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[摘要]地下水溶质运移特性对于控制地下水污染具有特别重要的意义。为了揭示其规律，首先研究了发生在地下水溶质运移过程中的物理与化学作用，并给出了溶质在地下水中运移的弥散理论，在此基础上得出了溶质运移方程以及初始条件、边界条件。
[关键词]地下水 溶质 运移方程
[中图分类号]TU991.11+2[文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-86-1
溶质是指溶解在地下水中的各种物质。溶质在多孔介质中的输运是以运动的流体为媒介的，而流体的运动又是在几何结构非常复杂的孔隙空间中进行的。地下水溶质运移特性是研究地下水中污染物运移过程，预测地下水污染发展趋势，以便控制地下水污染的重要理论根据。因此研究地下水溶质运移特性具有特别重要的意义。
1地下水溶质运移过程分析
从环境评价工作角度考虑，尤以地表水由包气带进入地下水过程中的各种作用更重要。一定程度上反映了包气带的环境功能，亦即对地下水污染的防护能力。
1.1溶滤作用
在水的作用下，岩石中某些组分进入水中的作用称为溶滤作用。溶滤作用是形成地下水原始化学成分的主要作用。
岩石和矿物在天然水中的溶解度，决定于组成这些矿物的离子半径、离子价、化学键类型及其它物理、化学性质，另一方面，也同水的温度、压力、浓度、酸度和氧化还原电位等存在密切关系（见表1）。
1.2浓缩作用
当水分蒸发时，水中盐分含量不减，致使其浓度（即矿化度）相对增大，这种作用称为浓缩作用。浓缩作用的结果，除矿化度增加外，其化学成分也可能随之变化。
浓缩作用主要发生在干旱、半干旱地区的潜水中。其直接影响深度一般不超过常温带的深度。
1.3混合作用
当两种以上化学成分或矿化度不同的地下水相遇时，所形成的地下水在化学成分或矿化度上都与混合前有所不同，这种作用称混合作用。如海岸、湖岸、河岸、深部卤水、热水、矿泉出露的地方，都可以发生水的混合作用。
1.4脱硫酸作用
脱硫酸作用一般发生在封闭缺氧并有有机物存在的地质构造环境中，如储油构造。油田水中硫化氢含量较高，而硫酸根离子含量很少即是脱硫酸作用所致。
1.5机械过滤作用
在松散的地表土層中，悬浮物一般在一米土层深度内即被滤掉。但在裂隙岩层中，对悬浮物的过滤微弱。砂层一般对细菌没有过滤作用；而在粘性土层中，机械过滤对悬浮物是有效的，但对病毒无效或效果很差。
2溶质运移的初始条件和边界条件
上述水动力弥散方程描述了溶质在多孔介质运动过程中的质量守恒，但要确定一个水动力弥散问题的解，即求得研究区域内的浓度分布C，还需具备以下条件：
a、空间区域Ω和时间区域[0，T]，即确定出问题的研究时空范围；
b、给出研究区域内的所有水流运动参数和溶质运移参数，如多孔介质的有效扩散系数（Dij）、纵向弥散度（αL）、横向弥散度（αT）等；
c、定解条件，包括初始条件和边界条件。
1）初始条件是指在初始时刻t=0时研究区域Ω内各点上的浓度分布
2）边界条件通常是指在研究区域的边界线上溶质浓度或浓度通量的变化情况。下面为几种常见的水动力弥散问题的边界条件。
①若在边界Γ1处，溶质浓度已知为f（x，y，t），则边界条件称为已知浓度边界或称Ⅰ类边界，可表示为 ：
对于边界流速比较大的已知浓度的入渗问题，经常可以表达为这类边界条件。
②若在边界Γ2处，已知浓度梯度，称为Ⅱ类边界，即：
式中：q是已知函数，ni是方向余玄，当多孔介质的外界为隔水、隔溶质的不透水岩体时，通过边界的流量与溶质通量都为0。此时q=0。
③若给定边界Γ3上的浓度及梯度，称为混合边界或称Ⅲ类边界，即：
式中，g为已知函数。左侧第一项为弥散通量，第二项为对流通量。
3结论
地下水溶质运移特性对于研究地下水中污染物运移过程，预测地下水污染发展趋势，以便控制地下水污染的重要理论根据具有特别重要的意义。因此本文首先研究了发生在地下水溶质运移过程中的物理与化学作用，并给出了溶质在地下水中运移的弥散理论，在此基础上得出了溶质运移方程以及初始条件、边界条件。
参考文献
[1] 魏新平，王文焰，王全九，张建丰；溶质运移理论的研究现状和发展趋势[J]；灌溉排水；1998年04期.
[2] 马昱；非平衡态溶质运移模型及参数反演[D]；山东理工大学；2008年.
[3] 许秀元，陈同斌；土壤中溶质运移模拟的理论与应用[J]；地理研究；1998年01期.
[关键词]地下水 溶质 运移方程
[中图分类号]TU991.11+2[文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-86-1
溶质是指溶解在地下水中的各种物质。溶质在多孔介质中的输运是以运动的流体为媒介的，而流体的运动又是在几何结构非常复杂的孔隙空间中进行的。地下水溶质运移特性是研究地下水中污染物运移过程，预测地下水污染发展趋势，以便控制地下水污染的重要理论根据。因此研究地下水溶质运移特性具有特别重要的意义。
1地下水溶质运移过程分析
从环境评价工作角度考虑，尤以地表水由包气带进入地下水过程中的各种作用更重要。一定程度上反映了包气带的环境功能，亦即对地下水污染的防护能力。
1.1溶滤作用
在水的作用下，岩石中某些组分进入水中的作用称为溶滤作用。溶滤作用是形成地下水原始化学成分的主要作用。
岩石和矿物在天然水中的溶解度，决定于组成这些矿物的离子半径、离子价、化学键类型及其它物理、化学性质，另一方面，也同水的温度、压力、浓度、酸度和氧化还原电位等存在密切关系（见表1）。
1.2浓缩作用
当水分蒸发时，水中盐分含量不减，致使其浓度（即矿化度）相对增大，这种作用称为浓缩作用。浓缩作用的结果，除矿化度增加外，其化学成分也可能随之变化。
浓缩作用主要发生在干旱、半干旱地区的潜水中。其直接影响深度一般不超过常温带的深度。
1.3混合作用
当两种以上化学成分或矿化度不同的地下水相遇时，所形成的地下水在化学成分或矿化度上都与混合前有所不同，这种作用称混合作用。如海岸、湖岸、河岸、深部卤水、热水、矿泉出露的地方，都可以发生水的混合作用。
1.4脱硫酸作用
脱硫酸作用一般发生在封闭缺氧并有有机物存在的地质构造环境中，如储油构造。油田水中硫化氢含量较高，而硫酸根离子含量很少即是脱硫酸作用所致。
1.5机械过滤作用
在松散的地表土層中，悬浮物一般在一米土层深度内即被滤掉。但在裂隙岩层中，对悬浮物的过滤微弱。砂层一般对细菌没有过滤作用；而在粘性土层中，机械过滤对悬浮物是有效的，但对病毒无效或效果很差。
2溶质运移的初始条件和边界条件
上述水动力弥散方程描述了溶质在多孔介质运动过程中的质量守恒，但要确定一个水动力弥散问题的解，即求得研究区域内的浓度分布C，还需具备以下条件：
a、空间区域Ω和时间区域[0，T]，即确定出问题的研究时空范围；
b、给出研究区域内的所有水流运动参数和溶质运移参数，如多孔介质的有效扩散系数（Dij）、纵向弥散度（αL）、横向弥散度（αT）等；
c、定解条件，包括初始条件和边界条件。
1）初始条件是指在初始时刻t=0时研究区域Ω内各点上的浓度分布
2）边界条件通常是指在研究区域的边界线上溶质浓度或浓度通量的变化情况。下面为几种常见的水动力弥散问题的边界条件。
①若在边界Γ1处，溶质浓度已知为f（x，y，t），则边界条件称为已知浓度边界或称Ⅰ类边界，可表示为 ：
对于边界流速比较大的已知浓度的入渗问题，经常可以表达为这类边界条件。
②若在边界Γ2处，已知浓度梯度，称为Ⅱ类边界，即：
式中：q是已知函数，ni是方向余玄，当多孔介质的外界为隔水、隔溶质的不透水岩体时，通过边界的流量与溶质通量都为0。此时q=0。
③若给定边界Γ3上的浓度及梯度，称为混合边界或称Ⅲ类边界，即：
式中，g为已知函数。左侧第一项为弥散通量，第二项为对流通量。
3结论
地下水溶质运移特性对于研究地下水中污染物运移过程，预测地下水污染发展趋势，以便控制地下水污染的重要理论根据具有特别重要的意义。因此本文首先研究了发生在地下水溶质运移过程中的物理与化学作用，并给出了溶质在地下水中运移的弥散理论，在此基础上得出了溶质运移方程以及初始条件、边界条件。
参考文献
[1] 魏新平，王文焰，王全九，张建丰；溶质运移理论的研究现状和发展趋势[J]；灌溉排水；1998年04期.
[2] 马昱；非平衡态溶质运移模型及参数反演[D]；山东理工大学；2008年.
[3] 许秀元，陈同斌；土壤中溶质运移模拟的理论与应用[J]；地理研究；1998年01期.