地下水流数值模拟软件简介

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1、GMS地下水流数值模拟软件中国地质大学环境学院2010.10提纲什么是数值模拟什么是GMS软件实例操作如何学习GMS软件如何安装GMS软件什么是数值模拟数值模拟也叫计算机模拟。它以电子计算机为手段，通过数值计算和图像显示的方法，达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的。引自百度（http://baike.baidu.com/view/1196149.htm）地下水数值模拟的目的和意义地下水数值模拟的基本目的是预测地下水未来动态，为水质和水量的评价提供理论依据。任务：模拟地下水的流向及地下水水头与时

2、间的关系。地下水流数值模拟资料需求水文地质参数：渗透系数，释水系数源汇项研究区域范围边界条件初始条件模拟步骤建立概念模型选择数学模型将数学模型进行数值化模型校正校正灵敏度分析模型验证预测预测灵敏度分析给出模拟设计与结果后续检查模型的再设计什么是GMS软件GMS是GroundwaterModelingSystem的简写，是美国BrighamYoungUniversity的环境模型研究室和美国军队排水工程试验工作站开发的用于地下水模拟的软件包。GMS软件的功能GMS运行方式以地下水流模拟为基础,在地下水流模拟的基

3、础上,建立一系列的水质模拟。水量模拟软件：MODFLOW/FEMWATERMODFLOW:有限差分法FEMWATER:有限元法水质模拟软件：MT3D/RT3DMT3D：amodular3-DtransportmodelRT3D：multi-speciesreactivetransportmodelMODFLOW的由来MODFLOW是英文名称ModularThree-DimensionalFinite-differenceGround-waterflowmodel(三维有限差分地下水流模型)的简称。由美国地质调

4、查局于80年代开发出的一套专门用于孔隙介质中地下水流动数值模拟的软件。自问世以来,MODFLOW已经在全世界范围内,在科研、生产、环境保护、城乡发展规划、水资源利用等许多行业和部门得到了广泛的应用,已经成为最为普及的地下水运动数值模拟的计算机程序。MODFLOW软件的程序包水井补给河流沟渠蒸发蒸腾通用水头边界模拟河流与含水层之间水力联系模拟由于抽水引起地面沉降模拟水平流动障碍MODFLOW地下水建模的方法GridApproachConceptualModelApproachSolidApproach实例操作:

5、MODFLOW研究区域概况MODFLOW:ConceptualModelImportingtheBackgroundImageDefiningtheBoundaryBuildingtheLocalSource/SinkCoverageDelineatingtheRechargeZonesLocatingtheGridFrameCreatingtheGridInitializingtheMODFLOWDataConvertingtheConceptualModelRunningMODFLOW如何安装GMS软件安

6、装文件破解文件双击将破解文件拷贝到安装目录下，将原有的文件覆盖安装目录操作说明安装成功如何学习GMS软件水流Chapter2：GridApproachChapter4：ConceptualModelApproach溶质运移Chapter6：GridApproachChapter7：ConceptualModelApproach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、工农业利用情况等模拟的区域:含水层层数:分层数据维数:一维、二维、三维水流状态：稳定流/非稳定流

7、、饱和流/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/双重介质流体的密度差边界条件和初始条件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。选择数学模型根据概念模型进行选择一维、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(热)水动力-反应耦合模型水动力-弥散-反应耦合模型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。有限差分法:GMS-MOFLOW有限单元法:

8、FEFLOW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。最近国外已花费巨力开发研究了自动调参程序(如PEST),大大提高了模拟者的工作效率。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。模型验证模