(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111454777.1 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 中国辐射防护研究院 地址 030006 山西省太原市小店区学府街 102号 (72)发明人 朱君　谢添　李婷　陈超　石云峰　 刘团团　刘瑞妮　邓安嫦　张艾明　 (74)专利代理 机构 北京天悦专利代理事务所 (普通合伙) 11311 代理人 任晓航　屈献庄 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方 法 (57)摘要 本发明涉及一种放射性核素基岩裂隙迁移 参数计算方法， 针对现有技术存在的将相互交叉 成网络的裂隙岩体概化为等效连续介质， 不考虑 每条裂隙的确切位置、 大小， 把裂隙的渗透性按 流量等效原则均化到岩体中， 造成地下水渗流与 核素迁移 计算结果失真的技术问题。 本发明公开 的方法是通过在实验室人工制造二维单裂隙面， 从单裂隙面的渗流特性入手， 得到单裂隙面的核 素迁移参数后， 可以再应用到裂隙网络中的每一 个单个裂隙， 实现基岩裂隙介质 的网络模型计 算。 采用本发 明所述的放射性核素基岩裂隙迁移 参数计算方法， 计算得到的放射性核素迁移参数 与实际情况契合度较高， 科学严谨， 可靠性高， 对 核电站选址、 核辐射防护及污染治理均具有重要 意义。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114386231 A 2022.04.22 CN 114386231 A 1.一种放 射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 所述方法包括如下步骤： S1、 形成特定要求的单裂隙面， 针对所述单裂隙面设计不同水力梯度下的水流特性试 验， 确定所述单裂隙面中的水力梯度与流速值的关系曲线； S2、 在设定的水力梯度下， 向所述单裂隙面的注入孔中注入放射性示踪核素， 定期从所 述单裂隙面的取样孔中抽取流出液， 测 量体积与所述核素 的浓度数据， 获得纵向和横向上 所述核素的迁移曲线； S3、 建立单裂隙核素迁移数值模型， 根据步骤S2中得到的所述核素纵向和横向迁移曲 线， 拟合求解所述核素的迁移参数。 2.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于， 步 骤S3还包括： 根据步骤S1中的水力梯度与流速值的关系曲线， 和步骤S2取样孔中得到的所 述核素纵向、 横向迁移曲线， 建立相应的单裂隙核素迁移数值模型。 3.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步 骤S1中所述的单裂隙面裂隙宽度远小于裂隙的长度。 4.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步 骤S1中所述上岩 板布置1个注入孔， 沿横向和纵向各设置若干个取样孔， 在纵向上所述取样 孔从上至下间距逐渐增宽 。 5.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步 骤S1包括通过控制所述单裂隙面上、 下游溢水槽的水位差以设计不同的水力 梯度J， 测量通 过所述裂隙宽度的水流速度V。 6.如权利要求5 中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步 骤S1中所述单裂隙面的水流运动特征为通过对得到的多组流速V与水力梯度J数据进行拟 合得到流速V和水力梯度J的关系曲线， 并据此确定水流 运动是层流还是紊流。 7.如权利要求6 中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 控 制所述单裂隙面上、 下游溢水槽的水位差以确保步骤S2中的水力梯度为J， 所述水力梯度J 为步骤S1中得到的符合特定运动方程关系的水力梯度。 8.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步 骤S3中所述核素迁移参数包括纵向弥散度αL和横向弥散度αT。 9.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步 骤S3中采用三角网格对所述单裂隙核素迁移数值模型进行网格剖分。 10.如权利要求1中所述的一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方法， 其特征在于： 步骤S2中从纵向取样孔N7、 N9进行取样， 对流出液进行测量， 获得核素在纵向上的迁移曲 线， 从横向取样孔N1、 N3、 N12、 N14进行取样， 对流出液进行测量， 获得核素在横向上的迁移 曲线， 其中所述横向取样孔 N1、 N14位置对称， 所述横向取样孔 N3、 N12位置对称。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114386231 A 2一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方 法 技术领域 [0001]本发明属于辐射防护领域， 具体涉及一种放射性核素基岩裂隙迁移参数计算方 法。 背景技术 [0002]目前， 针对放射性核素在基岩裂隙介质中的迁移研究， 通常将相互交叉成网络的 裂隙岩体概化为等效连续介质， 依托成熟 的孔隙介质渗流理论进行分析， 忽略每条裂隙的 确切位置、 大小， 把裂隙的渗透性按流量等效原则均化到岩 体中， 无视裂隙中水流的不连续 性与各向异性， 造成地下水渗流与核素迁移理论计算与实际存在相当大 的偏差， 评价结果 失真。 [0003]因此， 为了准确合理的评估放射性核素在基岩裂隙介质中的迁移行为， 需要通过 在实验室人工制 造二维单裂隙面， 从单裂隙面的渗流特性入手， 得到单裂隙面的核素迁移 参数后， 可以再应用到裂隙网络中的每一个单个 裂隙， 实现基岩裂隙介质的网络模型计算。 发明内容 [0004]针对现有技术中存在的缺陷， 本发明的目的在于提供一种放射性核素基岩裂隙迁 移参数计算方法， 通过在实验室人工制造二 维单裂隙面， 从单裂隙面的渗流特性入手， 得到 单裂隙面的核素迁移参数后， 可以再应用到裂隙网络中的每一个单个裂隙， 实现基岩裂隙 介质的网络模型计算。 [0005]为达到以上目的， 本发明采用的技术方案是： 一种放射性核素基岩裂隙迁移参数 计算方法， 所述方法包括如下步骤： [0006]S1、 形成特定要求的单裂隙面， 针对所述单裂隙面设计不 同水力梯度下的水流特 性试验， 确定所述单裂隙面中的水力梯度与流速值的关系曲线； [0007]S2、 在设定的水力梯度下， 向所述单裂隙面的注入孔中注入放射性示踪核素， 定期 从所述单裂隙面的取样孔中抽取流出液， 测量体积与所述核素的浓度数据， 获得纵向和横 向上所述核素的迁移曲线； [0008]S3、 建立单裂隙核素迁移数值模型， 根据步骤S2中得到的所述核素纵向和横向迁 移曲线， 拟合 求解所述核素的迁移参数。 [0009]进一步， 步骤S3还包括： 根据步骤S1中的水力梯度与流速值的关系曲线， 和步骤S2 取样孔中得到的所述核素纵向、 横向迁移曲线， 建立相应的单裂隙核素迁移数值模型。 [0010]进一步， 步骤S1中所述的单裂隙面裂隙宽度远小于裂隙的长度。 [0011]进一步， 步骤S1中所述上岩板布置1个注入孔， 沿横向和纵向各设置若干个取样 孔， 在纵向上 所述取样孔从上至下间距逐渐增宽 。 [0012]进一步， 步骤S1包括通过控制所述单裂隙面上、 下游溢水槽的水位差以设计不同 的水力梯度J， 测量 通过所述裂隙宽度的水流速度V。 [0013]进一步， 步骤S1中所述单裂隙面的水流运动特征为通过对得到的多组流速V与水说　明　书 1/4 页 3 CN 114386231 A 3