黄龙处于典型的高寒喀斯特堆积地貌背景下,钙华沉积广而厚,拥有丰富多彩的钙华景观,具有极高的科研价值和人文价值。近年来,部分钙华景观退化受损现象引起了各方学者的关注。本研究以黄龙景区环境地质为研究背景,选取典型钙华彩池、滩流、瀑布和微丘为研究对象,通过现场测试、实验室分析、CFD软件三维数值模拟相结合的方式,研究水动力作用下典型钙华地质体的流场分布,探究新生钙华颗粒的形成条件以及在不同水动力条件下的运移沉积规律,明确钙华在水动力作用下的沉积机制,为黄龙旅游资源的可持续开发和钙华景观保育提供科学依据。研究结果表明,黄龙水体水质类型为HCO3--Ca2+型,水体中的HCO3-和Ca2+在钙华沉积中起主导作用。黄龙五彩池、争艳彩池和迎宾池的Ca2+浓度有明显的分层现象,从上层到下层浓度逐渐增大。受水化学影响,彩池颗粒粒径分布也出现明显的分层现象。各彩池的中部与出口处颗粒粒径分布具有相似性,存在从上层到下层主要粒径大小逐渐增大,最大粒径也逐渐增大的趋势。进口处颗粒由于水动力影响,与中部和出口处颗粒粒径分布不同,但各彩池分布规律存在一致性。数值模拟结果表明,彩池颗粒受到湍流作用、扩散作用和重力作用影响,颗粒分布有明显的分层现象,与上文实验测得的颗粒分布结果一致。彩池整体流动平稳,流速出现明显的分区现象。彩池进口处流速主要受来流流速影响,湍动能较小,上方水流带来大量钙华颗粒,其中大颗粒沿边壁沉积,小颗粒随主流向后扩散。进口处下方由于主流和原水体的相互作用,出现回流区,湍动剧烈,容易带动悬浮物扰动,加大颗粒间相互碰撞概率从而形成大粒径颗粒。彩池中后部的扩散区由于流速混掺均匀,流速和湍动能均较稳定,流速出现分层现象,同时在彩池水化学分层的共同影响下,颗粒分布分层明显。在靠近边石坝附近水位变浅,流速增大,压力变小,CO2易于逃逸,因此边石坝处的钙华沉积速率更高,导致边石坝不断增高增厚。钙华滩流呈面状流动的水流表面积较大,水体与空气的接触面增大,形成大范围钙华沉积。滩流流速变化主要受坡度和微地形影响,多有急流出现。瀑布流速紊动剧烈,同时,冲刷处产生高速掺气水流为水中CO2的逸出创造更好条件。微丘的地貌形成受水动力和水化学共同影响。钙华微丘在冲击处和跳跃处的流速和掺气值均存在较大差异,水化学分析表明从冲击点到跳跃处这个过程中发生了Ca CO3的生成。流速的大小决定了微丘凸起处的曲率半径大小。