离散裂隙网络模型(DFN)是对裂隙介质渗流与溶质运移过程进行定量化研究的有效工具，其理论与方法为完善地下水资源战略性长期规划、制定污染突发事件应急预案、评估大型工程安全性提供了重要的科学依据。构建几何模型是DFN模拟的基础步骤，其任务是刻画裂隙的几何结构以及裂隙网络的拓扑特征，为渗流和运移模型提供准确的空间域。但天然裂隙发育于岩体内部且现有勘测技术只能对其进行部分描述，所以必须借助统计方法生成随机裂隙以弥补数据缺失，但同时也引入了不确定性。此外，DFN模型要明确所有裂隙之间的空间拓扑关系，将零散的裂隙个体转化为完整的网络通道，又增加了计算复杂性。为了控制和降低几何模型的不确定性，并配合诸如REV或弥散系数等细节问题的深入研究，上述完整的模拟过程通常要逐步调整并反复进行多次，这再一次增加了运算负担。本文应用条件模拟方法和高效计算技术对上述问题展开研究，主要工作与结论如下:　　(1)对现有DFN几何模型条件模拟方法进行系统回顾，从参数校正目标角度重新划分成精确条件模拟和统计条件模拟两大类，对比分析各种方法在计算精度、运算效率和自动化程度等方面的优势与不足。特别指出前人基于经典Nelder-Mead法的参数校正可能引发迭代不收敛问题，其原因是与DFN模型的随机特性不匹配。指出条件模拟应首先明确优化方法的固有性质和适用范围，再与DFN模型进行深入整合的研究思路。　　(2)讨论Nelder-Mead系列算法在随机优化问题上的适用性。对该方法的一个新变种SNM作算法分析，揭示单形体排序过程中的残留随机噪音是影响其实际优化性能的主要因素。在此基础上将统计检验理论与选择排序法相结合，对上述含有缺陷的过程进行改进，提出新算法RSNM。理论分析与数值试验均表明RSNM法可有效抑制随机噪音，明显提高优化结果精度和算法稳定性。　　(3)提出基于RSNM法的DFN条件模拟具体流程，对裂隙生成过程的控制，校正参数的选择和目标函数的组成等细节问题作了详细论述。对日本釜石矿山一测试井周边天然裂隙进行DFN模型条件模拟，结果表明该法可以很好地模拟出现场实测裂隙的空间分布特征，进一步降低模型不确定性，并有效地解决了前人利用传统Nelder-Mead法引起的的优化过程不收敛问题，是对现有DFN条件模型方法的补充与完善。　　(4)为快速计算裂隙之间拓扑关系、搭建裂隙网络，针对裂隙相交分析两步法，提出包围盒有效性指标概念和计算量估算公式，从理论上解释了包围盒影响相交分析性能的根本原因。在此基础上提出基于假想裂隙面的定向包围盒计算方法。大规模裂隙相交分析数值试验表明，相比于现有范围盒与轴向包围盒法，以随机裂隙优势产状方向构建定向包围盒可进一步提升相交分析两步法的整体运算效率。　　(5)对裂隙相交分析并行计算作需求分析，在此基础上提出两个基于MPI的并行算法。算法一为完全独立并行过程但存在一定冗余计算。查明由空间分区引起的边界裂隙是产生冗余计算的主要来源，并对不同裂隙组合类型可能造成的冗余计算量作详细估算。结合这一分析结果，在算法二中设计了“预测冗余，延缓处理，二次检查”三段式流程以规避大部分冗余。数值试验表明这两个并行算法但均可显著减少大规模裂隙相交分析运算时间。根据实际计算环境的硬件性能差异选用适宜的算法，可以充分发挥并行计算的优势，更加灵活地实现裂隙介质高效模拟。