地下水数值模拟.ppt
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地下水数值模拟.ppt
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地下水数值模拟简介二零一五年二月目录GMS基本操作GMS各模块功能介绍数值模拟的发展及建模步骤主要内容数值模拟理论的发展1956年斯尔曼图(RWstallman)始法用开将数值应于地下水算计,但是其展受制于其所需的大量发运算,60年代尔华顿(WCWalton)首次子算机将电计引入水文地模质数值拟,使得法的用更加方便数值应快捷,而促了法在解地下水的用从进数值决问题应发展。
数值模拟理论的发展模拟任务水流模主要模地下水的流向及地下水水拟拟头的系。
与时间关地下水移模主要模地下水、和溶分运拟拟热质组的移速率。
运反模模水中、应拟拟气-水界面、水-岩界面所生的物理、化、生物反。
发学应数值模拟理论的发展模拟任务反移模模地下水移程中所生的应运拟拟运过发各反种应,如溶解沉淀、吸附解吸、化与与氧与原、配合、中和、生物降解等。
模地还这种拟将球化模学拟(包括力模动学拟)和溶移模质运拟(包括非和介二、三流饱质维维)有机合结,是地下水模的展方向。
拟发数值模拟理论的发展常用软件基于有限差分方法的VisualGroundwater、GMS、VisualMODFLOW、ProcessingModflow及VisualMODFLOWFlex地下水模件数值拟软。
基于有限元方法的FEFLOW地下水模件数值拟软。
数值模拟理论的发展常用软件PHREEQC是用C言的行低水文地球语编写进温化算的算机程序学计计,可行正向模和反向进拟模拟,几乎能解水、岩土相互作用系中决气统所有平衡力和化力热学学动学问题,包括水溶物配合、吸附-解吸、离子交、表面配合、溶解换-沉淀、化氧-原。
还数值模拟理论的发展常用软件HST3D是一三及溶液移模型个维热运(3DHeat&SoluteTrasportModel)。
可以模三拟空地下水流及有的、溶液移维间关热运,行地进质物置、埋物浸出、水入侵、淡水回灌废处填盐与开采、放射性物理、水中地系和能量藏等废处热统储的分析问题。
地下水流数值模拟的一般步骤收集整理资料,水文地质条件分析水文地质概念模型地下水流模型模型应用收集整理资料,水文地质条件分析资料的收集(文档)水文地质条件分析基本件的分析条水均衡分析源理汇项处定解件理条处水文地质概念模型结构模型含水层和边界参数源汇项结构模型顶底板标高含水层厚度水文地质剖面图钻孔分布图及柱状图水文地质概念模型结构模型水文地质概念模型含水层和边界含水层水力特征和介质特征的概化侧向边界:
根据地、水文地件、地下水系质质条特征等确定统水界、流量界和混合界(通用水、头边边边头河流、渠等)沟顶部边界:
潜水面、含水板等层顶底部边界:
基岩板或根据水循深度、采深顶环开度等确定参参数数潜水渗透系数和给水度潜水渗透系数和给水度承压水渗透系数和贮水率承压水渗透系数和贮水率前人资料前人资料抽水试验抽水试验源源汇汇项项侧向流入侧向流入降雨入渗降雨入渗灌溉回渗灌溉回渗人工开采人工开采蒸发蒸发侧向流出侧向流出湖淖排泄湖淖排泄水文地质概念模型模型应用评价和预测方案预测=果预测结=保程度分析证等GMS特点整合了MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、RT3D、SEEP2D、SEAM3D、UTCHEM、PEST、UCODE等模型和程序包,等可行水流、溶进质移、反移模;建立三地体,行孔运应运拟维层实进钻据管理、二数维(三维)地质统计适用于孔隙介三地下水模,是目前最常用质维拟国内的件地下水流和溶移模件软质运拟软念化方式建立水文地念模型概质概与GIS接口好,前、后理功能更强处件升快软级GMS各模块介绍GMS各模块介绍TIN(TriangulatedIrregularNet-works),三角形不规则网格):
该模块用来形成三角形不规则网格,用以表示空间曲面,通常用来表示相邻地层的界面,多个TINs就可以被用来建立实体(Solid)模型或三维网格。
Boreholes钻孔数据:
钻孔数据:
用来管理样品和地层这两种格式的钻孔数据。
样品数据用来作等值面和等值线;地层数据用来建立TIN、solid实体和三维有限元网格。
GMS各模块介绍Solids实体模型实体模型:
在不规则的三角形网络(TIN)建立完成后,通过一系列操作产生的实际地层的三维立体模型。
Scatter(散点散点):
二维与三维Scatter主要功能是导入和管理数据,并进行插值,完成TIN、Grid间的数据传输。
GMS各模块介绍2DMesh:
包括SEEP2D模块,用来计算坝堤剖面渗漏的二维有限元稳定流模型。
可以用于模拟承压和无压流问题,也可以模拟饱和和非饱和带的水流;对无压流问题,模型可以只局限于饱和带。
根据SEEP2D的结果可以作出完整的流网GMS各模块介绍3DMesh,包括FEMWATER模块,用来模拟饱和流和非饱和流环境下的水流和溶质运移的三维有限元耦合模型,还可用于模拟咸水入侵等密度变化的水流和运移问题。
GMS各模块介绍3DGrid,是计算模块,网格建模法即在此模块中实现。
包括MODFLOW模块,MODPATH模块,MT3D模块,UTCHEM模块,ART3D模块。
2DGrid模块模块:
将控制点数据插值后分配到二维网格MODFLOW用行地下水流模;包括来进数值拟wells、recharge、river、drain、ET以及界等子程序边包MODPATH是确定定定或非定流中点移给时间内稳稳质运路的三示踪模型。
和径维它MODFLOW一起使用,用来描述定的截、点移路的度和到指给时间内获区质运径长达定位置的。
时间点追踪包括正向追踪和反向追踪。
质MT3D是三地下水溶移程序,能模地下水系维质运够拟统中的平流、散、衰、溶化反、性非性吸扩减质学应线与线附作用等象;现UTCHEM是模多相流和移的模型,主要用于抽水拟运应和恢。
复RT3D是模地下水中多分反的三移模型拟组应维运,适合于模自然衰和生物恢。
例如自然降解、重金、炸拟减复属、石油化合物、化分等染物治理的模。
药碳氢氯组污拟GMS各模块介绍GIS(地理信息系统)地理信息系统):
可以将shape文件导入模型,在mapping中通过shapestoFeatureObjects将文件和属性导入map模块。
Map模块:
模块:
利用GIS导入的文件和属性建立水文地质概念模型,或者以TIFF、JEPG等图件为底图,在图上确定表示源汇项、边界、含水层不同参数区域的点、曲线、多边形的空间位置,快速建立起概念模型。
GMS各模块介绍地下水流模型数据准备数值模型模拟软件(GMS,VM,Feflow,PMV等)空间离散格大小、活元格目网动单数时间离散模期、力期和步拟应时间长地下水流模型数据准备源汇项处理与GIS相合结recharge子程序包:
降雨入渗、面采状农业开、灌回渗溉wells子程序包:
采、向开侧ET子程序包:
蒸发Drain子程序包:
排水、湖淖沟地下水流模型数据准备结构模型资料:
孔、剖面、高程等、厚度等钻值线值线等软件:
上提高程、线mapgis、arcview和surfer数据格式:
x、y、z地下水流模型数据准备初、末刻水位资料:
流,孔、孔等原始水位场图长观统测数据软件:
mapgis、arcview、surfer数据格式:
x、y、z地下水流模型数据准备观测孔资料:
孔、孔等原始水位据长观统测数软件:
vba数据格式:
地下水流模型数据准备边界条件资料:
水位、流量和相应参数软件:
arcview(arcgis)、vba数据格式:
水界:
头边流量界:
边.well文件三界:
类边.ghb文件地下水流模型数据准备参数:
资料:
前人料(分等)、抽水资参数区图试验料资软件:
mapgis、arcview(arcgis)数据格式:
.shp文件地下水流模型数据准备源汇项资料:
源基料汇项对应础资软件:
mapgis、arcview(arcgis)、vba、access数据格式:
GMS子程序包格式或井文件对应地下水流模型模型后处理长观孔拟合资料:
GMS出的孔据(和算)导观测数实测计软件:
excel直接理或处vba数据格式地下水流模型模型后处理均衡分析资料:
GMS6.0以上版本出的均衡据导数软件:
excel直接理或处vba数据格式:
地下水流模型模型后处理参数资料:
GMS出的分和性、导参数区属软件:
arcview、suefer、mapgis或arcgis浅层渗透系数分区图浅层渗透系数分区图地下水流模型模型后处理流场拟合资料:
GMS出流据和据导场数实测数软件:
arcview、suefer、mapgis或arcgis数据格式03年年12月浅层地下水流场拟合月浅层地下水流场拟合图图地下水流模型模型后处理模型的识别检验流的合和孔的场拟长观拟合均衡分析均衡项模拟量比例补给降雨入渗2164.4250.15%侧向补给2151.6949.85%小计4316.11100.00%排泄人工开采-681.0717.45%人畜生活-17.040.44%湖淖排泄-281.947.23%侧向流出-754.1719.33%深循环量-63.521.63%蒸发-2104.5253.93%小计-3902.27100.00%补排差413.83地下水数值模拟书籍
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