层弥散度等水文地质参数。依托干旱半干旱区常用的大口径井开展SWPP试验,常面临井底流渗漏和井筒混溶效应共同的影响。为此,本研究构建了同时考虑井底流和混溶效应的SWPP试验三阶段溶质运移模型,利用有限差分法对模型进行求解,并利用前人的渗流和溶质运移模型解析解验证其准确性,随后依托该模型探究大口径井附近渗流特征及井尺寸对SWPP试验的影响机制。研究结果表明:(1)新提出的考虑井底流的SWPP试验模型对抽水过程降深以及井壁处溶质运移过程的刻画,同前人解析解匹配良好,表明了该模型构建及求解的准确性;(2)随着井筛长度的逐渐减小,井底流对含水层整体流场的影响程度逐渐增大,流场从径向逐渐转变为球形流场;(3)粗井径相比细井径,注入阶段井中的溶质BTC(Breakthrough curve,穿透曲线)值更小,但抽出阶段的溶质BTC更大,井中混溶过程相比井底渗漏过程对SWPP试验的影响更为显著;(4)当井深小到井径的一半左右时产生类球形流场,井底的渗漏过程相比混溶过程对SWPP试验可能存在更为显著的影响;(5)对于本研究设置的模拟场景,即使不存在井底流,前人的解析解由于忽略井筒混溶,对弥散度的解译仍存在152.5%的误差,而随着井底埋深逐渐减小,井底流导致前人解析解的误差也逐渐增大。

基于相关性局域化迭代集合平滑反演渗透系数场

在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子,构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较,将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合,便于分析其对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示:(1)在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差范围为[0.8307,0.9590],都小于基于物理距离方法的均方根误差,范围为[0.8394,1.0000];(2)基于物理距离方法得到的渗透系数场空间上存在不连续性,而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法,该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法,可作为参数反演的科学工具。

渗透系数非均质场对沙丘尺度潜流交换的影响研究

为了研究河床介质渗透系数非均质性对潜流交换的影响,应用随机一阶分析工具,分析潜流交换通量与河床不同空间位置渗透系数的互相关关系以及渗流流速方差的空间分布。结果表明:潜流交换通量与渗透系数之间成正相关关系,且正相关关系最强的区域位于沙丘表面附近;忽略河床非均质性将导致河床浅层位置的流速具有较大不确定性,野外应重点监测河床浅层位置的渗透系数以减小潜流交换的不确定性。

北方岩溶区降水入渗补给系数及补给机制:以羊庄岩溶水系统为例

为建立北方岩溶区水文地质参数系列,提高岩溶地下水可采资源计算精度,笔者团队于20世纪80年代开始,在山东羊庄封闭式泉排型岩溶水系统开展了岩溶水均衡试验研究,积累了40余年的监测试验数据。根据长期野外水均衡要素观测资料,推导出裸露型、半覆盖型和覆盖型岩溶区降水入渗补给系数计算公式,建立了岩溶区降水入渗补给系数α与降水量P和地下水位埋深D的相关方程,以及可调控的最大降水入渗补给系数系列,揭示了降水入渗补给过程与α变化机制。结果表明:α随水位埋深D的改变而改变,每个降水量P段分别对应一个最大降水入渗补给系数α_(max)和最大降水入渗补给量即补给极限G_(max),相应的水位埋深便是最佳水位埋深D_(critical)。D>D_(critical)时,包气带截留量随着水位埋深的增大而增大,α<α_(max);D<D_(critical)时,地表径流量随着地下水位埋深的减小而增大,α<α_(max)。不同的降水量段对应不同的D_(critical),降水量增大时,对应的α_(max)及D_(critical)也增大。在任意水位埋深时,G_(max)为蓄满产流临界降水量与包气带最大截流量之差。本研究解决了岩溶区降水入渗补给的关键科学问题,即揭示降水入渗补给机制、建立降水入渗补给系数与降水量和水位埋深的定量关系,提升了我国北方岩溶水资源基础性研究水平。

单裂隙管道-基质系统中反应性溶质运移解析模型研究

【目的】裂隙介质精确地定量刻画及其溶质运移理论研究已经成为裂隙含水层地下水污染防治的关键。目前裂隙含水层通常被概化为水平裂隙,而忽视管道裂隙几何特征以及基质扩散对溶质运移的影响。【方法】基于此,建立单裂隙管道-基质系统的溶质运移模型,并利用Laplace变换以及数值逆变换获得模型的半解析解,同时通过COMSOL Multiphysics软件建立数值模型进行验证。定量分析水动力弥散系数、迟滞因子等参数对溶质运移规律的影响,并计算溶质扩散质量通量以及存储量来反映溶质运移的时空规律。【结果和结论】结果表明:(1)管道裂隙水动力弥散系数越大,穿透曲线早期浓度越高,而所达到的峰值越低,且裂隙中溶质浓度随着迟滞因子增大而降低。(2)扩散质量通量峰值随着裂隙弥散系数的增加而减小,并通过分析不同位置的穿透曲线以及扩散质量通量的空间分布曲线可得反向扩散是导致穿透曲线产生明显拖尾现象的主要原因。(3)脉冲注入条件下,裂隙作为主要的存储空间,其存储总量表现出快速增加后不断降低的趋势,而基质中存储量表现出不断增加的过程。总之,通过理论模型计算分析表明在管道裂隙-基质系统中,基质存储与反向扩散过程对裂隙系统中溶质运移规律的影响不容忽视。

耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟

变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。

地下水循环井修复系统评估方法研究

地下水循环井修复技术逐渐成为地下水污染治理的新方向。通过识别影响循环井修复效果的关键指标,基于高度概化的单一含水层条件结合数值模拟技术建立了两种地下水循环井修复系统评估方法,一种是无量纲分析方法,研究单因素对循环影响半径的影响,给出单因素影响下的循环影响半径公式;另一种是粒子跟踪方法,描述粒子的运动轨迹,研究筛管长度、筛管间距、抽注水量、各向异性、水力梯度对回收率的影响。结果表明:①在无水梯度条件下,循环影响半径与抽取筛管段长度、抽注水量、垂向渗透系数均呈对数关系,与注入筛管段长度、筛管间距均呈二次函数关系;叠加水力梯度后,无量纲化循环影响半径与无量纲化水力梯度呈对数关系,且当Q/B2v(Q为抽注水量,B为含水层厚度,v为地下水流速)为0~5.3时,上游循环影响半径大于下游循环影响半径;当Q/B2v大于5.3时,下游循环影响半径大于上游循环影响半径。②在无水梯度条件下,相同时间内抽注段筛管长度相同时,筛管长度、筛管间距、各向异性均与回收率呈负相关,抽注水量与回收率呈正相关;抽注段筛管长度不同时,筛管长度的变化对回收率的影响不显著。叠加水力梯度后,水力梯度越大,上游的回收率越大,下游的回收率越小。③回收率对参数敏感性分析显示,回收率对抽取、注入筛管长度变化、筛管间距变化、抽注水量变化均较不敏感,对各向异性值的变化最为敏感,即各向异性值越高的含水层对回收率的负面影响越大。研究显示,通过采用无量纲分析方法和粒子跟踪方法识别关键指标参数的变化规律,可有效评估地下水循环井修复系统。

等水位河间地块岩溶裂隙和流场演变模拟初探

经典地下水动力学根据Dupuit假设得到了河渠间潜水含水层水位分布的解析解,常用于实际工程。该解析模型是否适用于具有裂隙网络的河间地块岩溶含水层,这个问题远未得到充分论证。考虑降雨入渗强度为100~800mm/a的情形,建立剖面二维离散裂隙网络渗流模型,对等水位河间地块开展数值模拟研究。裂隙网络包含陡倾角和缓倾角2组裂隙,具有随机分布特征,隙宽均值为0.01cm。根据稳定流场模拟结果划分包气带和饱水带裂隙界面,分析水位分布特征,计算饱水带裂隙网络的等效渗透系数,并与经典解析模型反算的等效渗透系数进行了对比,发现采用解析模型的误差小于25%。进一步模拟岩溶作用下裂隙演变的情景,对10ka内河间地块裂隙状态和准稳态渗流进行了预测,发现隙宽最大值达到0.07cm,经典解析模型仍然能够通过水位反算出数量级相符的等效渗透系数。模拟结果表明潜水面具有不规则形状,而且在河岸会出现明显的渗出面泉点,裂隙泉点数量在岩溶演变过程中逐渐减少。经典解析模型虽然能够估算河间地块裂隙网络的等效渗透系数,但不能刻画潜水面的不规则形态,也不能预测岩溶裂隙渗流场的演变趋势。

四川黄龙高山柳灌丛区钙华彩池地表水渗漏机制探究

近年来,黄龙世界自然遗产地部分钙华景观群出现了程度不同的退化,其中地表水强渗漏及黑化、沙化等问题在高山柳灌丛密集分布区呈规模化出现,但是灌丛扩张和渗漏增强之间的关联机制尚未开展充分论证。为研究高山柳覆盖程度对钙华渗漏增强的影响,在黄龙上游映月彩池北部选取典型灌丛区彩池群,设置了4个灌丛盖度水平:无灌木(盖度<10%)、少灌木(盖度10%~30%)、多灌木(盖度30%~60%)、全灌木(盖度>60%),实施原位入渗试验测定渗漏强度,评估灌丛区钙华孔隙结构和渗透参数变化,对比非灌丛区天然渗漏强度,进而总结高山柳灌丛影响下的钙华地表水渗漏机制。结果表明:(1)钙华彩池渗漏强度随高山柳盖度增加而增强,当盖度超过60%后,渗漏强度发生显著变异,应与大孔隙快速导流有关;(2)灌丛区因受藻类活动、植物残体分解等因素影响形成多孔隙、孔洞新生钙华,造成天然渗漏强度高于非灌丛区;(3)高山柳灌木根系活动导致钙华松散、孔隙直径增大、有效孔隙度增加、渗透系数提升,地下水渗流增强引起钙华彩池整体地表水渗漏增强;(4)高山柳根系对钙华孔隙结构改造以根劈作用为基础,并伴有根系水溶液对钙华胶结物的溶蚀作用,使钙华趋向均匀松散化,高山柳灌丛区根系和藻类活动等主要控制了地表水的渗漏增强过程。研究成果对黄龙钙华自然遗产景观演化分析和保育具有一定的参考价值。

一种新的估计非高斯分布含水层渗透系数场的方法

集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)是最流行的数据同化方法之一。然而,在处理非高斯问题时,EnKF存在局限性。为了解决非高斯问题并准确描述含水介质连通性,将正态分数变换(normal-score transformation,NST)与多重数据同化集合平滑器(ensemble smoother with multiple data assimilation,ES-MDA)相结合,提出NS-ES-MDA方法。通过对比实验,验证了NS-ES-MDA方法估计非高斯分布含水层渗透系数场的有效性。相较于重启正态分数集合卡尔曼滤波器(restart normal-score ensemble Kalman filter,rNS-EnKF)方法,NS-ES-MDA在吸收相同数据后,参数估计精度提升约34%,计算效率提升约35%。此外,NS-ES-MDA方法受“异参同效”现象的影响较小,具有较强的更新能力,能够保障得到较准确的参数估计值。研究可为非高斯分布含水层参数估计提供一种有效的求解方法。

基于集合平滑数据同化与直接采样法融合水文地球物理数据刻画裂隙网络分布

刻画裂隙含水层在地下水污染、地热、油气资源开采等研究中起关键作用。由于裂隙介质的强非均质性,其渗透率场一般呈现出显著的非高斯特性,该特性给水文地质参数的推估带来了极大的困难与挑战。为解决裂隙介质参数推估难的问题,本研究利用集合平滑数据同化与直接采样法融合水文地球物理数据推估裂隙介质参数场,设计多个数值算例,探究该数据同化框架刻画裂隙介质参数场的有效性,分析同化3种不同类型的观测数据对参数推估结果的影响,并探讨裂隙密度以及观测井的数量对参数推估效果的影响。研究结果表明:(1)基于集合平滑数据同化与直接采样法融合水文地球物理数据的方法,可有效地推估裂隙介质水文地质参数空间分布;(2)对比3种类型的观测数据推估结果,可知同时融合水头和自然电位观测数据(水文地球物理数据)的参数推估效果最佳;(3)研究区的裂隙密度以及观测井的数量同样对数据同化结果产生影响,因此建议在实际应用中应选择合理的观测井数量从而获得最优的参数推估方案。该研究可为裂隙介质参数场的刻画提供一种有效的方法,进一步为裂隙水资源的开发和管理提供可靠的理论依据。

非均质孔隙介质径向溶质双峰反常运移数值模拟研究

为了探究孔隙含水层的非均质性对注水井附近溶质运移的控制机理以及溶质羽的空间分布特征,基于美国MADE场地含水层地质统计学数据,利用T-PROGS(transition probability geostatistical software)构建了三维径向非均质随机模型;并结合MODFLOW和MT3DMS模块模拟了注水井附近的溶质运移过程,研究了沉积相不同空间结构对溶质运移过程的影响。结果表明:在非均质含水层注水井附近普遍存在双峰反常运移现象;径向溶质运移受高渗透性沉积相的沉积长度和厚度影响较大,沉积长度越大溶质质量空间分布曲线双峰现象越明显,尤其当沉积长度扩大到1.75倍时,双峰现象最明显;通过模拟结果可以得出高渗透性沉积相所在位置与高流速优先流所处位置呈一定的正相关性。总体而言,高渗透性的含水介质在冲洪积孔隙含水层中具有很强的连通性,易形成优先水流通道,导致溶质沿快速和慢速两种通道运移,从而使得穿透曲线出现双峰现象。

不同胶结度的多孔介质中溶质横向弥散的孔隙尺度模拟研究

深入理解、精确刻画溶质孔隙尺度横向弥散行为是揭示溶质运移现象内在机制、提高溶质运移模拟精度的关键。基于孔隙尺度模拟方法研究了不同胶结度的多孔介质中溶质横向弥散特征。结果表明:当胶结度增大时,溶质横向弥散程度有所增强,但与纵向弥散相比增强幅度较小,且在模拟的胶结度范围内横向弥散未展现显著的尺度效应。研究还发现多孔介质中横向弥散系数D_(T)与纵向弥散系数D_(L)间的差异程度不是固定不变的,而是随着溶质运移距离逐渐增大最终达到稳态的过程,并且D_(L)/D_(T)的渐进值及达到渐进值所需时间均受胶结度的影响。因此,将D_(T)视为比D_(L)小一个数量级的值与溶质实际弥散行为存在较大偏差。同时,通过对比不同介质中流体流速横向、纵向分量概率密度及溶质对流速率概率密度的差异,揭示了以上溶质横向弥散特征变化及其与纵向弥散特征变化不同的内在机制。

表皮效应对井筒内地下水流速影响数值模拟研究

通常井内的地下水流速是由单井示踪试验或Aqua Vision流速流向仪测定得来,用以计算含水层中的地下水流速。由于表皮结构的影响,导致井筒附近的地下水流场发生变化,引起井筒内的流速与含水层中的流速存在偏差。为了探究表皮效应对井筒内地下水流速的影响,利用COMSOL Multiphysics软件,建立考虑表皮效应的地下水流数值模型,系统分析表皮厚度以及渗透系数对井筒中地下水流速的影响机制,根据模拟结果进一步评估利用井筒内地下水流速换算含水层地下水达西流速已有经验公式的可靠性。结果表明:(1)井筒附近表皮区域渗透系数越大,井筒内的地下水流速越大,且利用经验公式计算的地下水达西流速相对误差均小于0.23%,具有较高可靠性;(2)表皮区域渗透系数小于含水层渗透系数时,随着表皮厚度增大,井筒内地下水流速越小,经验公式计算结果的相对误差呈现增大趋势;(3)表皮区域渗透系数大于含水层渗透系数时,随着表皮厚度增大,井筒内地下水流速增大,计算结果相对误差总体上呈现减小的趋势,但其误差波动性较大,表明在该条件下经验公式计算的稳定性较差。结果显示表皮结构对井筒内地下水流速影响较大,在实际应用中要关注表皮结构的影响。

孔隙介质非达西渗流Forchheimer方程量化评价

Forchheimer方程作为非达西渗流中广泛应用的基本方程之一,方程中A、B系数的确定一直是孔隙介质渗流领域中的热点及难点,不同学者根据渗流试验结果提出了不同的Forchheimer方程A、B系数的经验公式,但对于均质以及混合粒径的非均质条件下评价各经验公式适用性的研究较少。因此在渗流阻力试验的基础上,采用归一化目标函数和线性回归法评价了Forchheimer方程经验公式的适用性,为不同孔隙介质条件下Forchheimer方程经验公式的选取提供参考。结果表明:对于均质孔隙介质,Sidiropoulou公式对水力梯度有着很好的预测效果;对于2种混合粒径孔隙介质,在使用平均粒径的基础上,还应考虑混合粒径的质量比和大小因素,Macdonald公式的预测效果受混合粒径的质量比和大小影响较小,Kadlec and Knight公式对于水力梯度的预测结果较为稳定;对于5种混合粒径孔隙介质,使用d60作为特征粒径进行预测的效果较好,Kadlec and Knight公式对于系数A的预测效果较好,Ergun公式对于系数B的预测效果较好。研究结果能够为工程中均质及非均质松散砂砾石孔隙介质渗流计算的Forchheimer方程的选取提供依据。

基于激光刻蚀技术的孔隙介质渗透试验研究

渗透率在水资源管理、油气勘探与开采和地质灾害评估中具有重要的作用。而目前渗透率研究多通过间接的方式探究渗透率的影响因素,缺乏直观手段刻画多孔介质与渗透率的关系,渗透率与多孔介质内部孔隙结构的关系尚不清晰。自主研发了一个可控孔隙空间属性的试验系统,探究多孔介质渗透率与孔隙度、孔隙的水平或垂直分布、孔隙排列的规则性和椭圆孔隙长短轴比例的关系。结果表明,多孔介质渗透率与孔隙度呈正相关关系,且圆形颗粒多孔介质基本满足Kozeny-Carman方程;而不同颗粒圆度及排列方式会造成显著的渗透率各向异性,由于多孔介质颗粒横向排列导致流体经过更长的流动路径,与流动方向一致的横向排列渗透率明显高于纵向排列的渗透率;不规则排列的多孔介质渗透率要大于规则排列的多孔介质渗透率,这是因为颗粒的不规则排列会导致在多孔介质中出现一些大的孔隙,这些孔隙可以提供更大的通道,促进流体的渗透,另一种原因是不规则排列会增加多孔介质内的流动路径,使得流体能使用更多的路径通过多孔介质;长短轴长度之比为1的多孔介质渗透率最大。研究结果可为多孔介质渗透率演化及其孔隙空间属性关联性研究提供基础认识。

岩石单结构面剪切变形渗透性演化规律

为了研究剪切作用下单裂隙渗透性的演化规律,在Comsol中采用Weierstrass随机分形函数来生成单裂隙,调整2个裂隙面的相对位移来模拟剪切作用,通过分析不同剪切位移条件下裂隙隙宽的变化以及不同流量下的非线性效应发生的界定范围,并绘制散点图与函数曲线拟合确定剪切过程影响裂隙渗透率的因素,给出定量关系。结果表明:未发生剪切时,隙宽的概率密度分布满足标准的高斯分布,而随着剪切过程的发生,隙宽的高斯分布被破坏,仅体现标准高斯分布的部分特征;发生剪切时,渗透率先有一个减小的过程,然后在一定范围内波动;当Re>9.6时,流体开始从线性向非线性发展。对岩石单结构面剪切变形过程中裂隙孔径变化对流体渗流特性的影响进行模拟,可为分析地质体中结构面变形对地热变化的影响提供参考。