书名：岩溶发育演化过程及数值模拟——以层状节理碳酸盐岩为例
定价：118.0
ISBN：9787030815675
作者：王晓光,姜传胤
版次：1
出版时间：2025-03

内容提要：
本书以裂隙石灰岩中的岩溶管道发育过程为核心，聚焦岩溶发育初期的生成与演化机制，通过数值模拟揭示岩溶系统中流体流动与化学溶蚀作用之间的复杂耦合关系。本书首先系统综述近20年来岩溶演化领域的基础理论和数值模拟研究进展，全面梳理该领域的主要学术成果和技术发展现状；然后，重点阐述岩溶发育的反应动力学理论，并建立岩溶早期发育与演化的反应性溶质传输数值模型，同时结合实际案例，深入讨论裂隙开度、裂隙网络非均质性等关键因素对裂隙溶蚀行为和岩溶发育过程的影响；最后，通过对二维与三维模型在刻画岩溶演化过程中的差异进行对比分析，明确各类模型的适用条件，并提出未来研究的方向和重点。



目录：
目录
第1章 绪论 1
1.1 岩溶系统研究目的及意义 1
1.2 岩溶含水层及其特性 2
1.3 岩溶系统演化数值模拟的研究进展 3
1.3.1 基本溶蚀机制：从一维到三维建模的见解 3
1.3.2 补给边界条件的影响 5
1.3.3 其他因素的影响 8
第2章 岩溶系统反应动力学理论及建模 14
2.1 H2O-CO2-CaCO3系统的平衡化学 14
2.1.1 实现化学平衡的边界条件 15
2.1.2 封闭系统中饱和溶液的混合 16
2.2 H2O-CO2-CaCO3系统的化学反应动力学 17
2.2.1 溶蚀过程和速率方程 17
2.2.2 湍流条件下的溶蚀 19
2.3 一维简化单裂隙的岩溶演化模型 20
2.3.1 模拟方法 20
2.3.2 单裂隙溶蚀演化模拟结果 22
2.4 一维简化单裂隙与二维单裂隙溶蚀模型的差异 24
2.4.1 一维模型的流动和反应传输 25
2.4.2 一维模型的溶蚀过程和突破…线 25
2.4.3 二维模型的流动和反应传输 26
2.4.4 二维模型的溶蚀过程和突破…线 27
第3章 二维裂隙网络的初期岩溶演化：几何拓扑结构的影响 29
3.1 引言 29
3.2 裂隙网络岩溶演化模型 30
3.2.1 裂隙网络 30
3.2.2 反应性传输模型 31
3.2.3 岩溶网络演化特征 32
3.3 数值模型的建立与结果分析 33
3.3.1 数值模型的建立 33
3.3.2 反应性流动方向的影响 33
3.3.3 水力边界条件的影响 35
3.3.4 初始开度的影响 37
3.4 裂隙拓扑与溶蚀演化 39
3.4.1 裂隙网络拓扑对早期岩溶演化的影响 39
3.4.2 栅格网络溶蚀模拟和简单开度演化模型的关系 40
3.4.3 岩溶管道间距的尺度效应 42
3.4.4 局限性和前景 42
3.5 本章小结 43
第4章 二维裂隙网络的初期岩溶演化：开度空间非均质性的影响 44
4.1 引言 44
4.2 地质力学下裂隙演化模型 44
4.2.1 天然裂隙网络 44
4.2.2 地质力学产生的非均质裂隙开度分布 45
4.2.3 流体流动和反应性传输 46
4.3 数值模型的建立 46
4.4 数值模拟结果 47
4.4.1 均质初始开度模型 47
4.4.2 非均质初始开度分布模型 51
4.5 本章小结 55
第5章 碳酸盐岩节理网络中岩溶演化与蚓孔形成：二维和三维建模的对比 57
5.1 引言 57
5.2 二维和三维裂隙网络溶蚀与建模 58
5.2.1 反应性传输模型 58
5.2.2 节理网络生成 58
5.2.3 流动和溶蚀特性分析的定量指标 59
5.2.4 模型设置 59
5.3 二维和三维模型不同溶蚀行为 62
5.3.1 网络连通性对二维和三维模型不同溶蚀行为的影响 62
5.3.2 流速（渗透长度）的影响 64
5.3.3 裂隙粗糙度的影响 69
5.4 本章小结 72
参考文献 74
附录A 岩溶管道间距的演化特征 83
附录B 简化几何水力关系转变 84