2.3 裂隙网络-管道双重介质物理模型模拟试验系统
地下水在岩溶含水介质中的运动特征取决于岩溶含水系统中空隙介质的类型和空隙的大小。贵州省后寨岩溶含水系统主要是由高渗透性、相互连通的管道、大裂隙以及低渗透性的小裂隙、孔隙介质组成，整个系统相互连通并最终以岩溶泉或地下河的形式排出。按方向分类，岩溶含水系统主要包括垂直导水通道和水平导水通道。孔隙介质和裂隙介质中水的储存量大，汇水能力较弱，调节能力强，是岩溶水的主体。管道介质储水能力差，但是汇水能力强，传导迅速。由于岩溶含水系统储水介质的复杂性，使得岩溶水流运动也非常复杂，既有广大裂隙系统中缓慢的渗流，又有较大裂隙及管道中快速集中的流动，因此该岩溶含水系统水流运动具有高度的非均质性和各向异性。
杨剑明等（1996）通过野外实地调查分析得出后寨岩溶含水介质的空隙度为3.87%～14.1%，裂隙分为两个尺度：①层间大裂隙，开度为2～4cm；②垂直于层间裂隙的节理小裂隙。王腊春等（2000）通过野外采集的数据分析得出后寨岩溶含水介质的管道占总储水空间的3%～10%，而裂隙占总储水空间比例的76%～93.13%，该区的裂隙分为3个规模：①大裂隙，开度为1～10cm，频度为14.28%；②小裂隙，开度为0.1～1cm，频度为55.36%；③微裂隙，开度小于0.1cm，频度为30.36%。杨立铮（1982）建立了后寨河冒水坑站泉流量叠加指数型衰减方程，得出溶管和溶隙构成的裂隙-管道双重介质系统是主要的储水空间，计算得到管道水占3.2%，裂隙水占87.19%。相关文献中通常将大裂隙称为管道，小裂隙和微裂隙统称为裂隙。管道一般在泉口处，起到导水汇水的作用，裂隙在管道周围起到储水作用。图2-5为贵州省后寨河流域野外现场照片。从图中可以看出，该流域储水介质主要包括层面裂隙和垂直层面裂隙。图2-6为贵州省后寨岩溶含水系统概念模型。从图中可以看出，后寨岩溶含水系统包括层面裂隙、垂直层面裂隙、管道和落水洞等。
以后寨岩溶含水系统为原型，对其做概化处理，最终得到比较理想的室内裂隙网络-管道双重介质物理模型，如图2-7所示。室内物理模型试验系统包括裂隙网络-管道双重介质模拟模型、供水装置、水头监测系统以及泉流量测量系统。裂隙网络-管道双重介质物理模拟系统示意图如图2-8所示。
图2-5 贵州省后寨河流域野外现场照片
图2-6 贵州省后寨岩溶含水系统概念模型
图2-7 室内裂隙网络-管道双重介质物理模型
图2-8 裂隙网络-管道双重介质物理模拟系统示意图