地下水模擬技術(shù)及應(yīng)用培訓(xùn)_第1頁
地下水模擬技術(shù)及應(yīng)用培訓(xùn)_第2頁
地下水模擬技術(shù)及應(yīng)用培訓(xùn)_第3頁
地下水模擬技術(shù)及應(yīng)用培訓(xùn)_第4頁
地下水模擬技術(shù)及應(yīng)用培訓(xùn)_第5頁
已閱讀5頁,還剩38頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

地下水?dāng)?shù)值模擬技術(shù)與應(yīng)用

第四講地下水流模型MODFLOW簡介中科院計(jì)算所培訓(xùn)主要內(nèi)容3.1主要功能和主要模塊3.2目前國內(nèi)外主要地下水模擬軟件簡介3.3VisualModflow簡介(簡單操作)3.4GMS簡介3.5地下水?dāng)?shù)值模擬發(fā)展趨勢3.6一點(diǎn)體會和經(jīng)驗(yàn)4.1主要功能和模塊MODFLOW(Modularthree-dimensionalfinite-differenceground-waterflowmodel)是由美國地質(zhì)調(diào)查局上世紀(jì)80年代開發(fā)的基于有限差分法的孔隙介質(zhì)中三維地下水流模擬程序,現(xiàn)已推出MODFLOW88、96、2000和2005四個版本,已成為功能完善、擴(kuò)展性強(qiáng)、應(yīng)用最為廣泛的地下水流模擬程序。主要功能模擬穩(wěn)定、非穩(wěn)定地下水流非均質(zhì)含水層,簡單的各項(xiàng)異性含水層二維、三維地下水流模擬承壓、潛水、承壓-無壓含水層地下水流模擬適用條件飽和空隙介質(zhì)地下水流,地下水流動滿足達(dá)西定律。4主要特點(diǎn):采用FORTRAN語言編程,可下載源程序,可根據(jù)需要對程序改編;采用模塊化結(jié)構(gòu),MODFLOW程序可分為一個主程序和若干個高度獨(dú)立的子程序(模塊,modules),若干相關(guān)的子程序整合形成具有特定功能的子程序包(pakages)。使程序易于理解和修改,便于二次開發(fā)和增加新的模塊和子程序包,對其功能進(jìn)行擴(kuò)展;離散單元的簡單化。采用矩形不等距網(wǎng)格離散,便于用戶對模擬區(qū)剖分和準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù),輸出的計(jì)算結(jié)果也比較規(guī)范化。Upscale技術(shù);在時間離散上,引入應(yīng)力期的概念,便于模擬期內(nèi)時間段的劃分和時間步長的設(shè)定;求解方法多樣化;輸出格式的標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化;資源豐富,可在有關(guān)網(wǎng)站上下載源程序、參考手冊、操作手冊等;有較多的軟件產(chǎn)品,廣大的用戶。子程序包名稱英文縮寫功能基本子程序包BAS指定邊界條件、時間段長度、初始條件以及輸出計(jì)算單元間滲流子程序包BCF計(jì)算有限差分方程組各項(xiàng)的值,即網(wǎng)格間流量和儲存變化量外應(yīng)力子程序包水井子程序包WEL定義點(diǎn)井的濾水管位置和井流量補(bǔ)給子程序包RCH定義含水層的面狀補(bǔ)排強(qiáng)度河流子程序包RIV將河流處理為三類邊界排水溝子程序包DRN如果地下水位高于排水溝底板,則定義為一類邊界,如果低于底板,則無補(bǔ)排量。蒸發(fā)蒸騰子程序包EVT按阿維楊諾夫公式處理地下水的蒸發(fā)蒸騰量通用水頭子程序包GHB將邊界定義為三類邊界條件求解子程序包SIP子程序包SIP強(qiáng)隱式法求解線性方程組SSOR子程序包SSOR超松弛迭代法求解線性方程組PCG子程序包PCG預(yù)調(diào)共軛梯度法求解線性方程組MODFLOW主要子程序包功能表基于MODFLOW開發(fā)的一部分子程序包和模型一覽表3.2國內(nèi)外流行的地下水模型軟件3.3VisualModflow介紹主要特點(diǎn)基于windows系統(tǒng)開發(fā)的軟件,界面友好,簡單易學(xué);具有較為強(qiáng)大的圖形可視化程度功能,圖形化輸入和輸出;允許用戶以其他方式修改和輸入模型數(shù)據(jù);功能較為齊全:地下水流、質(zhì)點(diǎn)追蹤、溶質(zhì)運(yùn)移模擬;模型自動識別:ucode、pest;分區(qū)均衡計(jì)算;……VisualModflow演示3.4GMS簡介IntroductionGMS–GroundwaterModelingSystemisthemostsophisticatedandcomprehensivegroundwatermodelingsoftwareavailabletoday.GMSisacomprehensivepackagethatprovidestoolsforeveryphaseofagroundwatersimulationincludingsitecharacterization,modeldevelopment,post-processing,calibration,andvisualization.DevelopedbyBrighamYounguniversity4功能:多個軟件的集成MODFLOW-2D,3DGroundwaterflowmodelMODPATH-aparticletrackingmodelbasedonMODFLOWMT3DMS-3DMassTransportmodelRT3D-alternatechemicalreactionbasedon

MT3DMSSEAM3D-biodegradationmodelbasedonMT3DMSFEMWATER–3DFEFlowandMTmodel.Un&saturatedNUFT-3Dmulti-phaseflowandMTmodel.UTCHEM-multi-phaseflowandMTmodel.(DNAPL)

SEEP2D-2Dfiniteelementgroundwatermodel.PEST-ParameterESTimationutilityUCODE-parameterestimationutility4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介ThebackwardtrackingoptioninMODPATHcanbeusedtodelineatecapturezonesforwellsforagiventimeperiod4Development--GMS簡介MT3DMSisamodularthree-dimensionaltransportmodelforthesimulationofadvection,dispersion,andchemicalreactionsofdissolvedconstituentsingroundwatersystems.MT3DMSusesamodularstructuresimilartothestructureutilizedbyMODFLOW.MT3DMSisusedinconjunctionwithMODFLOWinatwo-stepflowandtransportsimulation.HeadsandcellbycellfluxtermsarecomputedbyMODFLOWduringtheflowsimulationandarewrittentoaspeciallyformattedoutputfile.ThisfileisthenreadbyMT3DMSandutilizedastheflowfieldforthetransportportionofthesimulation.4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介RT3DisamodifiedversionofMT3DMSthatutilizesalternatechemicalreactionpackages.Numerouspre-definedreactionsareavailableincludinginstantaneousaerobicdegradation,BTEXdegradationwithmultipleelectronacceptors,sequentialanaerobicdegradationofPCE/TCE,andcombinedaerobic/anaerobicdegradationofPCE/TCE.Forspecialcases,anoptionisprovidedforcreatinguser-definedreactions.

4Development--GMS簡介SEAM3Disareactivetransportmodelusedtosimulatecomplexbiodegradationproblemsinvolvingmultiplesubstratesandmultipleelectronacceptors.ItisbasedontheMT3DMScode.InadditiontotheregularMT3DMSpackages,SEAM3DincludesaBiodegradationpackageandNAPLDissolutionpackage.4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介FEMWATERisathree-dimensionalfiniteelementgroundwatermodel.Itcanbeusedtosimulateflowandtransportinboththesaturatedandunsaturatedzone.Furthermore,theflowandtransportsimulationcanbecoupledtosimulatedensitydependentproblemssuchassalinityintrusion.4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介NUFTisa3Dmulti-phasenon-isothermalflowandtransportmodel.Itisideallysuitedforvadosezoneproblems.Itcanbeusedtosimulateawidevarietyofremediationstrategiesincludingstreaminjection,vaporextraction,andairsparging.4Development--GMS簡介UTCHEMisamulti-phaseflowandtransportmodel.UTCHEMisideallysuitedforthesimulationofsurfactant-enhancedaquiferremediation(SEAR),andDNAPLtransport.UTCHEMisamaturemodelthathasbeenwidelyused.TheUTCHEMsolverisefficientandrobust.FutureversionsoftheGMS/UTCHEMinterfacewillincludethesimulationofbiodegradation.動畫演示4Development--GMS簡介SEEP2Disa2Dfiniteelementgroundwatermodel.SEEP2Disdesignedtobeusedonprofilemodels(XZmodels)suchascross-sectionsofearthendamsorlevees.TheoutputfromSEEP2Dcanbeusedtoplotcompleteflownets.4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介4Development--GMS簡介優(yōu)點(diǎn)適用面廣,幾乎可用于建立所有類型的地下水模型前處理程序好:源匯項(xiàng)、各類邊界均有單獨(dú)模塊處理有大量的參考手冊和源程序代碼,便于根據(jù)自己的需要修改技術(shù)支持好,軟件更新快對硬件要求不高價格合理缺點(diǎn)功能強(qiáng)大,但操作過于復(fù)雜。計(jì)算結(jié)果的輸出、可視化表達(dá)需進(jìn)一步完善。無法處理一些特殊條件,如:蒸發(fā)、排水溝、多和方向的各向異性、…..4Development--GMS簡介3.5地下水模型的發(fā)展趨勢

地下水模擬技術(shù)展望逐級加密技術(shù)(upscale)高精度并行算法最優(yōu)參數(shù)估計(jì)(不確定性理論和方法、人工智能算法)替代模型理論與方法(孫訥正等)飽和帶~非飽和帶耦合模型地下水~地表水耦合模型流域模型(大氣水、地表水、包氣帶水、地下水)多項(xiàng)流模擬(核廢料、CO2儲存研究)地下水模擬與水資源管理系統(tǒng)整合研究地下水模擬軟件發(fā)展趨勢界面化(交互式圖形界面)圖形界面、下拉菜單、對話框通用化一維、二維、三維水流、水質(zhì)運(yùn)移、熱運(yùn)移、地面沉降飽和帶、非飽和帶地下水-地表水耦合模型前后處理的智能化自動剖分離散點(diǎn)插值水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)識別錯誤的自動檢測均衡計(jì)算圖形、表格表示前后處理的智能化自動剖分離散點(diǎn)插值水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)識別錯誤的自動檢測均衡計(jì)算圖形、表格表示基于GIS技術(shù)(概念模型)邊界、參數(shù)、源匯項(xiàng)、幾何參數(shù)Conceptualmodelsoverlaywithmeshestotransformthepropertiesofconceptualmodels3.6一點(diǎn)體會和經(jīng)驗(yàn)地下水流數(shù)值模型地下水溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模型地下水熱運(yùn)移數(shù)值模型53.6.1地下水流數(shù)值模型要求的資料(水文地質(zhì)概念模型)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu);邊界條件和邊界值;水文地質(zhì)參數(shù);地下水流場,地下水長觀資料;地下水的補(bǔ)排項(xiàng);準(zhǔn)三維流(多層)與三維流區(qū)域模型與局部地段(水源地模型)的差異及關(guān)系—模型間套技術(shù)體會與經(jīng)驗(yàn)初始流場不準(zhǔn):穩(wěn)定流模型;垂向水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的確定:要注意開采分層;混合開采井的處理:等效越流;泉及向河流排泄:處理成排水溝;大面積地表水灌區(qū),有大量排水溝存在,仍是難題;盡量避免疏干等水流不連續(xù)情況的出現(xiàn);各向異性含水層的處理:等效;應(yīng)力期(抽水時期)的確定:地下水動態(tài)特征和補(bǔ)排在時間上的分布規(guī)律;河流的處理:盡量避免一類邊界條件,處理為三類邊界條件較為靈活;有咸水、微咸水地區(qū)的地下水資源評價:分區(qū)評價。3.6.2地下水溶質(zhì)運(yùn)移數(shù)值模型所需資料地下水流模型所需所有資料;通過綜合分析,搞清研究區(qū)主要的污染組分,給出其以下數(shù)據(jù):該組分的水溶性特征(溶于水、不混容);該組分的來源、釋放量以及本底值該組分的濃度場、動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù);該組分在含水層中的水文地球化學(xué)作用及相關(guān)參數(shù);彌散系數(shù)(彌散度,難點(diǎn)?。?;含水層的有效孔隙度。體會與經(jīng)驗(yàn)注意溶質(zhì)運(yùn)移模型與水質(zhì)模型的差別,只有搞清運(yùn)移和演化

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論