地下水封石油洞库因可靠性好、成本低、无污染等特性，已成为国家战略石油储备的一个主要手段[1]。地下水封石油洞库的储油原理是利用水幕系统使洞室周围岩体裂隙均充满水，形成地下水压，从而保证洞室的水封有效性[2]。除了满足水封性外，科学设置水幕系统还可以有效减弱滨海地区地下水封石油洞库面临的海水入侵和相邻洞室间串油问题[3-4]。
水幕系统的设计包括水幕孔布置方式与设计参数。地下水封石油洞库水幕孔布置方式有倾斜、水平和水平与竖直结合3种[5]，设计参数主要包括间距、长度、注水压力和倾角。通常情况下，仅布置水平水幕孔或倾斜水幕孔即可满足洞库水封需求，有效确保水封性[6-7]。Dai等[8]以黄岛地下水封石油洞库为背景，基于Signorini型变分不等式公式，分析了洞库的渗流特征和涌水量，并对水平水幕系统的设计参数，包括宽度、水压、水幕孔间距和高程进行了评价。Ravandi等[9]采用FLAC3D数值模拟和2k阶乘试验设计，研究了在不同条件下有效参数（岩体等效渗透率、有效孔隙度、水幕孔间距、水幕孔压力、水幕孔高程、洞顶以上地下水位、储油前水幕运行时间）对人工水平水幕性能的影响。Lin等[10]针对锦州LPG地下储库，分析了不同水幕布置工况及水幕孔参数对施工和运行期的洞室水封性影响。马秀媛等[11]依托中国首个大型地下水封石油洞库工程，研究了水幕孔间距及节理裂隙宽度对水封性的影响。Xu等[12]研究了不同水幕孔参数对地下水封石油洞库的地下水渗流场和洞室涌水量的影响，结果表明，水幕压力、水幕孔长度和倾角与涌水量呈正相关，而水幕孔间距与涌水量呈负相关。
已有研究所依托的工程多采用水平或倾斜的布孔方式，为两种布孔方式下的地下水封石油洞库水幕系统的设计提供了重要理论依据。然而，若岩体中优势结构面倾角中等[5]，需考虑水平与竖直水幕孔相结合的复合式布孔方案，以满足水封条件和防止海水进入洞室影响地下水封石油洞库的使用寿命。乔丽苹等[13]采用有限元数值模拟方法，针对某地下水封石油洞库开展了海水入侵评价与控制方法研究，但仅考虑了水平水幕、水平和竖直双水幕两种典型布置方式，未对水幕系统设计参数展开研究。因此，对于采用复合布孔方式，考虑竖直水幕孔及其设计参数对地下水封石油洞库的地下水渗流场及水封性的影响，需要进一步加强。本研究以滨海地区某地下水封石油洞库为背景，分析了复合布孔方式下不同竖直水幕孔参数对地下水封石油洞库渗流场的影响，模拟中设置了海边边界条件，通过地下水的流线分布情况分析了不同竖直水幕孔参数对控制海水流入地下水封石油洞库的影响，为滨海地区地下水封石油洞库建设提供理论参考。
本文通过建立滨海地区某地下水封石油洞库地下水渗流场的数值模型，分析了洞库运行期不同竖直水幕孔参数对洞库周围地下水的渗流方向、渗流速度大小、水封性、涌水量的影响规律，得出以下3点结论。
（1）竖直水幕孔4个参数对渗流场的影响范围分别为：竖直水幕孔距主洞室距离主要影响竖直水幕孔的埋深范围，竖直水幕孔长度影响范围取决于超出主洞室顶部或底部的位置，竖直水幕孔间距和注水压力对整个研究深度都有影响。
（2）工况组Ⅰ下的30，40 m，工况组Ⅱ下的12.5，15 m，工况组Ⅲ下的50 m，工况组Ⅳ下的0.1，0.2 MPa，7个工况均有海水流线到达x=450 m位置，存在海水流入洞室的风险，滨海地区竖直水幕孔参数设计需要注意对海水入侵的控制。
（3）竖直水幕孔4个参数对运行期洞库周围的地下水渗流方向和渗流速度大小均有一定程度影响，经对比验证，针对水封性的影响程度的顺序为：间距 b<长度 l<距主洞室距离 d<注水压力
，针对抑制海水入侵的影响程度顺序为距主洞室距离 d<间距 b<长度 l<注水压力。竖直水幕孔距主洞室距离和注水压力对涌水量的影响程度较竖直水幕孔间距和长度更高。
