摘要：为了分析我国高放废物地下处置库预选场址-甘肃北山地区选址条件的理论和技术可行性,课题组采用我国高放废物地下处置库预选场址-甘肃北山地区花岗岩石块体,加工组合成规则裂隙岩体实验模型,设置边界热源和裂隙渗流,模拟裂隙水渗流与传热之间的相互作用。作为该室内模型实验的前期理论研究,本文在总结前人经验的基础上对单裂隙岩体渗流-传热耦合进行了解析求解；对实验模型运用TOUGH2计算软件和WINgridder、MATLAB等前后处理软件对实验模型进行了数值模拟；对裂隙岩体渗流-传热耦合的特性参数进行了分析；对高放废物地下处置库预选场址-甘肃北山地区选址进行了数值模拟。结论表明：渗流作用下的对流传热对热传导影响显著,当热传导遇到裂隙水时,大量的热量被裂隙水带走,温度急剧下降,热量梯度降低；竖向裂隙水在流动的过程中,也被温度场加热,其温度逐渐升高,从而传递热量的“桥梁”作用增强,模型下部的热量传递较快,产生温度曲线的上翘,形成热量“绕流效应”；温度的上升也伴随着裂隙水体积的膨胀和裂隙水的相变,当裂隙水的温度趋近或超过100℃时,部分裂隙水汽化,孔隙水压显著升高,从而增加了部分岩体应力,不利于岩体的稳定。裂隙开度,加热功率、裂隙流速、裂隙流量和加热时长是影响渗流-传热耦合的重要因素。在较短的加热时间里,热传导和裂隙水渗流没有交汇,各自发挥作用,温度线呈现圆弧状曲线。而在加热很长的时间里,热传导和裂隙水渗流相互耦合,温度线更趋近于直线；加热功率的提高,不但提高了岩体总体温度,也增加了热流梯度,提高了温度极值点；在流量不变的情况下,裂隙开度的变化对热传导影响不大。这种情况下,裂隙开度的增大实际上是在增大渗流面积的情况下,降低了裂隙渗流流速,使岩体整体的温度会有些许的增加；在渗流速度不变的情况下,裂隙开度的变化对热传导产生显著影响,裂隙开度的增大显著增大了流量,从而带走了更多的热量；输入流量增大,会带走更多的热量,从而降低岩体的整体温度,但是裂隙流量只能在顺热传导方向产生影响。结合相关材料对甘肃北山核废料处置库预选区模拟可以得出,由于核废料的放热量有限,短期内贮存核废料对环境,特别是对地下水环境的影响较小,但是在较长的时期内,核废料会由于其环境的封闭性而导致热量的集聚,核废料处置库周边高温区主要集中在周边半径50m范围内。裂隙水的存在使得热量更多的向裂隙水渗流方向流动,对热传导起到了导向作用。在花岗岩中存在少量含水裂隙对核废料处置库温度场的影响不大。核废料处置库周边环境温度的变化与核废料衰变产生的热量息息相关,周边环境温度变化规律与核废料衰变产生热量的变化规律基本一致,但是环境温度的变化延后于核废料衰变产生的热量变化。