高放废物深地质处置的漫长周期内工程屏障一旦失效,围岩便首当其冲的成为核素迁移主要屏障。然而近场(处置库周边)小尺度节理裂隙与远场(预选块段边界)中等尺度断裂构造的存在组成了地下水流动优势通道,使得核素突破工程屏障泄露进围岩,后经优势通道扩散至人类生存环境的潜在可能大为增加。因核素近场迁移受制于节理裂隙整体渗流特性;远场扩散受控于断裂构造内在导水规律,故节理裂隙渗流表征与断裂构造导水评价是核素迁移预测、评估不可避免的两类关键问题。节理裂隙系统渗流考察通常基于区域裂隙网络展开,近场小尺度节理裂隙具备随机属性,适用随机理论描述;但某些结构模式明确的关联裂隙若一概随机表征,模型精度势必减弱。关联裂隙确定模式修正可有效反映岩体结构特征,提升模型实用价值。本文以我国高放废物处置库甘肃北山预选区旧井地段小尺度节理裂隙与中等尺度断裂两类地质构造为研究对象,开展了节理裂隙精细调查与确定性关系识别、节理裂隙特征参数与关键导水属性数字化批量提取、离散裂隙网络随机模拟与针对性修正耦合(成生关系、结构模式及水力联系等修正)、断裂带大尺寸原状样室内渗流测试等工作,旨在研究裂隙系统渗流特性与断裂构造导水特征。研究主要取得以下成果:1、旨在提升几何模型数值计算精度的数据前处理结果表明:露头面上与其近乎平行的缓倾裂隙出露频数同其真实值差异较大,Terzaghi修正法能显著缩小采纳频数与真实频数差距,可有效反映区域岩体真实特征。前处理时应对倾角较小(小于20度)的裂隙产状重点修正。2、针对多种均质区划分理论应用时面临的制约问题,通过算法改进实现理论方法的局部优化并应用至北山展开判别力比选。结果表明:关联系数法地质意义较模糊,判别力偏弱,区分力度不足;Mahtab法地质意义清晰,但受制因素过多,判断结果偶然性较大;Miller法理论成熟、应用广泛,但实现难度略大,算法改进后效果可能更佳。针对北山裂隙岩体,BS03孔周边岩体经优化算法得D9与D11露头均质性最强,适宜归入同一均质区;旧井地段运用算法改进的“34格大面积块法”顺利获取两个均质区(AB为均质Ⅰ区,CD为均质Ⅱ区,并分别包含两组和三组优势节理)。3、基于旧井地段节理裂隙精细调查数据于均质区内构建离散裂隙网络随机模型。结果表明:随机模型可靠度较高,即无论取样窗切割检验还是全数据统计检验,均较好满足检验理论要求(差分比最大值为16.7%;偏差系数最大值为26.82%;球状偏差最大值0.21)。4、针对随机模型中某些结构模式明确的节理裂隙开展修正耦合,渗流模拟检验表明:相比随机模型,耦合模型渗流结果更接近原位测试数据(吻合度比前者大1/3)。耦合模型各孔渗流结果差异显著(渗流量于10-6～10-4 m3/s间浮动),随机模型则波动微弱(渗流量稳定于10-6 m3/s),表明随机模型旨在表征结构面纯理论上的随机组合,不具备耦合模型特有的裂隙系统内在结构与水力连通客观再现功能,确定性结构面对裂隙系统区域渗流起关键控制作用。5、基于离散元二次开发程序的节理裂隙渗流模拟结果表明:旧井地段节理裂隙系统空间三个正交平面内(k1-k1’、k2-k2’、k3-k3’平面)等效渗透系数相差较小,均处于10-7 m/s量级,且表征单元体大小相当,数值约为8～10m。6、室内渗透样品经染色、切片、分层统计得内部实际参与渗流的优势裂隙组属性参数,计算获取十月井优势裂隙组Ⅰ渗透系数约7.48×10-5cm/s;优势裂隙组Ⅱ渗透系数约3.17×10-5cm/s;优势裂隙组Ⅲ渗透系数约4.02×10-6cm/s;渗流参数赋予断裂损伤带三维DFN模型的渗流模拟结果显示:十月井断裂损伤带表征单元体约为6～8m,等效渗透系数处于10-5m/s量级,且沿断裂走向等效渗透系数大于其走向垂向(稳定阶段前者比后者约大30%,最大差距达3倍)。表明断裂带内流体主要沿其走向流动。