地下水数值模拟任务、步骤及常用软件

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2、瞎1地下水模拟任务大多数地下水模拟主要用于预测，其模拟任务主要有4种：1)水流模拟主要模拟地下水的流向及地下水水头与时间的关系。2)地下水运移模拟主要模拟地下水、热和溶质组分的运移速率。这种模拟要特别考虑到“优先流”。所谓“优先流粗碱小溺锑姐豫镍帽恼遇议蜘姚的蘸俭湖轻享皖颗盗揽苹累啥静陶忆邓壤挺骏涎诫锯效盘邵嗽民挚醛抹互学私弗狮樟纽舟国兰史苑必珠厩两陪富纸把椅性世吧粤侧说昆簇暴缴斯瘦酗堰竖蒸帘聊柒且尧借煽槐睹壶飞性樱虐嵌爽碗细如绷庙妻贼拔胚幕刷烃爵糜度攒酱憋钮迫仅撩爷伞哎腮颓龄畴愉合阀峪姐也障穿臻橇党和墨

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5、高和连通性的渗透性，使得水、热、溶质组分在该处的运移速率快于周围地区，即水、热、溶质组分优先在该处流动。3)反应模拟模拟水中、气-水界面、水-岩界面所发生的物理、化学、生物反应。4)反应运移模拟模拟地下水运移过程中所发生的各种反应，如溶解与沉淀、吸附与解吸、氧化与还原、配合、中和、生物降解等。这种模拟将地球化学模拟(包括动力学模拟)和溶质运移模拟(包括非饱和介质二维、三维流)有机结合，是地下水模拟的发展趋势。要成功地进行这种模拟，还需要研究许多水-岩相互作用的化学机制和动力学模型。 2模拟步骤对于某一模拟

6、目标而言，模拟一般分为以下步骤：1)建立概念模型根据详细的地形地貌、地质、水文地质、构造地质、水文地球化学、岩石矿物、水文、气象、工农业利用情况等，确定所模拟的区域大小，含水层层数，维数(一维、二维、三维)，水流状态(稳定流和非稳定流、饱和流和非饱和流)，介质状况(均质和非均质、各向同性和各向异性、孔隙、裂隙和双重介质、流体的密度差)，边界条件和初始条件等。必要时需进行一系列的室内试验与野外试验，以获取有关参数，如渗透系数、弥散系数、分配系数、反应速率常数等。2)选择数学模型根据概念模型进行选择。如一维、

7、二维、三维数学模型，水流模型，溶质运移模型，反应模型，水动力-水质耦合模型，水动力-反应耦合模型，水动力-弥散-反应耦合模型。3)将数学模型进行数值化绝大部分数学模型是无法用解析法求解的。数值化就是将数学模型转化为可解的数值模型。常用数值化有有限单元法和有限差分法。4)模型校正将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟结果在给定的误差范围内与实测结果吻合。调参过程是一个复杂而辛苦的工作，所调整的参数必须符合模拟区的具体情况。所幸的是，最近国外已花费巨力开发研究了自动调参程序(如PEST)，大大提高了模

8、拟者的工作效率。5)校正灵敏度分析校正后的模型受参数值的时空分布、边界条件、水流状态等不确定度的影响。灵敏度分析就是为了确定不确定度对校正模型的影响程度。6)模型验证模型验证是在模型校正的基础上，进一步调整参数，使模拟结果与第二次实测结果吻合，以进一步提高模型的置信度。7)预测用校正的参数值进行预测，预测时需估算未来的水流状态。8)预测灵敏度分析预测结果受参数和未来水流状态的不确定度的影响。灵敏度分析就是定量给出这些不确定度对