CN113435139B - 一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，属于地下水动力学技术领域，该方法针对非均质土体在降雨入渗模拟过程中，降雨边界需在流量与压力两类边界之间双向动态转换的问题，基于饱和‑非饱和渗流理论以及双重介质理论，考虑了优先流域与基质流域之间的相互作用，提出了适用于复杂降雨时间序列下双重渗透介质的降雨边界双向动态转换控制方程。

Description

一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法
技术领域
本发明属于地下水动力学技术领域，具体涉及一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法。
背景技术
降雨入渗边界涉及到流量边界(Neumann边界)与压力边界(Dirichlet边界)的双向动态实时转换，但由于其复杂性，在以往研究中均采取简化处理，此外，对于可描述土体中优先流的双重渗透介质模型的降雨边界处理则更为少见。
在以往针对降雨入渗的模拟研究中，或直接将降雨入渗边界作为流量边界处理，或利用包括降雨强度与饱和渗透系数的大小关系、边界积水点的出现时刻、土体入渗能力、边界入渗率与降雨强度的关系以及边界单位流量与渗透系数的关系等指标实现降雨入渗边界的动态转换。
此外，也有部分学者将节点孔隙水压力作为判断条件，实现了流量边界向压力边界的转换。然而，针对双重渗透介质，仅有少数学者开展研究。
上述目前已有的降雨入渗边界设置方法，多针对均质介质进行，且无法实现复杂降雨条件下降雨边界根据降雨强度的变化在压力边界与流量边界之间的双向动态转换。
发明内容
发明目的：本发明克服了现有理论和技术的不足，针对双重渗透介质在复杂降雨条件的降雨入渗模拟问题，结合饱和-非饱和渗流理论并将孔隙水压力和边界流量差联合进行判断，提出了一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法。
技术方案：为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，包括以下步骤：
步骤S1：将降雨量以降雨强度的形式分为两部分，分别流入优先流域和基质流域；
步骤S2：分别判断优先流域和基质流域入渗能力与相应等效降雨强度的关系，确定优先流域和基质流域的边界条件；
步骤S3：分别确定降雨边界上优先流域和基质流域的等效压力边界和等效流量边界控制方程；
步骤S4：引入阶跃函数，分别控制优先流域和基质流域的压力、流量边界的开启和关闭；
步骤S5：构建降雨边界的控制方程。
进一步地，所述的步骤S1中，降雨强度满足：
P＝Pfωf+Pmωm
其中，P为模型表面施加的降雨强度；下标f、m分别为优先流域和基质流域；ωf为优先流域占总计算域的体积分数，ωm为基质流域占总计算域的体积分数，且ωf+ωm＝1；Pf为优先流域的等效降雨强度；Pm为基质流域的等效降雨强度；
模型表面的入渗率、优先流域的实际入渗率、基质流域的实际入渗率满足：
i＝ifωf+imωm
其中，i为模型表面的入渗率；if为优先流域的实际入渗率、im为基质流域的实际入渗率。
进一步地，所述的步骤S2中，降雨初始时刻，降雨强度小于土体优先流域和基质流域的饱和渗透系数，降雨在优先流域和基质流域均全部入渗，入渗强度等于降雨强度，降雨入渗边界均为流量边界；降雨一段时间后，降雨强度大于基质流域饱和渗透系数，基质流域达到饱和，雨水不能全部入渗，未入渗雨水全部补给优先流域，此时基质流域的降雨入渗边界为压力边界，优先流域的降雨入渗边界为流量边界，且优先流域等效降雨强度增大；此后，降雨强度继续增加，逐渐大于优先流域饱和渗透系数，使得优先流域也逐渐饱和，至此，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均为压力边界，入渗强度取决与土体入渗能力；一段时间后，降雨强度达到峰值，并逐渐减小，首先减小至小于优先流域饱和渗透系数，使得优先流域积水逐渐消散，表面不再饱和，优先流域的降雨入渗边界转回流量边界条件；当降雨强度进一步降低，小于基质流域饱和渗透系数时，基质流域边界积水亦逐步消散，基质流域的降雨入渗边界转为流量边界条件，同时，优先流域的等效降雨强度改变，与实际施加的降雨强度相等；降雨强度进一步减小，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均保持为流量边界条件，直到降雨结束。
进一步地，所述的步骤S3中，降雨开始时，优先流域和基质流域在降雨入渗边界上均处于非饱和状态，降雨全部入渗，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均为流量边界，降雨强度及入渗率的关系为：
Figure BDA0003174548440000031
优先流域与基质流域的降雨入渗边界均为流量边界，控制方程为：
-n·ρi＝ρP
其中，n为边界的外法线方向；ρ为水的密度；i为模型表面的入渗率；
对于基质流域，若降雨强度大于其饱和渗透系数，在降雨一段时间后会，降雨入渗边界转为压力边界，控制方程为：
Figure BDA0003174548440000032
其中，Km为基质流域的渗透系数；HPond为表面积水深度；pwm为基质流域入渗边界下部的孔隙水压力；B为半透水层的厚度；g为重力加速度。
进一步地，所述的步骤S3中，对优先流域而言，其降雨入渗边界的转换同时受自身入渗能力与基质流域入渗能力控制，基质流域的降雨入渗边界为流量边界时，其等效降雨强度与施加的降雨强度相等，当基质流域的降雨入渗边界为压力边界时，其等效降雨强度为：
Figure BDA0003174548440000033
此时，优先流域相对应的流量边界控制方程为：
Figure BDA0003174548440000034
当优先流域等效降雨强度大于其饱和渗透系数时，表层会积水饱和，降雨入渗边界转为压力边界，控制方程为：
Figure BDA0003174548440000035
其中，Kf为优先流域的渗透系数；pwf为优先流域入渗边界下部的孔隙水压力。
进一步地，所述的步骤S4中，四个包含平滑段的阶跃函数为：
α＝step1(pw)、β＝step2(pw)、δ＝step3(Δq)和η＝step4(Δq)，其中
Figure BDA0003174548440000036
其中，pw为孔隙水压力；Δq为降雨补给流量与实际入渗流量的流量差；流量差Δq由降雨补给量和实际入渗流量的关系确定，
Δq＝qb-qs
其中，Δq为流量差；qb为降雨补给流量；qs为实际入渗流量；孔隙水压力pw由Richard’s方程确定。
进一步地，所述的步骤S5中，根据步骤S3-步骤S4所确定的降雨入渗边界等效边界类型以及设置的等效边界开启和关闭条件，基质流域所构建的降雨边界控制方程为：
Figure BDA0003174548440000041
优先流域所构建的降雨边界控制方程为：
Figure BDA0003174548440000042
当降雨开始，优先流域与基质流域的降雨入渗边界孔隙水压力
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
同时升高，若
Figure DEST_PATH_373699DEST_PATH_IMAGE002
小于0，上述控制方程转换为流量边界，当降雨入渗边界孔隙水压力
Figure DEST_PATH_621666DEST_PATH_IMAGE002
继续升高，若
Figure DEST_PATH_322774DEST_PATH_IMAGE002
大于0，上述控制方程转换为压力边界；上述控制方程中，当流量差小于等于0时，关闭压力边界，重新用节点孔隙水压力进行判断，实现降雨入渗边界的流量边界与压力边界双向动态实时转换。
有益效果：与现有技术相比，本发明通过分析降雨边界的降雨强度与土体饱和渗透系数的关系、优先流域与基质流域的相互作用关系，分别确定降雨边界的等效压力边界和等效流量边界控制方程，提供了一种双重渗透模型下降雨边界处理方法；引入阶跃函数，设置等效压力边界和等效流量边界的开启/关闭条件，解决了前人模型中将降雨边界无法实现流量和压力边界的转换，并有效防止数值突变可能导致的计算不收敛；采用孔隙水压力pw和流量差Δq联合控制的降雨边界转换(开启/关闭)，解决了前人模型中无法准确实现双重渗透介质模型在复杂降雨条件下流量边界与压力边界的双向动态实时转换问题，有效地提升了复杂降雨条件下降雨边界的适用性。
附图说明
图1为一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法流程示意图；
图2为一种集中型降雨时间序列；
图3为二维土柱模型几何及边界条件示意图；
图4为包含平滑段的阶跃函数α(左)及β(右)；
图5为优先流域的降雨入渗边界流量及孔隙水压力传统边界与本发明方法对比；
图6为基质流域的降雨入渗边界流量及孔隙水压力传统边界与本发明方法对比。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明方法针对在降雨入渗模拟中，现有模型无法准确实现双重渗透模型在复杂降雨条件下降雨边界在流量与压力两类边界之间的双向动态转换，提出了一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法。
本发明的目的在于克服现有理论和技术中的不足，即目前缺乏针对双重渗透介质降雨边界实现流量边界与压力边界双向动态转换的处理方法，特别是对于复杂降雨序列的降雨条件。本发明提供了适用于复杂降雨时间序列的双重渗透介质降雨入渗边界处理方法，构建的降雨边界控制方程可准确实现双重渗透介质在复杂降雨条件下流量边界与压力边界的双向动态实时转换，为饱和-非饱和地下水渗流、流体力学研究提供理论支持。
一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将降雨量以降雨强度的形式分为两部分，分别流入优先流域和基质流域；
步骤S2：分别判断优先流域和基质流域入渗能力与相应等效降雨强度的关系，确定优先流域和基质流域的边界条件；
步骤S3：分别确定降雨边界上优先流域和基质流域的等效压力边界和等效流量边界控制方程；
步骤S4：引入阶跃函数，分别控制优先流域和基质流域的压力/流量边界的开启/关闭；
步骤S5：构建降雨边界的控制方程。
一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤S1：将降雨量以降雨强度的形式分为两部分，分别流入优先流域和基质流域；
1)选定降雨时间序列
为验证本发明所涉及的降雨边界双向动态实时转换的准确性，采用一种复杂的降雨时间序列，即集中型降雨时间序列，降雨历时为240h，降雨总量为 1200mm；
2)降雨边界空间位置
建立一个二维土柱模型如图3所示，该土柱模型高10m，顶部为降雨边界，两侧为隔水边界，底部为零压力边界以模拟地下水位，模型计算所用的水文参数见表1；
表1二维土柱模型水文地质计算参数
符号 名称 单位 参数值
K<sub>sf</sub> 优先流域饱和渗透系数 m/s 5.26e-6
K<sub>sm</sub> 基质流域饱和渗透系数 m/s 5.26e-7
θ<sub>s</sub> 饱和体积含水率 —— 0.524
θ<sub>r</sub> 残余体积含水率 —— 0.066
α van Genuchten模型拟合参数 1/m 0.714
n van Genuchten模型拟合参数 —— 1.9
α<sub>w</sub> 水传递系数 1/m<sup>2</sup> 0.2
3)降雨量以降雨强度的形式分为两部分，分别流入优先流域和基质流域
降雨量分为两部分，一部分流入优先流域，另一部分流入基质流域，降雨强度应满足：
P＝Pfωf+Pmωm
上式中，P为模型表面施加的降雨强度(LT-1)；下标f、m分别为优先流域和基质流域；ωf为优先流域占总计算域的体积分数，ωm为基质流域占总计算域的体积分数，且ωf+ωm＝1；Pf为优先流域的等效降雨强度(LT-1)；Pm为基质流域的等效降雨强度。
模型表面的入渗率、优先流域的实际入渗率、基质流域的实际入渗率应满足：
i＝ifωf+imωm
上式中，i为模型表面的入渗率(LT-1)；if为优先流域的实际入渗率、im为基质流域的实际入渗率(LT-1)。
步骤S2：分别判断优先流域和基质流域入渗能力与相应等效降雨强度的关系，确定优先流域和基质流域的边界条件；
根据图2和表1可知，降雨初始时刻，降雨强度小于土体两域饱和渗透系数，降雨在两域均全部入渗，入渗强度等于降雨强度，边界均为流量边界；降雨一段时间后，降雨强度大于基质域饱和渗透系数，基质流域达到饱和，雨水不能全部入渗，未入渗雨水全部补给优先流域，此时基质域为压力边界，优先流域为流量边界，且优先流域等效降雨强度增大；此后，降雨强度继续增加，逐渐大于优先流域饱和渗透系数，使得优先流域也逐渐饱和，转为压力边界，至此，两域边界均为压力边界，入渗强度取决与土体入渗能力；一段时间后，降雨强度达到峰值，并逐渐减小，首先减小至小于优先流域饱和渗透系数，使得优先流域积水逐渐消散，表面不再饱和，边界转回流量边界条件；当降雨强度进一步降低，小于基质域饱和渗透系数时，基质域边界积水亦逐步消散，转为流量边界条件，同时，优先流域的等效降雨强度改变，与实际施加的降雨强度相等；降雨强度进一步减小，两域均保持为流量边界条件，直到降雨结束；
步骤S3：分别确定降雨边界上优先流域和基质流域的等效压力边界和等效流量边界控制方程，
降雨开始时，优先流域和基质流域在降雨入渗边界上均处于非饱和状态，降雨全部入渗，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均为流量边界，降雨强度及入渗率的关系为：
Figure BDA0003174548440000071
优先流域与基质流域的降雨入渗边界均为流量边界，控制方程为：
-n·ρi＝ρP
上式中，n为边界的外法线方向；ρ为水的密度(ML-3)；i为模型表面的入渗率(LT-1)。
对于基质流域，若降雨强度大于其饱和渗透系数，在降雨一段时间后会，降雨入渗边界转为压力边界，控制方程为：
Figure BDA0003174548440000081
上式中，Km为基质流域的渗透系数(LT-1)；HPond为表面积水深度(L)； pwm为基质流域入渗边界下部的孔隙水压力(ML-1T-2)；B为半透水层的厚度 (L)；g为重力加速度(LT-2)。
对优先流域而言，其边界的转换同时受自身入渗能力与基质流域入渗能力控制，基质流域的降雨入渗边界为流量边界时，其等效降雨强度与施加的降雨强度相等，当基质流域降雨入渗边界为压力边界时，其等效降雨强度为：
Figure BDA0003174548440000082
此时，优先流域相对应的流量边界控制方程为：
Figure BDA0003174548440000083
当优先流域等效降雨强度大于其饱和渗透系数时，表层会积水饱和，降雨入渗边界转为压力边界，控制方程为：
Figure BDA0003174548440000084
上式中，Kf为优先流域的渗透系数(LT-1)；pwf为优先流域入渗边界下部的孔隙水压力(ML-1T-2)。
步骤S4：引入阶跃函数，分别控制优先流域和基质流域的压力、流量边界的开启和关闭，
降雨边界的转换通过孔隙水压力和流量差联合控制，为实现这一功能并防止数值突变可能导致的计算不收敛，使用四个包含平滑段的阶跃函数：
α＝step1(pw)、β＝step2(pw)、δ＝step3(Δq)和η＝step4(Δq)，其中
Figure BDA0003174548440000091
上式中，pw为孔隙水压力；Δq为降雨补给流量与实际入渗流量的流量差。流量差Δq由降雨补给量和实际入渗流量的关系确定，
Δq＝qb-qs
上式中，Δq为流量差(L3T-1)；qb为降雨补给流量(L3T-1)；qs为实际入渗流量(L3T-1)。孔隙水压力pw由Richard’s方程确定；
步骤S5：构建降雨边界的控制方程；
根据S3-S4所确定的降雨边界等效边界类型以及设置的等效边界开启和关闭条件，基质流域所构建的降雨边界控制方程为：
Figure BDA0003174548440000092
优先流域所构建的降雨边界控制方程为：
Figure BDA0003174548440000093
当降雨开始，优先流域与基质流域的降雨入渗边界孔隙水压力
Figure DEST_PATH_655667DEST_PATH_IMAGE002
同时升高，若
Figure DEST_PATH_453727DEST_PATH_IMAGE002
小于0，上述控制方程转换为流量边界，当降雨入渗边界孔隙水压力
Figure DEST_PATH_213873DEST_PATH_IMAGE002
继续升高，若
Figure DEST_PATH_136698DEST_PATH_IMAGE002
大于0，上述控制方程转换为压力边界。但对于优先流域而言，其等效降雨强度受基质流域的降雨入渗边界条件影响，在基质流域孔隙水压力大于0或小于0时数值不同，对应着不同的等效降雨强度数值，应当根据基质流域孔隙水压力的变化赋予优先流域不同的等效降雨强度。当降雨入渗边界转换为压力边界后，由于表面径流的产生，降雨补给流量必然大于等于实际入渗流量，因此，上述控制方程中，当流量差小于等于0时，关闭压力边界，以达到消散积水层压力的目的，并重新用节点孔隙水压力进行判断，可准确实现流量边界与压力边界的双向动态实时转换。
对上述二维土柱基于双重渗透介质理论进行降雨边界的数值试验验证，结果如图5和图6所示。图5显示了双重渗透介质中优先流域的传统和改进降雨入渗边界流量(图5(a))、孔隙水压力随降雨时间的变化(图5(b))；图6显示了双重渗透介质中基质流域的传统和改进降雨入渗边界流量(图6(a))、孔隙水压力随降雨时间的变化(图6(b))。图5中的c、c′和d、d′分别是优先流域降雨入渗边界中流量边界向压力边界和压力边界向流量边界的转换点；图6中的e、 e′和f、f′分别是基质流域降雨入渗边界中流量边界向压力边界和压力边界向流量边界的转换点。由于引入阶跃函数，分别控制优先流域和基质流域的压力、流量边界的开启和关闭(如图4所示)，可以看到图5和图6中所有的边界转换点均实现了边界的有效转换，且无出现数值突变。同时，可以看到在图5(a)和图6 (a)中，无论是基质流域，还是优先流域，在传统降雨入渗边界下，降雨一段时间后，特别是压力边界向流量边界的转换点之后，降雨入渗边界实际入渗流量均大于降雨补给流量，这显然是违背质量守恒定律的。与此相对应，孔隙水压力在经过一段时间的增长后即保持稳定，直到降雨结束，这也证明了前述传统降雨入渗边界局限性的存在，即不能准确实现降雨边界的双向动态实时转换。
此外，对双重渗透介质而言，其优先流域的降雨强度与基质流域的入渗率直接相关，因此当降雨边界的动态转换不能准确实现时，会影响到优先流域的降雨补给流量，使其出现负值，见图5，双重渗透介质优先流域中降雨入渗边界流量示意图。
采用本发明改进的降雨入渗边界后，降雨补给流量与边界实际入渗流量在降雨全过程均满足质量守恒，实现了降雨入渗边界的双向动态实时转换。在降雨后期孔隙水压力开始降低，时间点均与边界由压力边界转换为流量边界相对应。由此证明，本发明所提出的降雨入渗边界设置方法可以准确实现双向动态实时转换，可以满足双重渗透介质在复杂降雨条件下的降雨入渗模拟。
本发明针对复杂降雨时间序列，提出了一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，所建立的降雨边界控制方程可以准确实现等效压力边界和等效流量边界的双向动态实时转换，对降雨入渗问题的模拟刻画有着重要意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将降雨量以降雨强度的形式分为两部分，分别流入优先流域和基质流域；
步骤S2：分别判断优先流域和基质流域入渗能力与相应等效降雨强度的关系，确定优先流域和基质流域的边界条件；
步骤S3：分别确定降雨边界上优先流域和基质流域的等效压力边界和等效流量边界控 制方程；其中降雨开始时，优先流域和基质流域在降雨入渗边界上均处于非饱和状态，降雨 全部入渗，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均为流量边界，降雨强度及入渗率的关系 为：
Figure 385253DEST_PATH_IMAGE001
优先流域与基质流域的降雨入渗边界均为流量边界，控制方程为：
Figure 736600DEST_PATH_IMAGE002
其中
Figure 557926DEST_PATH_IMAGE003
为模型表面施加的降雨强度；下标
Figure 703736DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 344933DEST_PATH_IMAGE005
分别为优先流域和基质流域；
Figure 499971DEST_PATH_IMAGE006
为优先流 域的等效降雨强度；
Figure 175803DEST_PATH_IMAGE007
为基质流域的等效降雨强度；
Figure 758094DEST_PATH_IMAGE008
为边界的外法线方向；
Figure 152166DEST_PATH_IMAGE009
为水的密度；
Figure 845316DEST_PATH_IMAGE010
为模型表面的入渗率；
Figure 641234DEST_PATH_IMAGE011
为优先流域的实际入渗率、
Figure 128847DEST_PATH_IMAGE012
为基质流域的实际入渗率；
对于基质流域，若降雨强度大于其饱和渗透系数，在降雨一段时间后会，降雨入渗边界 转为压力边界，控制方程为：
Figure 744636DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，
Figure 241476DEST_PATH_IMAGE014
为基质流域的渗透系数；
Figure 623392DEST_PATH_IMAGE015
为表面积水深度；
Figure 547485DEST_PATH_IMAGE016
为基质流域入渗边界下 部的孔隙水压力；B为半透水层的厚度；
Figure 916150DEST_PATH_IMAGE017
为重力加速度；
对优先流域而言，其降雨入渗边界的转换同时受自身入渗能力与基质流域入渗能力控 制，基质流域的降雨入渗边界为流量边界时，其等效降雨强度与施加的降雨强度相等，当基 质流域的降雨入渗边界为压力边界时，其等效降雨强度为：
Figure 951102DEST_PATH_IMAGE018
此时，优先流域相对应的流量边界控制方程为：
Figure 456032DEST_PATH_IMAGE019
当优先流域等效降雨强度大于其饱和渗透系数时，表层会积水饱和，降雨入渗边界转 为压力边界，控制方程为：
Figure 551027DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 141409DEST_PATH_IMAGE021
为优先流域的渗透系数；
Figure 980052DEST_PATH_IMAGE022
为优先流域入渗边界下部的孔隙水压力；
Figure 605068DEST_PATH_IMAGE023
为优 先流域占总计算域的体积分数，
Figure 870964DEST_PATH_IMAGE024
为基质流域占总计算域的体积分数；
步骤S4：引入阶跃函数，分别控制优先流域和基质流域的压力、流量边界的开启和关闭；其中四个包含平滑段的阶跃函数为：
Figure 683063DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 59817DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 539340DEST_PATH_IMAGE029
和
Figure 976138DEST_PATH_IMAGE030
，其中，
Figure 541111DEST_PATH_IMAGE031
，
Figure 718627DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 318236DEST_PATH_IMAGE033
，
Figure 660355DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 447046DEST_PATH_IMAGE035
为孔隙水压力；
Figure 431182DEST_PATH_IMAGE036
为降雨补给流量与实际入渗流量的流量差；流量差
Figure 885297DEST_PATH_IMAGE036
由降 雨补给量和实际入渗流量的关系确定，
Figure 663898DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 937884DEST_PATH_IMAGE036
为流量差；
Figure 460132DEST_PATH_IMAGE038
为降雨补给流量；
Figure 503175DEST_PATH_IMAGE039
为实际入渗流量；孔隙水压力
Figure 452676DEST_PATH_IMAGE035
由 Richard’s方程确定；
步骤S5：根据步骤S3-步骤S4所确定的降雨入渗边界等效边界类型以及设置的等效边界开启和关闭条件，基质流域所构建的降雨边界控制方程为：
Figure 479538DEST_PATH_IMAGE040
优先流域所构建的降雨边界控制方程为：
Figure 274319DEST_PATH_IMAGE041
当降雨开始，优先流域与基质流域的降雨入渗边界孔隙水压力
Figure 703026DEST_PATH_IMAGE035
同时升高，若
Figure 89008DEST_PATH_IMAGE035
小于 0，上述控制方程转换为流量边界，当降雨入渗边界孔隙水压力
Figure 92515DEST_PATH_IMAGE035
继续升高，若
Figure 690987DEST_PATH_IMAGE035
大于0， 上述控制方程转换为压力边界；上述控制方程中，当流量差小于等于0时，关闭压力边界，重 新用节点孔隙水压力进行判断，实现降雨入渗边界的流量边界与压力边界双向动态实时转 换。
2.根据权利要求1所述的一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，其特征在于，所 述的步骤S1中，降雨强度满足：
Figure 974201DEST_PATH_IMAGE042
其中
Figure 265505DEST_PATH_IMAGE043
； 模型表面的入渗率、 优先流域的实际入渗率、基质流域的实际入渗率满足：
Figure 470221DEST_PATH_IMAGE044
。
3.根据权利要求2所述的一种双重渗透介质降雨入渗边界的处理方法，其特征在于，所述的步骤S2中，降雨初始时刻，降雨强度小于土体优先流域和基质流域的饱和渗透系数，降雨在优先流域和基质流域均全部入渗，入渗强度等于降雨强度，降雨入渗边界均为流量边界；降雨一段时间后，降雨强度大于基质流域饱和渗透系数，基质流域达到饱和，雨水不能全部入渗，未入渗雨水全部补给优先流域，此时基质流域的降雨入渗边界为压力边界，优先流域的降雨入渗边界为流量边界，且优先流域等效降雨强度增大；此后，降雨强度继续增加，逐渐大于优先流域饱和渗透系数，使得优先流域也逐渐饱和，至此，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均为压力边界，入渗强度取决与土体入渗能力；降雨强度达到峰值后，逐渐减小，首先减小至小于优先流域饱和渗透系数，使得优先流域积水逐渐消散，表面不再饱和，优先流域的降雨入渗边界转回流量边界条件；当降雨强度进一步降低，小于基质流域饱和渗透系数时，基质流域边界积水亦逐步消散，基质流域的降雨入渗边界转为流量边界条件，同时，优先流域的等效降雨强度改变，与实际施加的降雨强度相等；降雨强度进一步减小，优先流域和基质流域的降雨入渗边界均保持为流量边界条件，直到降雨结束。
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