近岸海域的潮位边界条件界定,应选择

近岸海域的潮位边界条件界定,应选择（）作为基本水文条件。

A 、0.5个潮周期

B 、1个潮周期

C 、1.5个潮周期

D 、2个潮周期

参考答案

【正确答案：B】

近岸海域的潮位边界条件界定,应选择1个潮周期作为基本水文条件。

水文地质 边界条件

边界条件是渗流区边界所处的条件,用以表示水头 H(或渗流量 q)在渗流区边界上所应 满足的条件,也就是渗流区内水流与其周围环境相互制约的关系.

(1) 第一类边界条件(Dirichlet 条件)如果在某一部分边界(设为 Sl 或Γ1)上,各点在每 一时刻的水头都是已知的,则这部分边界就称为第一类边界或给定水头的边界,给定水头边界不一定就是定水头边界. 可以作为第一类边界条件来处理的情况 ① 河流或湖泊切割含水层,两者有直接水力联系时,这部分边界就可以作为第一类边界 处理.在没有充分依据的情况下,不要随意把某段边界确定为定水头边界,以免造成很大误 差. ② 区域内部的抽水井,注水井或疏干巷道也可以作为给定水头的内边界来处理.此时,水头通常是按某种要求事先给定.给定水头边界不一定是定水头边界. ③ 排泄地下水的溢出带,冲沟或排水渠的边界也可近似看作给定水头边界.

(2)第二类边界条件(Neumam 条件) 当知道某一部分边界(设为 S2 或Γ2)单位面积(二维空间为单位宽度)上流入(流出时用负值)的流量 q 时,称为第二类边界或给定流量的边界. 常见的这类边界条件 ① 隔水边界(流线,分水岭) ② 抽水井或注水井 ③ 补给或排泄地下水的河渠边界上,如已知补给量.

(3)第三类边界条件某边界上 H 和 H + αH = β n 又称混合边界条件,α ,β 为已知函数. 边界为弱透水层(渗透系数为 K1,厚度或宽度为 m1) 浸润曲线的边界条件 H K =q n c2 当浸润曲线下降时,从浸润曲线边界流入渗流区的单位面积流量 q 为 H * q= cos θ t 式中,为给水度,θ 为浸润曲线外法线与铅垂线间的夹角。

关于溶质条件（c）的定解条件

关于c的定解条件仍包括初始条件与边界条件两类。若只需研究溶质运移最终所达到的稳定状态，则定解条件只需要边界条件，不需要初始条件。

3.4.2.1 初始条件

在所选定的初始时刻（t=0或t=t0）研究区内某种溶质浓度的空间分布状况，即

水文地球化学

称为该种溶质浓度的初始条件。

例如，t=0时在无界含水层中某点（x0，y0，z0）上瞬时注入质量为M的示踪剂，欲研究t＞0后这种示踪剂在含水层中的分布及随时间变化的情况，其初始条件可表为：

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这里假定质量M是注入到以（x0，y0，z0）为中心的单位体积含水层中的。单位体积饱水含水层中所含的溶液体积为n，故对注入点处单位体积溶液而言，其所含示踪剂的浓度为（M/n）。乘以狄拉克（Dirac）δ函数就表示除注入点外其他地方c≡0。这种注入方式称为栓子式或脉冲式注入。

在一般情况下，初始条件需根据实测溶质浓度分布资料才能给出。

3.4.2.2 边界条件

（1）第一类边界条件

已知（或给定）研究区域边界上溶质浓度分布状况的边界条件，称为第一边界条件。

例如，对于三维弥散问题，这类边界条件可表为：

水文地球化学

其中Γ是所研究的（空间）区域（Ω）的边界，一般是曲面，有时还可能包括个别属于边界的点或线段。

对于二维弥散问题，可表为：

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其中Γ1是所研究的（平面）区域（D）的部分或全部边界，一般是曲线，有时还可能包括个别属于边界的点。

对于无穷远处的边界，若所研究的溶质在那里没有源或汇时，可采用那里溶质的原始浓度（c0）作为边界条件。对于{xoy}平面内的二维弥散问题，可表为：

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（2）第二类边界条件

已知（或给定）研究区域边界上溶质通量的边界条件，称为第二类边界条件。

这类边界条件的基本物理关系为：在边界曲面的任一点处，界面两侧的溶质质量通量（Ia与Ib）在界面法线方向上的投影必须相等（参见图3-4-1），即：

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其中：

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分别表示界面（a）侧与（b）侧的溶质质量通量（包括对流通量cV与弥散通量J）。

下面举几个第二类边界条件的例子。

①两种不同空隙的多孔介质接触面边界

图3-4-1 不同多孔介质接触界面上的溶质质量守恒关系

设研究区的边界是两种不同岩性的接触面，研究区内部多孔介质的空隙率为na，外部的空隙率为nb。在这种界面上的边界条件有两个：

（a）从界面两侧逼近于界面上同一点时溶质浓度是相等的，即：

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（b）界面两侧溶质通量的法向投影是相等的。

对多孔介质的单位面积而言，这种相等关系的一般表达式为

水文地球化学

即：

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将（3-4-6）式左、右两端展开，就得：

水文地球化学

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代入式（3-4-6）便得：

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作为边界条件，上式中等号右端的函数须是已知的。要注意，上式中等号两端的cos（n，ui）不能相约消掉；因为约去cos（n，ui）后的结果为：

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这已完全不是原式

水文地球化学

所表达的物理意义了。出现问题的原因在于约去cos（n，ui）后的（3-4-8）式中，i已成为单指标（指定指标）而不是双指标（求和指标），从而就不能通过求和来保持（3-4-7）式的物理意义。

特别地，对于{xoy}平面内的二维渗流三维弥散问题，只要令（3-4-7）式中的Dxz=Dxz=Dzx=Dyz=Dzy=0及Vz=0，得到的结果就是相应的边界条件的表达式。对于一维渗流三维弥散问题，当取x方向与V 方向一致时，则令（3-4-7）式中的Dxy=Dyx=Dxz=Dzx=Dyz=Dzy=0及Vy=Vz=0，就得到相应的边界条件的表达式。

对于{xoy}平面内的二维渗流二维弥散问题，其边界条件显然为：

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对于一维渗流一维弥散问题，若空隙率为na与nb的岩层分界面与渗流方向是正交的，这时取 x方向与V方向一致，则这样的边界条件就具有最简单的形式

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考虑到这时Dxx=DL（=aLV+DdT″），naVa=νa，nbVb=vb且va=vb，ca=cb，则上式可进一步简化为：

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上述（a）、（b）两个边界条件与不同K值岩层分界面上H1=H2与v1n=v2n，这两个条件是完全类似的。

②隔水边界

隔水边界对于水流是隔绝的，即 vn=0（n是隔水边界的法线方向），但对于溶质不一定是隔绝的，即In≠0。例如当隔水边界上存在着溶质的吸附、溶解或放射性衰变时就是如此。

假定隔水边界对于溶质也是隔绝的，则在这种边界上就有In≡0。这时只要令（3-4-7）式等号右端为零，得到的结果

水文地球化学

就是相应的边界条件。由于边界是隔水的，所以

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从而（3-4-11）式可简化为

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当取坐标轴方向与弥散的主方向一致且n方向与某个坐标方向（例如z方向）一致时，（3-4-12）式可进一步简化为：

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即：

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对于一维渗流一维弥散问题，若隔水边界与V方向是正交的，这时若取x方向与V方向一致，则由（3-4-10）式即得相应的边界条件为：

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③多孔介质与流体介质接触面边界

当含水层与河、湖、海洋、水库、渠道等水体毗邻时，含水层与水体的接触面就属于多孔介质与流体连续介质接触面。

设c′为流体连续介质中溶质的浓度，c为多孔介质中同种溶质的浓度。一般来说，c′=c′（x，y，z，t），c=c（x，y，z，t）。这里我们假定c′（x，y，z，t）是确定的且不依赖于c（x，y，z，t）。

按照基本关系（3-4-2）式，由流体连续介质一侧通过对流与分子扩散两种方式输运到单位界面面积（包括空隙面积和颗粒面积）的溶质质量

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必须通过对流与水动力弥散两种方式从该单位面积界面输运到多孔介质中去，即必须等于

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这样就得到了这类接触面上边界条件的表达式

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或写作

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若水体中溶质浓度是均匀分布的，或通过长时间充分混合达到了均匀分布时，水体中的分子扩散就不存在，这时（3-4-15）式简化为

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一般说来，边界上，故由上式推知c′≠c，即界面两侧同种溶质的浓度是不相等的，这一点是要注意的。当c′保持常数并经过充分长的时间后，可能会出现c′=c这种类型的边界条件。

在一维渗流一维弥散的情况下，若取x轴与V方向一致且假定边界与x轴垂直时，（3-4-16）式简化为：

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当c′=c成立时，由上式可见，在边界上也有成立，这与（3-4-14）式是类似的。

④渗出面边界

这类边界的内侧为多孔介质，外侧为空气，溶质随渗透水流由这类边界泄出。这里仍用c′表示空气一侧靠近边界很薄的水层内溶质的浓度，则这类边界两侧显然有c′=c成立。又由于空气一侧不存在溶质的分子扩散，故由（3-4-16）式可得到渗出面边界条件为：

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在一维渗流一维弥散的情况下，仍取x轴与V 方向一致，并假定边界与x轴垂直，则由（3-4-17）式可见，相应的边界条件仍为。

以上（3-4-7、11、12、15、16、18）各式中都使用了求和约定。