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1、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第1页/共38页收集整理资料，水文地质条件分析收集整理资料，水文地质条件分析资料的收集（文档）水文地质条件分析 基本条件的分析 水均衡分析 源汇项处理 定解条件处理第2页/共38页水文地质概念模型水文地质概念模型结构模型含水层和边界参数源汇项第3页/共38页结构模型结构模型顶底板标高顶底板标高含水层厚度含水层厚度水文地质水文地质剖面图剖面图钻孔分布图钻孔分布图及柱状图及柱状图水文地质概念模型水文地质概念模型结构模型结构模型第4页/共38页水文地质概念模型水文地质概念模型含水层和边界含水层和边界含水层水力
2、特征和介质特征的概化侧向边界：根据地质、水文地质条件、地下水系统特征等确定 水头边界、流量边界和混合边界（通用水头、河流、沟渠等）顶部边界：潜水面、含水层顶板等底部边界：基岩顶板或根据水循环深度、开采深度等确定第5页/共38页参数潜水渗透系数和给水度承压水渗透系数和储水率前人资料抽水试验源汇项侧向流入降雨入渗灌溉回渗人工开采蒸发侧向流出湖淖排泄水文地质概念模型水文地质概念模型第6页/共38页地下水流模型地下水流模型数值模型模拟软件（GMS,VM,Feflow，PMV等）空间离散 网格大小、活动单元格数目时间离散 模拟期、应力期和时间步长第7页/共38页地下水流模型地下水流模型源汇项处理与GIS
3、相结合 recharge子程序包：降雨入渗、面状农业开采、灌溉回渗 wells子程序包：开采、侧向、深循环量 ET子程序包：蒸发 Drain子程序包：排水沟、湖淖 .wel文件第8页/共38页地下水流模型地下水流模型模型的识别检验流场的拟合和长观孔的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-3902.27
4、100.00%补排差413.83第9页/共38页模型应用模型应用评价和预测 预测方案=预测结果=保证程度分析等第10页/共38页主要内容地下水流数值模拟的一般步骤GMS各模块功能介绍GMS基本操作及实例练习GMS模型数据前、后处理非稳定流模型练习第11页/共38页GMS特点整合了MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、RT3D、SEEP2D、SEAM3D、UTCHEM、PEST、UCODE等模型和程序包，等可进行水流、溶质运移、反应运移模拟；建立三维地层实体，进行钻孔数据管理、二维(三维)地质统计适用于孔隙介质三维地下水模拟，是目前国内最常用的软件地下水流和溶质运移模拟软件
5、概念化方式建立水文地质概念模型与GIS接口好，前、后处理功能更强软件升级快第12页/共38页GMS各模块介绍第13页/共38页GMS各模块介绍TIN(Triangulated Irregular Net-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：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。第14页/共38页GMS各模块介绍Solids实体模型：在不规则的三
6、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)：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。第15页/共38页GMS各模块介绍2D Mesh：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第16页/共38页GMS各模块介绍 3D Mesh，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
7、用于模拟咸水入侵等密度变化的水流和运移问题。第17页/共38页GMS各模块介绍 3D Grid，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。2D Grid模块：将控制点数据插值后分配到二维网格第18页/共38页 MODFLOW用来进行地下水流数值模拟；包括wells、recharge、river、drain、ET以及边界等子程序包MODPATH是确定给定时间内稳定或非稳定流中质点运移路径的三维示踪模型。它和MODFLOW一起使用，用来描述给定时间内的截获区、质点运移路径的长度和到达指定位置的时间。质点追踪包
8、括正向追踪和反向追踪。MT3D是三维地下水溶质运移程序，能够模拟地下水系统中的平流、扩散、衰减、溶质化学反应、线性与非线性吸附作用等现象；UTCHEM是模拟多相流和运移的模型，主要应用于抽水和恢复。RT3D是模拟地下水中多组分反应的三维运移模型,适合于模拟自然衰减和生物恢复。例如自然降解、重金属、炸药、石油碳氢化合物、氯化组分等污染物治理的模拟。GMS各模块介绍第19页/共38页GIS(地理信息系统）：可以将shape文件导入模型，在mapping中通过shapes to Feature Objects将文件和属性导入map模块。Map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
9、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各模块介绍第20页/共38页Flow Package介绍LPF(Layer Property Flow)：三维水流模拟BCF(Block-Centered Flow)：准三维流模拟HUF(Hydrogeologic Unit Flow）可利用solid或TPROGS建立水文地质结构模型，根据岩性进行水文地质参数赋值,然后通过HUF完成模拟层中水文地质参数的计算第21页/共38页主要内容地下水流数值模拟的一般步骤GMS各模块功能介绍GMS基本操作及实例练习GMS
10、模型数据前、后处理非稳定流模型练习第22页/共38页GMS基本操作及实例练习研究区基本概况第23页/共38页主要内容地下水流数值模拟的一般步骤GMS各模块功能介绍GMS基本操作及实例练习GMS模型数据前、后处理非稳定流模型练习第24页/共38页模型前处理结构模型 资料：钻孔、剖面、高程等值线、厚度等值线等 软件：线上提高程、mapgis、arcview和surfer 数据格式：x、y、z第25页/共38页模型前处理初、末刻水位 资料：流场图，长观孔、统测孔等原始水位数据 软件：mapgis、arcview、surfer 数据格式：x、y、z第26页/共38页模型前处理观测孔 资料：长观孔、统测
11、孔等原始水位数据 软件：vba 数据格式：第27页/共38页模型前处理边界条件 资料：水位、流量和相应参数 软件：arcview（arcgis）、vba 数据格式：水头边界：流量边界：.wel文件 三类边界：.ghb文件 第28页/共38页模型前处理参数：资料：前人资料（参数分区图等）、抽水试验资料 软件：mapgis、arcview（arcgis）数据格式：.shp文件第29页/共38页模型前处理源汇项 资料：源汇项对应基础资料 软件：mapgis、arcview（arcgis）、vba、access 数据格式：GMS子程序包对应格式或井文件 第30页/共38页模型后处理流场拟合 资料：GM
12、S导出流场数据和实测数据 软件：arcview、suefer、mapgis或arcgis 数据格式03年12月浅层地下水流场拟合图第31页/共38页模型后处理长观孔拟合 资料：GMS导出的观测孔数据（实测和计算）软件：excel直接处理或vba 数据格式第32页/共38页模型后处理均衡分析 资料：GMS6.0以上版本导出的均衡数据 软件：excel直接处理或vba 数据格式：第33页/共38页模型后处理参数 资料：GMS导出的参数分区和属性、软件：arcview、suefer、mapgis或arcgis 浅层渗透系数分区图第34页/共38页主要内容地下水流数值模拟的一般步骤GMS各模块功能介绍GMS基本操作及实例练习GMS模型数据前、后处理非稳定流模型练习第35页/共38页西峪水库海子水库黄松峪水库错河泃河前芮营非稳定流模型练习研究区基本概况第36页/共38页Q农业开采工业开采城镇生活用水人畜用水侧向流出蒸发溢出大气降水入渗河流入渗回灌入渗侧向流入河谷潜流山前洪水补给项补给项排泄项排泄项非稳定流模型练习源汇项源汇项第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页