粗糙裂隙水流研究对地下水污染防治及深部地下工程等具有重要指导意义。然而由于基岩裂隙介质的强烈空间变异性，其水流迁移十分复杂，目前无论在理论研究还是在实际应用中都出现了许多问题。在归纳总结国内外相关文献和研究的基础之上，本文利用数值模型研究了粗糙度对单裂隙水流影响。在单一变量研究原则的指导下，本文利用Gambit创建了粗糙单裂隙介质的数值模型，共设置了光滑平板裂隙、三角形粗糙面、梯形粗糙面、矩形粗糙面和正弦型粗糙面这五种粗糙裂隙。分别设置了粗糙度凸起度为1、2和4mm，凸起间距与粗糙度凸起度之比，即隙比为1:1、2:1、3:1和4:1这几种情况，共52种数值模型。在近壁区域采用了加强型网格划分，并利用Fluent对52种模型进行求解，模拟的雷诺数（Re）范围为1~3200。通过拟合分析了不同粗糙度条件下单裂隙水水流流场的情况，得出以下结论：（1）通过y+分析和残差分析可知，Fluent软件中的增强壁面函数，可现实k-模型可以很好的用来拟合粗糙单裂隙水流情况。（2）分析不同粗糙条件下的速度分布云图、流线等值线图及流线图，得到粗糙裂隙中的分流特征由粗糙凸起的分布密度，即间隙比、绝对粗糙度即的大小以及粗糙凸起的几何剖面结构决定，其中：1)间隙比越大对水流流线影响越大；2)随着绝对粗糙度的增大，流线的弯曲程度加大；3)矩形粗糙度对水流的截流最明显，梯形粗糙度次之正弦最次，说明水流进入粗糙度的角度越大水流的截流最明显，其中的涡流越明显；4)正弦型粗糙度上方水流流线弯曲程度最大，三角形次之，矩形最次，说明粗糙度上方水流流线弯曲程度随着水流进入粗糙度的角度的增大而减小；（3）归纳分析沿程阻力系数、单宽流量、平均流速与水力梯度关系（v-J）以及临界雷诺数，得到：传统阻力系数计算公式计算值较其它公式计算的较小，LCL公式计算的单宽流量值较大；大雷诺数范围时v-J关系呈现出非线性的Non-Darcy现象，非线性公式Forchheimer公式拟合效果最好，Izbash公式次之；分析临界雷诺数（Rec）可知，光滑平板的Rec值在2400左右，粗糙裂隙的Rec值在80左右，且Rec值随着凸起大的增大而减小。