第一讲地下水流数值模拟软件介绍
地下水流模型MODFLOW简介
3.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
3.MODFLOW软件的程序包
MODFLOW子程序包功能：
3.MODFLOW简介：特点
（一）采用模块化结构
MODFLOW将具有相似功能的子程序组合成子程序包,主要包 括水井、补给、河流、沟渠、蒸发蒸腾和通用水头边界 6 个子 程序包。同时用户也可按实际需要选用其中某些子程序包进行 地下水运动的数值模拟。这种模块化结构使程序易于理解、修 改，并为进行二次开发添加新的子程序包。
大差异 地下水、地表状况、土壤、植被、气候变量和土地
利用等都存在时空变异性，模型的耦合集成存在较大 的难度。
2.地下水数值模拟发展趋势
(3)勘探技术水平还有待于进一步提高 随着计算机的广泛应用，计算机软浸实现了对大量水文地质学
及地下水动力学问题的模拟，其计算能力远远超过人们获取数值 模型所需野外资料的能力。因此，野外资料的准确性及全面性就 决定了数值模拟的精度。 (4)物化反应和生化作用的溶质迁移模型
三维有限单元地下水流的溶质运移模拟并可模拟热运移
HST3D GUIPIE
Visual Groundwater
Ken. Kipp博士
ＨＳＴ３Ｄ的可视化界面
加拿大Waterloo水 专门的可视化，包括钻孔、水位、地球化学资料的三维可视化，能够把其他软件
文地质公司
模拟的网络化离散数据三维可视化显示
Argus ONE 美国地质调查局 专门的可视化，可以作为ＭＯＤＦＬＯＷ、ＳＵＴＲＡ等模拟软件的可视化平台
地下水流模型MODFLOW简介
提纲
地下水流模型MODFLOW简介课件-页 (一)
地下水流模型MODFLOW简介课件-页 (一)地下水流模型是一种计算机模型，用于研究地下水流的运动。
为了更好地了解和应用地下水流模型，我们首先需要了解该模型的常用软件，其中一种叫做MODFLOW。
本文将会对MODFLOW进行详细介绍。
1. MODFLOW是什么？MODFLOW是一种流行的地下水流计算机模型软件，由美国地质调查局（USGS）开发而来，自1979年开始使用。
MODFLOW是一种模块化软件，意味着不同的模块可以组合使用以应对不同的地下水问题。
2. MODFLOW的使用MODFLOW可以用于以下方面：- 地下水流动力学研究- 水文地质研究- 地下水管理- 地下水资源研究3. MODFLOW的特点- 模块化设计：不同的模块可以组合使用，而且每个模块都有其独立的输入和输出。
- 开放源代码：MODFLOW的源代码已经被公开，用户可以基于其开发新的模块，或是基于现有模块进行改进。
- 灵活性：用户可以根据实际情况调整模型中的参数，并进行敏感性分析和不确定性分析。
- 数据处理能力：MODFLOW可以处理多种文件格式，包括地理信息系统（GIS）数据。
4. MODFLOW模型输出- 地下水流量：模型可以计算不同地点和时间水量的流量。
- 水头数据：模型可以计算每个时间点的水头，这对于了解地下水水文和地下水资源管理都是非常重要的。
- 地下水位分布：模型可以显示地下水位变化，这对于地下水资源管理和地下水污染研究非常有用。
- 土壤水分分布：MODFLOW还可以计算并显示土壤水分的分布，这对于农业和生态系统研究都是非常重要的。
总结：MODFLOW是一种流行的地下水流模型软件，开放源代码，模块化设计，具有灵活性和数据处理能力，并能够提供地下水流量、水头数据、地下水位分布和土壤水分分布等输出数据。
如果您需要在地下水管理、地下水资源研究和水文地质研究方面进行研究，那么MODFLOW 这个工具将是一个非常可靠的选择。
地下水数值模拟任务步骤及常用软件
地下水数值模拟任务步骤及常用软件地下水数值模拟是指通过建立数学模型和运用计算机方法，利用计算机模拟地下水的水文过程，预测地下水的动态变化，并定量分析地下水资源的开发利用。
地下水数值模拟在地下水资源管理、环境保护、地下水污染防治等领域具有广泛的应用。
1.建立地下水数学模型：根据地下水的特征和要研究的问题，建立合适的数学方程和边界条件，描述地下水系统的基本运动规律。
2.选择合适的计算方法：根据模型的特征和要求，选择合适的数值计算方法，如有限差分法、有限元法、边界元法等。
3.模型参数的确定：对于地下水数学模型中的一些参数，如渗透率、初始压力等，需要通过现场实测或实验室测试获得，并进行合理的插值和外推处理。
4.数值模拟的实施和验证：利用计算机软件进行数值计算，模拟地下水系统的动态变化，并通过对模拟结果的与实测数据的比较，验证模型的可靠性和准确性。
5.模型的应用和优化：在模型建立和验证的基础上，利用模型进行不同方案的对比研究，优化地下水资源的管理和利用方式。
1.MODFLOW：是美国地质调查局开发的地下水流动模型，是目前最常用的三维地下水数值模拟软件之一、具有强大的建模和计算功能，可以模拟各种地下水问题。
2. FEFLOW：是德国DHIGmbH公司开发的强大的地下水和污染物运移模拟软件，可模拟多孔介质中的多个相（水、气和污染物）的运动和相互作用，广泛应用于地下水资源管理和环境保护领域。
3.MODPATH：是美国地质调查局开发的地下水路径分析软件，可以模拟地下水流动路径，并用于评估污染物传输路径和确定水源保护区等。
4.SEAWAT：是美国地质调查局开发的海岸带地下水模拟软件，结合了MODFLOW和MT3DMS，可以模拟地下水和盐水的运动、混合和溶解反应等。
5. GMS（Groundwater Modeling System）：是美国Aquaveo公司开发的集成地下水模型软件平台，集成了多个地下水模型的功能和算法，提供了友好的图形界面和强大的后处理功能。
GMS地下水模拟软件软件介绍
GMS地下水模拟软件软件介绍GMS（Groundwater Modeling System）地下水模拟软件是一个专业的地下水模拟工具，用于建模地下水系统，并模拟地下水流动、传输和污染传输。
GMS软件提供了一系列先进的功能和工具，使用户能够创建复杂的地下水模型，进行多种类型的模拟和分析，并生成详细的可视化结果。
本文将介绍GMS软件的主要功能和优势。
##主要功能1.地下水建模：GMS软件提供了直观的界面和工具，帮助用户创建地下水模型。
用户可以轻松地导入和处理地形地貌数据、地下水位数据、水文地质数据等各种数据，以便构建真实的地下水模型。
2.模拟工具：GMS软件支持多种地下水模拟方法，包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。
用户可以根据需要选择合适的模拟方法，并进行多种不同类型的地下水模拟，如地下水流动、地下水污染传输等。
3.数据处理：GMS软件内置了丰富的数据处理工具，帮助用户对输入数据进行处理和分析。
用户可以进行数据插值、网格划分、数据匹配等操作，以优化地下水模型的建立和模拟效果。
4.地下水管理：GMS软件提供了强大的地下水管理功能，帮助用户对地下水系统进行监测和管理。
用户可以设置不同的监测点和监测参数，实时监测地下水系统的运行状况，以及对地下水资源进行合理管理和保护。
5.结果展示：GMS软件支持多种结果展示方式，包括二维和三维可视化模型、地下水流线图、浓度分布图等。
用户可以通过这些可视化结果直观地了解地下水系统的运行情况，并对地下水模型进行效果评估和优化。
##优势1.全面的功能：GMS软件拥有丰富的功能和工具，可以满足用户在地下水模拟和分析方面的各种需求。
无论是建模、模拟、数据处理还是结果展示，GMS软件都提供了一系列强大的功能，使用户能够轻松地完成地下水模拟工作。
2.用户友好的界面：GMS软件拥有直观简洁的界面设计，用户可以通过简单易懂的操作步骤完成地下水模拟工作。
软件提供了详细的帮助文档和教程，帮助用户快速上手并熟练使用各种功能和工具。
PetraSim 地下水数值模拟软件
产品详细说明PetraSim是用于TOUGH2模拟程序家族的图形化界面。
TOUGH2及其衍生程序由伯克利劳伦斯国家实验室（Lawrence Berkeley National Labroatory）研发，因其在孔隙和裂隙介质中水流和热运移的强大模拟能力而被认可，包括挥发性有机化合物的多组分混合物（TMVOC）。
TOUGH2已用于包括环境修复和Y ucca山地下水流在内的多相、多组分问题。
PetraSim以交互式3D环境，包括网格剖分，参数定义和结果展示，使建模者充分应用TOUGH2的功能。
PetraSim解放了分析者，让他们可以专注于模型本身，同时自动处理TOUGH2输入和输出文件的繁琐细节，从而大大降低了TOUGH2的使用难度。
具有PetraSim的TOUGH2版本包括TOUGH2和T2VOC可执行程序，为用户减少了成本和复杂性。
PetraSim的主要特点包括：完全交互式的模型生成和结果展示。
3D模型控制和视觉反馈。
利用直观对话框的定义参数。
集成化网格生成。
集成化网格和单元格编辑。
自动生成模型的输入文件。
集成化3D等值面，矢量和等值线绘制。
集成化时间记录图和数据对比。
最近改进的PetraSim包括了对新模块TOUGHREACT和TOUGH-Fx/HYDRA TE的支持。
TOUGHREACT是孔隙裂隙介质中多相流体非等温流化学反应的数值模拟程序。
矿物集合体与液体之间的反应能在局部平衡或动力速率下发生。
气相可以是化学活性的。
沉淀和溶解反应能够改变地层的孔隙度和渗透性，也能改变岩石的不饱和流特征。
TOUGH-Fx/HYDRA TE 是模拟含水层系统状态的新程序。
对于达西定律有效的任意大小的（从实验室到水库）复杂地质介质中的典型普通自然CH4-氢氧化物沉积物（即，永久冻结带和深海沉积物），TOUGH-Fx/HYDRA TE通过求解质量和热量平衡藕合方程，能够模拟其中的非等温气体释放，相特性、液体和热量流动。
GMS地下水模拟软件软件介绍
（2）含水层信息包(FLOW PACKAGE)
BCF (Block-Centered Flow)
LPF (Layer Property Flow)
HUF (Hydrogeologic Unit Flow) BCF视含水层（潜水、承压水、潜水和承压
兼备）的性质赋予相应的渗透系数、含水 层底板标高、越流系数、导水系数等参数。 LPF的参数赋值与含水层性质无关，所赋参 数为Kh、Kv、弹性贮存率（storage)等。
T-progs子模块是利用钻孔地层数据，采用转移概率的计算方法对 区域地层进行模拟，以建立实际的三维立体模型。
Solid、T-progs子模块均可与Modflow子模块联合使用，建立真 三维的地下水流模拟模型。
Tins是三维 不规则网格， 通常用来表 示相邻地层 的界面，多 个Tins可用 来建立 Solid模型 或三维网格。
Nuft子模块是用来模拟三维多相不等温水流和运移模型， 它适合用来解决包气带中的一些问题。
Utchem子模块是用来模拟多相流和运移的模型，它对抽水 和水位恢复的模拟较理想，是一个已经被广泛运用的成熟 模型。
以上是GMS所包括的九个子模块。下面简单介绍一下GMS 中的九个辅助模块。
Pest和Ucode子模块一般在使用Modflow、Feflow等计算 模块时交替运用，来调整选定的参数，直到计算结果和 野外观测值相吻合。
概念模型对象：
可供选择的数学模 型包括： MODFLOW FEMWATER MODAEM SEEP2D ART3D等
图层概念：
根据点、线、面等特征对象可以建立许多图层 每个图层代表用户定义的研究区的特性：
可包括：研究区的范围图层 研究区边界条件、源汇项图层 含水层特征图层等；
地下水流数值模拟软件基本情况介绍
接圈定模型区域和剖分计算单元, 并可方便地为各剖分单Байду номын сангаас和边界条件
直接在机上赋值, 做到真正的人机对话。
•
MODFLOW 可以模拟潜水、承压水和隔水层中的稳定流与瞬变流的情况。
许多影响因素和水文过程, 如河流、溪流、排水沟、水库、作物蒸散量、降 雨和灌溉入渗补给等, 都可以用MODFLOW 来模拟。 • MODFLOW 提供了求解地下水流有限差分公式的很多种方法, 如强隐式 迭代法SIP、逐次超松弛迭代法SOR、预调共轭梯度迭代法PCG 2、SSOR 等。 用户可以根据自己研究的实际情况, 选择适合的有效求解方法。由于实际地 质及水文地质条件的差异,选择不同的求解程序包所得的结果是不一样的。 • MODFLOW 在求解过程中, 引入了应力期(Stress Period ) 概念, 它将整个 模拟时间分为若干个应力期, 每个应力期又可再分为若干个时段( Time Step )。 在同一个应力期, 各时间段既可以按等步长,也可以按一个规定的几何序列逐 渐增长。 • 而在每个应力期内 ,MODFLOW 规定所有的外部源汇项的强度应保持不 变。这样做不但简化规范了数据文件的输入, 而且使得物理概念更为明确。
• • •
边界条件：边界类型、水头或流量 初始条件：统测水位 水位动态观测资料：观测孔位置、结构、水位时间变化
注意问题
1）模型中没有为第二类边界条件赋值的菜单，可在第二类
边界单元上通过 Wells 菜单加上注水井或开采井来实现地下水 的侧向补给或排泄； 2）在输入数据文件时，如计算目的层的顶底板标高数据文 件，模型自动插值得到各单元的相应数据，在一个单元的各点 上数据是相等的。因此，为提高模拟的精度，剖分单元不能过 大； 3）模型的计算步长依输入源汇项中最小的时间间隔来确定。
地下水预测常用软件简介#(精选.)
3 常用地下水模拟软件简介3.1 GMS地下水模拟系统(Groundwater Modeling System)，简称GMS，是美国Brigham Young University的环境模型研究实验室和美国军队排水工程试验工作站在综合已有地下水模型MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、RT3D、SEEP2D、SEAM3D、UTCHEM、PEST、UCODE、NUFT等地下水模型而开发的可视化三维地下水模拟软件包。
可进行水流模拟、溶质运移模拟、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；可视化和打印二维(三维)模拟结果。
其图形界面用起来非常便捷。
由于GMS软件具有良好的使用界面，强大的前、后处理功能及优良的三维可视化效果，目前已成为国际上最受欢迎的地下水模拟软件。
1 GMS各模块功能简介GMS由MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、SEEP2D、SEAM3D、RT3D、UTCHEM、PEST、UCODE、MAP、SUBSUR-FACECHARACTERIZATION、BoreholeData、TINs(Triangulated Irregular Nets)、Solid、GEO-STATISTICS等模块组成。
各模块的功能如下：MODFLOW是世界上使用最广泛的三维地下水水流模型。
专门用于孔隙介质中地下水流动的三维有限差分数值模拟，由于其程序结构的模块化、离散方法的简单化及求解方法的多样化等优点，已被广泛用来模拟井流、溪流、河流、排泄、蒸发和补给对非均质和复杂边界条件的水流系统的影响。
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质点示踪模型。
在指定各质点的位置后，MODPATH可进行正向示踪和反向示踪，根据MODFLOW计算出来的流场，MODPATH可以追踪一系列虚拟的粒子来模拟从用户指定地点溢出污染物的运动。
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第一讲地下水流数值模拟软件介绍
地下水流数值模拟软件是一种可以模拟地下水流动过程的计算工具。
它通过建立数学模型，基于地下水流动方程和物质输移方程，计算地下水流动的速度、压力、水位等参数，并提供可视化结果展示。
地下水流数值模拟软件广泛应用于水资源开发与管理、环境保护和地下水污染治理等领域。
它可以帮助工程师和科研人员预测地下水的流动规律，评估地下水资源的可利用性，优化水资源的开发利用方案，指导地下水环境保护和污染治理措施的设计。
目前市场上有多种地下水流数值模拟软件，如MODFLOW、FEMWATER、Visual MODFLOW、GMS等。
这些软件通常具有以下几个主要特点：
1.建模能力：地下水流数值模拟软件能够建立复杂的地下水模型，包括地下水系统的几何形状、边界条件、材料性质等。
用户可以根据实际情况进行地下水模型的建立，以反映真实的地下水系统。
2.求解能力：地下水流数值模拟软件可以通过数值方法求解地下水流动的物理方程。
它使用迭代算法和数值计算技巧，计算得出地下水流动的速度、压力、水位等参数。
求解过程通常需要考虑地下水系统的复杂性和计算效率的平衡。
3.可视化能力：地下水流数值模拟软件可以将计算结果以可视化的方式展示出来。
用户可以通过图表、图像和动画等形式，直观地了解地下水流动的变化趋势和空间分布。
同时，软件还能够提供各种数据统计和分析功能，辅助用户对地下水系统进行定量分析。
4.模型优化能力：地下水流数值模拟软件可以使用模拟结果对地下水模型进行优化。
用户可以根据实际观测数据和模型结果进行比较，进一步改进地下水模型的参数和边界条件，提高模拟结果的准确性和可靠性。
由于地下水流数值模拟软件在不同应用领域具有不同的需求，因此市场上存在多种不同功能和特点的软件。
一些软件具有更高的计算效率和更精确的模型求解能力，适用于大规模地下水系统的模拟。
另一些软件则更加简单易用，适合初学者或小规模地下水系统的模拟。
总之，地下水流数值模拟软件是一种重要的计算工具，能够帮助人们研究地下水流动规律、预测地下水资源变化趋势、评估水资源利用方案和设计环境保护措施。
不同的软件在功能和特点上有所差异，用户可以根据自己的需求选择合适的软件进行使用。