Migration laws of pollutants in surrounding rock of underground oil storage caverns
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摘要: 水封石油洞库储油可能造成地下水污染。明晰石油污染物在裂隙岩体中的运移规律是库区地下水污染防控的前提。为揭示石油污染物在洞周围岩地下水中的运移规律，基于裂隙-孔隙双重介质模型，采用数值模拟方法研究了石油中的特征污染物——苯的运移扩散过程，并分析了裂隙倾角、裂隙开度、基质渗透率和纵向弥散度对苯运移规律的影响。研究表明：储库正常运行50 a后，苯的迁移被限制在较小的范围内，不会到达水幕系统，也不会进入到地面表层下的水体中。在长期运行条件下，相邻洞周围岩中的污染晕可相互连通，并将引起相邻洞罐中油品污染物之间的交叉污染。苯的竖向污染距离对纵向弥散度和裂隙倾角大小敏感性强，而对裂隙开度和基质渗透率的敏感性较弱。洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度对裂隙倾角最为敏感，且随裂隙倾角和基质渗透率的增大而减小，随纵向弥散度和裂隙开度的增加而增大。Abstract: The groundwater near a cavern may be polluted during the operation period of oil storage. Understanding the migration laws of oil pollutants in fractured rock mass is the base of groundwater pollution prevention and control in reservoir areas. For the sake of revealing the migration laws of oil pollutants in surrounding rock of the caverns, the migration and diffusion processes of benzene are studied by using the numerical simulation method based on the fracture-pore dual-medium model. The effects of fracture inclination angle, fracture aperture, matrix permeability and longitudinal dispersivity on the migration of benzene are also analyzed. The research results show that the migration of benzene is limited in a small range after 50 years of oil storage in the caverns, and it does not go up to the water curtain system, nor access the water body near ground surface. Under the long-term operation of the caverns, the pollution halos of the adjacent caverns can connect with each other, which will lead to cross-contamination of oil pollutants in the adjacent caverns. The vertical pollution distance of benzene is sensitive to the longitudinal dispersivity and fracture inclination angle, but weakly sensitive to the fracture aperture and matrix permeability. The maximum concentration of benzene on the central axis of rock pillars between caverns is most sensitive to the fracture inclination angle, and it decreases with the increase of the fracture inclination angle and matrix permeability, but increases with the increase of the longitudinal dispersivity and fracture aperture.
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0. 引言
石油类污染物是地下水污染的主要污染源之一，对地下水的污染影响可持续上百年，严重威胁人类生存环境。地下水中石油类污染物的迁移转化问题已逐渐成为人们研究的热点。地下水封石油洞库是一种利用裂隙中的地下水对原油进行封存的储油技术，具有良好的安全性和隐蔽性，近年来在中国得到快速发展，逐渐成为中国石油战略储备的主流方式。在地下水封石油洞库中，原油与地下水直接接触，原油中的有机物、有害离子等污染物容易进入到地下水中，在渗流场和浓度场的作用下产生迁移，污染库区地下水。《环境影响评价技术导则地下水环境》(HJ 610—2016)[1]要求对地下水封石油洞库建设项目进行1级地下水环境影响评价，分析预测储库建设对库区地下水环境的影响。
许多学者对地下水封石油洞库溶质运移展开了研究。张彬等[2]和乔丽苹等[3]基于污染物扩散理论，模拟了地下油库建造及运营期的海水入侵现象。黄安达[4]以黄岛地下水封石油洞库为背景，通过理论分析、室内试验和数值模拟等方法，对反应性溶质在花岗岩裂隙中的运移规律进行了研究。韩曼[5]建立了地下油库溶质运移数值模型，预报了黄岛水封石油洞库运营50 a库区的石油类和IDMn浓度分布情况。上述研究多采用等效连续介质模型进行分析。然而，在各种地质作用下，岩体中通常发育有大量裂隙。蒋中明等[6]、王者超等[7]、温毓繁等[8]对水封石油洞库渗流场的研究均表明，裂隙对水封油库地下渗流场具有重要影响。渗流场的变化会导致污染物在裂隙岩体中的运移扩散发生变化。因此，有必要考虑裂隙对水封石油洞库污染物运移特性的影响。
目前，裂隙岩体污染物运移模型主要有等效连续介质模型[9-10]、离散裂隙网络模型[11-12]和双重介质模型[13-14]3种类型。等效连续介质模型将裂隙岩体等效成连续介质，忽略了岩体的各向异性，无法得到岩体中真实的渗流场和溶质浓度场。离散裂隙网络模型只考虑裂隙系统中的流体流动和污染物迁移，忽略了基质岩块中的流体流动和溶质运移。而双重介质模型将裂隙岩体分为裂隙系统和基质岩块系统，既考虑污染物在裂隙系统中的迁移，也考虑污染物在岩块中的迁移，能够较为准确地刻画出污染物的运移特征。
本研究以某地下水封石油洞库工程的地质条件为例，基于裂隙-孔隙双重介质模型，采用实体单元模拟岩块、无厚度单元模拟大规模裂隙，开展了复杂地质条件下地下水封油库石油类污染物运移数值模拟计算，分析了油库运行后特征污染物苯在裂隙岩体中的运移扩散过程。以此为基础, 采用局部分析法中的因子变换法，研究了水封油库石油污染物迁移模型中污染晕的变化对裂隙倾角、裂隙开度、基质渗透率、纵向弥散度的响应。
1. 数值模拟理论及方法
裂隙-孔隙双重介质模型将裂隙岩体看作是裂隙系统和孔隙系统共同构成的统一体。裂隙的导水性强，是流体流动和污染物运移的主要通道。孔隙岩块导水性弱，是流体和污染物储存的主要场所。对裂隙介质和孔隙岩块分别建立流体流动和物质运移数学模型，将裂隙-孔隙岩块接触边界视为内部边界，联系两个数学模型，使之成为一整体。
假设地下水在裂隙岩体中的流动满足达西定律，流体和固体不可压缩，那么基质岩块中地下水流动控制方程为
∇⋅ρ[−κmμ(∇p+ρg)]=Qm。 (1) 式中：p为孔隙水压力（Pa）；μ为水的动力黏度（Pa·s）；κm为岩块渗透率（m2）；ρ为水的密度（kg/m3）；g为重力加速度（m/s2）；Qm为质量源项（kg/(m2∙s)）。
裂隙中地下水流动控制方程为
∇t⋅ρ(−κfdfμ(∇p+ρg))=dfQf。 (2) 式中：∇t为裂隙切平面的梯度算子；κf为裂隙的渗透率（m2）；df为裂隙开度（m）；Qf为质量源项（kg/(m2∙s)）。
地下水在裂隙中的流动满足立方定律。裂隙的渗透率可表示为[13]
κf=ξd2f/ξd2f1212。 (3) 式中：ξ为粗糙度修正系数。
石油污染物在裂隙岩体中的运移主要受对流弥散作用控制。污染物在裂隙岩体中运移的数学模型参考单裂隙系统污染物运移模型[15]，其中，基质岩块中污染物运移的控制方程为
Rm∂(θmc)∂t+∇⋅(−θmDij∇c)+u⋅∇c=0。 (4) 式中：c为污染物浓度（mol/m3）；u为地下水的达西流速（m/s）；θm为基质岩块的孔隙率；Rm为基质岩块的迟滞系数，
Rm=1+ρmθmKm。 (5) 式中：ρm为基质岩块的密度（kg/m3）；Km为污染物在基质岩块中的线性平衡分配系数（m3/kg）。
Dij为基质岩块水动力弥散系数（m2/s），
θmDij=τD∗δij+αT|u|δij+(αT−αL)uiuj|u|。 (6) 式中：τ为曲度；D*为分子扩散系数（m2/s）；αT为横向弥散度（m）；αL为纵向弥散度（m）；δij为Kronecher符号。
裂隙中污染物运移的控制方程为
Rf∂c∂t+∇t⋅(−Df∇c)+u⋅∇tc=0。 (7) 式中：Rf为裂隙的迟滞系数，
Rf=1+2Kfdf。 (8) 式中：Kf为污染质在裂隙中的线性平衡分配系数（m3/kg）。
Df为裂隙的水动力弥散系数（m2/s），
Df=D∗+αL|u|。 (9) 式（9）中第一项为分子扩散系数，第二项为机械弥散系数，其余符号意义同前。
采用COMSOL Multiphysics仿真软件的“多孔介质中的稀物质传递”模块进行模拟。该模块提供了一个“裂隙”边界条件，可以模拟污染物在裂隙中的运移扩散，其控制方程为
Rf∂c∂t+∇t⋅(−D∗∇c)+u⋅∇tc=0。 (10) 对于一般的污染物扩散问题而言，裂隙中的水流流向与污染物的扩散方向是相同的，污染物的运移主要受对流作用控制，机械弥散作用和分子扩散作用可以忽略[16]。但对地下水封石油洞库来说，水流整体流向洞室内部，与污染物的扩散方向是相反的，机械弥散作用和分子扩散作用对污染物扩散具有重要影响，不能忽略。因此，式（7）在式（10）的基础上，增加了机械弥散项。在COMSOL编程计算时，对原溶质运移分析模块进行了二次开发，以便考虑机械弥散的影响。
2. 污染物运移规律分析
2.1 工程背景
某地下水封油库的设计库容为300×104 m3。地下工程主要包括9个主洞室、6条竖井及5条水幕巷道。主洞室设计底板标高为-50 m，截面形状为直墙圆拱形，洞宽20 m，洞高30 m，两相邻主洞室之间设计净间距为30 m。水幕巷道内设置水幕注水孔，孔间距10 m，高程10 m，孔长覆盖洞室壁以外10 m。
库址区内的地层主要为晚元古界花岗片麻岩。根据现场节理、裂隙统计结果，库区内节理、裂隙的倾角多为20°~40°，55°~80°。现场渗透试验结果表明[17]，该区岩体渗透系数为5.0×10-5~5.0×10-4 m/d，多数区域岩体渗透系数在1.0×10-4 m/d左右。
2.2 数值模型
为评价油库储油对地下水污染的风险及污染物的迁移扩散规律，本次研究仅针对其中1组洞罐储油后的污染物迁移状况进行计算分析。
几何模型：选取其中1组洞室，采用COMSOL Multiphysics有限元软件进行数值模拟。建立的数值模型见图 1，模型长670 m，高260 m，由2个储油洞室、水幕系统以及裂隙等组成。左右洞室间距为30 m，模型左右边界至两洞壁外侧距离均为300 m，底部边界至洞底距离为170 m，顶部边界模拟至平均地下水位。根据地质勘查资料，研究范围内岩体中发育有两组裂隙。第一组裂隙倾角为40°，第二组裂隙倾角为140°。两组裂隙的裂隙间距均为10 m，隙宽设为0.1 mm。数值模型单元654936个，节点330896个，单元最小尺寸0.025 m。
边界及初始条件：模型左右铅直边界及底部边界设为固定水头边界，顶部设为无流动边界，水幕系统设为定压力边界，洞室储油后洞壁设为定压力边界。原油的主要成分为烷烃、环烷烃、芳香烃，其中，芳香烃中的苯具有较高的溶解度，且具有很高的毒性。因此，选择苯作为特征污染物。油库未储油前，地下水中石油类物质含量为零，苯的初始浓度设为0 mol/m3。洞室储油后洞壁设为定浓度边界，模型左右铅直边界及底部边界设为流出边界，顶部设为无通量边界。
参数选取：库区的岩体主要为晚元古界花岗片麻岩。根据现场实验结果，基质岩块渗透系数取1×10-9 m/s。本文忽略了固体介质对污染物的吸附作用，Rm，Rf的取值均为1。曲度τ取0.1。苯的分子扩散系数根据Wilke-Chang公式[18]计算得到，为9.12×10-10 m2/s。石云峰等[19]通过室内试验测得Na，Cu，U在花岗岩裂隙中的纵向弥散度均为0.1 m左右。而大量研究表明，弥散度试验试验受观测尺度的影响较大。一般来说，野外试验的结果是室内试验的十几倍甚至几十倍。而目前国内的野外弥散试验很少。Gelhar等[20]收集的世界范围内59个大区域的弥散资料，是目前进行污染物迁移模拟时确定纵向弥散度被广泛引用的参考资料。根据这59个大区域的弥散资料，同时参考Tracy[21]给出的裂隙花岗岩弥散度的经验值，最终确定裂隙和基质岩块的纵向弥散度为1.5 m，横向弥散度为0.01 m。
计算过程：①初始渗流场模拟；②主洞室开挖模拟。计算洞室开挖3 a后的渗流场；③储库运行模拟。计算储库运行50 a后渗流场和苯浓度场的变化情况。
2.3 结果分析
（1）渗流场分布特征
图 2，3分别为油库运行1 a时的总水头分布图和裂隙内地下水流动矢量方向分布图。可以看出，洞室开挖后，洞顶上方的水位出现了下降，但由于水幕系统的补水作用，洞室上方的水位下降幅度较小，保证了洞室具有良好的水封性能。开挖期主洞室1的渗水量为0.39 L3/min。洞室含2组节理裂隙处的渗水量实测值为0.23 L3/min[22]。两者相差较小，说明本文渗流场结果是合理的。由于洞室内的压力小于周围岩体中的水压力，洞周岩体中的地下水通过节理裂隙不断渗入到洞罐中。洞室间出现了两条裂隙水流连通的裂隙，如图 3中红色箭头标注的裂隙所示。这表明，流入某一洞罐中的渗水有可能是来自于另一洞室上方的裂隙水。这是因为洞室间的岩柱较为狭窄，地下水沿裂隙形成的优势流是地下水迁移的主要通道所导致。图 4为裂隙内的水流速度分布图。从图中可以看出，靠近洞室底部和顶部的裂隙中的水流流速较大，而洞室间裂隙中的水流流速较小。裂隙中水流流速最大为0.02 m/s。
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图 3 油库运行1 a时裂隙水流动矢量图Figure 3. Flow vector direction of fracture water after one year of oil.storage![]()
图 4 油库运行1 a时裂隙水流速图Figure 4. Seepage velocity of fracture water after one year of oil storage根据水流方向和位置，洞室附近的裂隙可分为3类。以第二组裂隙为例，第一类如红色箭头标注的裂隙所示，水流从主洞室1的顶部流向主洞室2的底部，污染物可直接沿着裂隙扩散到主洞室2中。第二类如蓝色箭头标注的裂隙所示，裂隙距主洞室1较近，水流流向指向主洞室2。在水动力弥散作用下，主洞室1中的污染物可能进入到第二类裂隙中，沿裂隙向主洞室2扩散。第三类裂隙如青色箭头标注的裂隙所示，裂隙中的水流指向主洞室1，水流方向与污染物的扩散方向是相反的。
（2）苯浓度场分析
研究区地下水中苯污染晕的时空演化见图 5。根据中国《地下水质量标准》(GBT14848—2017)的规定，地下水中苯污染晕的下限浓度按Ⅴ类标准限值设定，为0.00154 mol/m3。从图 5中可以看出，油库储油后，苯沿着裂隙迅速向洞室四周扩散。储库运行0.1 a后，裂隙中苯的污染距离便达到了12 m，而后苯主要从裂隙向附近的基质岩石中扩散，污染晕逐渐覆盖裂隙与洞室间的所有区域。储库运行50 a后，苯的最大水平污染距离为14.3 m，最大竖向污染距离为12.7 m。
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图 5 运行期苯浓度随时间变化图Figure 5. Variation of benzene concentration with time during operation储库储油后，苯沿着渗漏裂隙和第二类裂隙向相邻洞室扩散。洞室间的污染晕在储库运行0.1 a时便相互贯通。渗漏裂隙中苯的浓度远远高于第二类裂隙中苯的浓度，是苯向相邻洞室扩散的主要通道。
3. 苯扩散影响因素分析
污染物在裂隙岩体的运移主要受裂隙几何特征、基质渗透率以及溶质运移参数影响。裂隙特征主要包括裂隙的倾角、开度和间距。本文主要考虑裂隙倾角、裂隙开度、基质渗透率和弥散度对地下水封油库污染物运移的影响。在地下水整体流向洞室的情况下，苯在水平方向上的扩散会限制在较小的范围内，而竖直方向上，如果苯扩散到了水幕系统处，会污染水幕系统及上方地表岩体。此外，洞室间污染晕的相互贯通可能引起污染物之间的交叉污染。因此，选择两个洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度和竖向污染距离作为观测指标。
采用局部分析法中的因子变换法，分别改变4个影响因素的取值，分析各因素变化对观测指标的影响情况。以本工程的地质条件为基础，参考湛江地下石油洞库[6]、Yeosu peninsula地下石油洞库[23]、惠州地下石油洞库[24]的地质条件，确定各因素的取值如表 1所示。
表 1 计算参数取值表Table 1. Parameter values for calculation影响因素 因素取值 裂隙倾角/(°) 第一组 10，20，30，40，50，60，70，80 第二组 170，160，150，140，130，120，110，100 裂隙开度/mm 0.05，0.075，0.1，0.125，0.15 基质渗透率/m2 1×10-17，5×10-17，1×10-16，5×10-16，1×10-15 纵向弥散度/m 0.5，1，1.5，2，2.5 3.1 裂隙倾角对苯运移的影响
裂隙倾角对竖向污染距离和岩柱中轴线上苯的最大浓度的影响如图 6所示。随着裂隙倾角增大，竖向污染距离增大，其值由10°时的9.4 m增加到了80°时的15.2 m。图 7是根据单裂隙中污染物运移的解析解[25]得到的结果，计算时长为50 a。从图中可以看出，裂隙中的水流流速达到10-8 m/s后，流速增大，苯的污染距离基本保持不变。由此可知，在本算例条件下，污染物运移距离主要受污染物的扩散能力控制。尽管本研究方案中改变裂隙倾角后，洞室顶部裂隙中的水流流速会发生变化，但始终大于10-8 m/s，因此洞室顶部裂隙中苯的污染距离基本不变。在洞室顶部裂隙中苯的污染距离保持不变的情况下，随着裂隙倾角增大，洞室顶部裂隙中苯的污染距离在竖直方向上的分量增大，使得苯的竖向污染距离总体上呈增大趋势。图 6中裂隙倾角为20°时，苯的竖向污染距离小于裂隙倾角为10°时的竖向污染距离。其原因是本算例倾角从10°变为20°时，裂隙穿过洞室顶部的位置向下移动了一小段距离。这个下降距离大于裂隙中苯的污染距离在竖直方向上的分量增加量，从而使得裂隙倾角为20°时苯的竖向污染距离减小。
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图 6 裂隙倾角对苯运移的影响Figure 6. Effects of fracture inclination angle on migration of benzene![]()
图 7 单裂隙中渗流速度对苯污染距离的影响Figure 7. Effects of seepage velocity in a single fracture on pollution distance of benzene随着裂隙倾角增大，洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度不断减小。倾角为10°时，中轴线上最大浓度为20.71 mol/m3；倾角为70°时，最大浓度为0.0005 mol/m3，洞室间的污染晕不再贯通。这主要是由于随着裂隙倾角增大，洞室间岩柱的优势渗流路径方向更接近于竖直方向[7]，岩柱中的水流方向更接近于竖直方向，减弱了苯在水平方向上的运移扩散。
3.2 裂隙开度对苯运移的影响
裂隙开度对竖向污染距离和岩柱中轴线上苯的最大浓度的影响如图 8所示。随着裂隙开度增大，竖向污染距离基本保持不变。而洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度随着裂隙开度的增大而增大，从0.45 mol/m3增加到1.58 mol/m3。对于洞室顶部的裂隙，随着裂隙开度增加，裂隙水流流速增加。但由图 7可知，渗流速度达到10-8 m/s后，随着流速增大，苯在裂隙中的污染距离基本保持不变，因此苯的竖向污染距离基本保持不变。而对于洞室间的裂隙，水流方向与苯的迁移方向相同。随着裂隙开度增加，裂隙水流流速增大，水动力弥散作用和对流作用均增强，使得洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度增加。
3.3 基质渗透率对苯运移的影响
基质渗透率对竖向污染距离和岩柱中轴线上苯的最大浓度的影响如图 9所示。随着基质渗透率的增加，苯的竖向污染距离基本保持不变。这是由于竖向污染距离主要由苯在裂隙中的迁移决定，基质渗透率对竖向污染距离的影响很小。随着基质渗透率增大，岩柱中轴线上苯的最大浓度不断减小，从1.64 mol/m3减小到0.34 mol/m3。这是由于基质渗漏率增大，水幕系统和研究区域四周岩体对洞室间岩体的补水作用增强，岩柱内部的水头增大，降低了渗漏裂隙的渗漏量。
3.4 纵向弥散度对污染物运移的影响
基质渗透率对竖向污染距离和中轴线最大浓度的影响如图 10所示。
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图 10 纵向弥散度对苯运移的影响Figure 10. Effects of longitudinal dispersivity on migration of benzene随着纵向弥散度的增加，苯的竖向污染距离增大，由4.5 m增大到了17.8 m。由图 8可知，水流流向与污染物运移方向相反时，随着纵向弥散度增加，水动力弥散作用增强，苯的污染距离增大, 因此竖向方向上苯的污染距离随着弥散度的增大而增大。对于洞室间的裂隙，随着弥散度增加，水动力弥散作用增强，洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度随着弥散度的增大而增大。
4. 讨论
4.1 苯的运移特征
根据水封油库的储油原理，库区地下水整体朝洞室内部流动，对洞室内石油污染物的扩散起阻碍作用，因此苯污染晕被限制在较小的范围内，这与韩曼[5]的结论是一致的。与韩曼的结果[5]相比，本文得到的污染物的污染范围明显更大，这主要是由于本文采用的纵向弥散度值大于韩曼采用的纵向弥散度值。受裂隙影响，岩体的渗透性呈现显著的各向异性，苯沿不同方向的扩散是不均匀的。在一定的条件下，两洞室之间岩柱中会出现渗漏裂隙[7]，苯可沿着渗漏裂隙向相邻洞室扩散。由此可见，裂隙对水封油库污染物的扩散特征有较大的影响。
4.2 各因素对水封油库苯运移的影响
污染物在裂隙岩体中的运移是一个复杂的过程。通常认为，裂隙是污染物运移的主要通道，污染物在裂隙中的运移主要受对流作用控制，裂隙开度对污染物在裂隙中扩散范围具有重要影响[13]。但本研究结果表明裂隙开度对苯的竖向污染距离影响很小。这是因为水封油库库区地下水的流动方向与污染物的扩散方向整体上是相反的，污染物沿裂隙的扩散范围主要取决于水动力弥散作用和对流作用的相对强弱。
为进一步分析裂隙倾角、裂隙开度、基质渗透率和纵向弥散度对水封石油洞库污染物运移的影响程度，引入参数相对敏感性分析方法[26]，计算各参数的相对敏感性参数。这种计算方法考虑了模型因变量与各影响因素之间的非线性关系，同时使参数的扰动值最小，敏感性分析结果更加准确。参数相对敏感度计算结果如表 2所示。
表 2 苯运移敏感性分析表Table 2. Sensitivity analysis for migration of benzene参数相对敏感度|S| 裂隙倾角 裂隙开度 基质渗透率 纵向弥散度 竖向污染距离 0.29 0.0044 0.0042 0.80 最大浓度 7.08 0.9100 0.4300 0.72 从表 2可以看出，竖向污染距离对纵向弥散度最为敏感，其相对敏感度约为裂隙倾角的2.8倍。裂隙开度和基质渗透率对竖向污染距离的影响可忽略不计。洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度对裂隙倾角最为敏感，其次为裂隙开度、纵向弥散度和基质渗透率。裂隙倾角的相对敏感度约为裂隙开度的7.9倍。
5. 结论
以某地下水封油库地质条件为例，基于裂隙-孔隙双重连续介质模型，建立了水封油库污染物运移模型，研究了地下水封油库运行后特征污染物苯的运移规律，并分析了裂隙倾角、裂隙开度、基质渗透率和纵向弥散度对苯运移的影响，得出3点结论。
（1）在地下水整体流向洞室内的情况下，苯的水平最大污染距离为14.3 m，竖直最大污染距离为12.7 m，污染晕被限制在较小的范围内，不会污染水幕系统及上方地表水体。受洞室之间渗漏裂隙的影响，洞室间污染晕相互贯通，可能造成不同洞罐油品污染物之间的交叉污染。
（2）苯的竖向污染距离对纵向弥散度的敏感性最高，其次为裂隙倾角。随着裂隙开度和基质渗透率增大，苯的竖向污染距离基本保持不变；随着裂隙倾角和纵向弥散度增大，苯的竖向污染距离增大，水幕系统及上方地表岩体有被污染的风险。
（3）洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度对裂隙倾角的敏感性最高，其次为裂隙开度。随着裂隙开度和纵向弥散度增加，洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度增大；随着裂隙倾角和基质渗透率增大，洞室间岩柱中轴线上苯的最大浓度减小。
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图 3 油库运行1 a时裂隙水流动矢量图
Figure 3. Flow vector direction of fracture water after one year of oil.storage
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图 4 油库运行1 a时裂隙水流速图
Figure 4. Seepage velocity of fracture water after one year of oil storage
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图 5 运行期苯浓度随时间变化图
Figure 5. Variation of benzene concentration with time during operation
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图 6 裂隙倾角对苯运移的影响
Figure 6. Effects of fracture inclination angle on migration of benzene
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图 7 单裂隙中渗流速度对苯污染距离的影响
Figure 7. Effects of seepage velocity in a single fracture on pollution distance of benzene
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图 10 纵向弥散度对苯运移的影响
Figure 10. Effects of longitudinal dispersivity on migration of benzene
表 1 计算参数取值表
Table 1 Parameter values for calculation
影响因素 因素取值 裂隙倾角/(°) 第一组 10，20，30，40，50，60，70，80 第二组 170，160，150，140，130，120，110，100 裂隙开度/mm 0.05，0.075，0.1，0.125，0.15 基质渗透率/m2 1×10-17，5×10-17，1×10-16，5×10-16，1×10-15 纵向弥散度/m 0.5，1，1.5，2，2.5 
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表 2 苯运移敏感性分析表
Table 2 Sensitivity analysis for migration of benzene
参数相对敏感度|S| 裂隙倾角 裂隙开度 基质渗透率 纵向弥散度 竖向污染距离 0.29 0.0044 0.0042 0.80 最大浓度 7.08 0.9100 0.4300 0.72
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期刊类型引用(1)
1. 荆少东，丁长栋，贾春磊，张宜虎，朱瑜劼. 地下工程细水泥与普通水泥灌浆对比试验研究. 岩土工程技术. 2025(02): 305-310 . 
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