復(fù)雜裂隙—孔隙系統(tǒng)中的流體動力學

Boris Faybishenko

預(yù)報裂隙-孔隙介質(zhì)中的流動以及熱和化學的輸運雖然已經(jīng)研究了許多年了，但仍然是全世界科學家和工程師所面臨的挑戰(zhàn)課題。這本專著是美國地球物理聯(lián)合會（AGU，The American Geophysical Union）關(guān)于裂隙巖石中流動和輸運動力學系列叢書（Geophysical Monograph Series，Vol.162，2005；and Geophysical Monograph，No.122，2000）的第三本。這本專著奉獻給已故的Paul Witherspoon博士，以表彰他對當代裂隙巖石水文地質(zhì)學（包括環(huán)境整治的基本問題及應(yīng)用問題、油氣開發(fā)、地熱資源、核廢料的處理、巖土工程等）的創(chuàng)建及其發(fā)展所做的重大貢獻。

這本專著闡述基礎(chǔ)和應(yīng)用科學問題，旨在幫助科學家和實際工作者在理論流體力學、現(xiàn)場測量以及實際應(yīng)用之間實現(xiàn)跨越。讀者對象是相關(guān)領(lǐng)域的研究人員、工程師、政府和工業(yè)部門中的專業(yè)人員，以及進行理論、實驗和數(shù)值模擬研究的研究生/大學生，這些相關(guān)領(lǐng)域和專業(yè)包括：非飽和與飽和區(qū)域內(nèi)的流體動力學和化學反應(yīng)成分的輸運、石油和地熱開采研究、環(huán)境管理和整治、采礦、天然氣儲存和放射性核廢料的地下封存等。

三位編著者分別是：Boris Faybishenko，美國The E.O. Lawrence Berkeley National Laboratory地球科學部水文地質(zhì)系的研究員；John E. Gale，顧問和資深地質(zhì)工程師，曾經(jīng)是加拿大The Memorial University of Newfoundland地球科學系的教授；Sally M. Benson，美國斯坦福大學全球氣候和能源項目（The Global Climate and Energy Project）負責人、能源工程系的教授。

本書分導言和三部分正文，共15章。導言，Paul Witherspoon和當代裂隙巖石水文地質(zhì)學的創(chuàng)建，含第1章：1.描述裂隙-孔隙介質(zhì)中流動和輸運復(fù)雜系統(tǒng)的方法。第一部分 場地測量和實驗方法，含第2-4章：2.有關(guān)核廢料處理和物理實驗的裂隙流動和地下研究實驗室；3.走向-滑動斷層的滲流結(jié)構(gòu)；4.采用流動流體電導率日志方法進行長期監(jiān)測深層水文地質(zhì)的可行性。第二部分 復(fù)雜裂隙巖石系統(tǒng)的集體行為和突變性質(zhì)，含第5-10章：5.質(zhì)點在裂隙中云集；6.裂隙頁巖構(gòu)造中化學滲透對油氣生產(chǎn)的影響；7. 巖石裂隙中與應(yīng)力相關(guān)滲透性和滲透滯后性狀的實驗研究；8.部分粘合裂隙的滲透性；9.基于最小能量耗散的關(guān)于水流突現(xiàn)的傳導關(guān)系：從滑坡到非飽和土；10.基于測量得到的平均和空間變化的滲透系數(shù)對具有離散裂隙的實驗室樣品中模擬流動兩者的對比。第三部分 與周圍環(huán)境的關(guān)系，含第11-15章：11.在地面-大氣界面上作為對流通道的裂隙；12. 在非飽和裂隙-面區(qū)域（Unsaturated FractureFacial Domain）中水的流動和滯留的量化；13.巖石裂隙在土壤和植物中钚的輸運：由Savannah River遺址的測滲計實驗所啟發(fā)的多學科研究；14. 在裂隙和裂隙網(wǎng)絡(luò)中片段式空氣-水兩相流的實驗和模型研究；15.在裂隙儲層中THM過程的模擬。

談慶明，教授

（中國科學院力學研究所）