晋祠泉是山西省内著名的岩溶大泉,是太原市的重要供水水源之一。自上世纪70年代以来,晋祠泉域内大量开采岩溶地下水,岩溶水资源采补严重失衡,地下水位持续下降,终至1994年4月30日泉水全面断流。在这种情况下,论证不同采补方案条件下泉水复流的可行性,预测晋祠泉何时复流及复流措施的科学性成为当地政府和人民非常关心的问题。前人对晋祠泉的复流研究多采用MODFLOW地下水流数值模拟方法,这些模型没有考虑到地下水模型参数的不确定性和局部紊流对模拟预测结果的影响,所以基于这些模型提出的复流方案存在很大的不确定性。本文以晋祠泉域岩溶地下水含水系统为研究对象,利用GLUE方法耦合MODFLOW模型分析模型参数不确定性对晋祠泉流量预测结果的影响;同时采用MODFLOW-CFP模型建立研究区的地下水流模型,分析了岩溶地下水中局部紊流对晋祠泉流量预测结果的影响。得到的主要结论如下:1.本文建立了晋祠泉域的MODFLOW模型,该模型能较好的模拟研究区的水位和泉流量。在此模型的基础上,进行了水文地质参数的敏感性分析,结果表明在贮水系数、给水度和渗透系数这些参数中,晋祠泉流量和水位仅对渗透系数较为敏感。2.在MODFLOW模型基础上,采用GLUE方法分析了渗透系数的不确定性对晋祠泉流量预测的影响。结果表明渗透系数的不确定性对预测泉流量的影响随时间越来越小,其中在丰水年和平水年情形下渗透系数的不确定性对泉流量预测结果影响不大,其造成的复流时间差异只有两三年;而在枯水年条件下,渗透系数的不确定性会导致二三十年的复流时间差异。所以,若不考虑渗透系数的不确定性,泉水复流时间可能比预期延后二三十年,为了确保制定的复流措施在实施后能达到预期效果,可能需要加大对研究区的补给和压采力度。3.在MODFLOW模型的基础上,建立了能反映地下水紊流的MODFLOW-CFP模型,并进行了紊流单元分布的CFP参数敏感性分析。结果表明紊流常出现在渗透系数较大,单元间模拟水位差较大的区域如研究区中部和晋祠泉泉口附近,且其分布范围大小随参数变化而变化,其中平均孔隙直径d越大,地下水温度T越高,研究区内紊流单元分布范围越广;临界雷诺数NRe越大,研究区内紊流单元分布范围越小。分析各参数条件下紊流单元数目,结果表明d和NRe对紊流单元分布的敏感性相同,远高于T。4.本文选择两组参数分析了局部紊流对模型的识别验证的影响,结果表明局部紊流通过影响等效渗透系数来影响区域的地下水位,其出现在水位上升的区域会加速水位上升,出现在水位下降区域会加速水位下降。由于识别验证期内研究区整体水位下降,随着泉流量逐步变小,泉口附近紊流单元也越来越少,这一过程中等效渗透系数相对变大,CFPM2模型中泉口附近水位下降速度因此减慢,导致识别验证期后期CFPM2模型模拟得到的泉口附近水位比MODFLOW模型高,其中CFPM2(d=10m)模型模拟得到的泉口附近水位比CFPM2(d=3m)模型高。5.结果表明所有补给情形下,局部紊流的出现都会使得泉水复流时间提前;补给较差情景下,复流时间可能大为提前且泉水复流流量较大;补给条件较好时,泉水复流一定时间后,局部紊流的出现会使得预测泉流量相对小。所以,考虑到局部紊流对泉流量预测的影响,适当的减小复流工程力度,泉水仍然可以在预期时间实现复流,从而兼顾到经济和复流效果。但在补给较好的条件下,泉水复流一定时间后,需要加大复流工程的力度才能达到预期的泉水复流流量。本文为正确认识晋祠泉域岩溶地下水流态及地下水模型的构建提供了新的角度,并为晋祠泉的复流方案和岩溶水资源的可持续开发利用提供了科学的建议。