地下水封油库具有安全、储藏容量大、经济、环保等优点，因此近几十年得到了长足的发展。我国正加紧在东部沿海地区建造大型地下水封石洞油库工程，而目前对于地下水封石洞油库水封机理及水封条件的研究，仍停留在经验评判层面。急需在地下洞库水封机理方面开展系统的研究工作。本文通过单裂隙模型试验研究，结合地下水封油库的水文、地质条件及结晶裂隙水特征，从地质条件和地下水动力学两个方面研究地下水封油库的水封机制，对指导洞库合理选址及合理设置水幕系统等均具有一定的理论意义和实用价值。论文主要研究成果包括：1.对地下水封油库洞库区的地质条件、水文条件以及结晶裂隙水一般特征进行了研究，以启迪模型试验设计及水封机制研究。2.通过对单裂隙水跃试验、多洞室排水模型试验及成果分析，得出水跃、水柱高度与隙宽和水位高度的变化关系及规律。试验成果对于洞库选址及洞库埋深选择均具有指导意义。3.通过对水油驱替试验成果分析，以水跃值的变化来量化水油驱替的过程，并引入表征驱替程度的N1、N2两个参数来定量分析单位注油高度水跃值变化量及单位水位降深水跃值变化量。模拟了①水位不变，油位逐渐增高至水跃值不变；②油位不变，水位增高至驱替完全两种情况下水驱油过程，试验成果对评价水封条件及油品泄漏的补救措施提供了科学依据。4.在分析水跃、洞室排水试验成果的基础上，结合实际工程地质、水文条件，从地质角度提出了两种情况下的水封宏观机制，即：①库区水源充足时的水封机制；②库区水源贫乏时的水封机制。为实际工程中水幕的设计提供理论支持。5.在分析水油驱替试验成果的基础上，从水动力学角度提出了在储油期间水封微观机制。分①油位高于水跃值；②水跃值高于油位两种情况对水封微观机制进行了分析。在分析水跃值低于油位时的水封机制时，创造性地建立了裂隙渗流一维微分方程组，此方程组成为地下储油库室水封微观机制的理论基础。对洞库水封机制研究及漏油风险评估具有重要的理论指导意义。