实例1 - MODFLOW操作说明new

更新时间:2023-11-04 10:02:01 阅读量: 综合文库 文档下载

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Visual MODFLOW 4.2实例操作手册

引 言

MODFLOW是英文名称Modular Three-dimensional FiniteDifference Groundwater flow model (三维有限差分地下水流模型)的简称。由美国地质调查局(Unite State Geological Survey)于80 年代开发出的一套专门用于孔隙介质中地下水流动相关问题数值模拟的软件。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,是供水文地质工作者使用的一套功能强大的实用计算机软件。同时,MODFLOW软件的源代码可以在美国内政部网站上免费下载,供水文地质工作者参考和修改,以提高数值模拟的仿真性。

Visual MODLFOW软件中不仅包括MODLFOW模块,还有SEAWAT、MT3D、MODPATH等模块。为了让广大水文地质工作者能快速入门并精通该数值模拟软件,作者参考相关文献分别针对上述的模块自拟几个实例,并给出相应的操作步骤,供大家练习参考。

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目 录

实例1 地下水流-污染物迁移规律数值模拟实例 ............................................................................................. 4 1、实例模型背景介绍及概念模型 ................................................................................................................. 4 2、VM软件模拟该问题所需要的资料以及资料整理格式 .......................................................................... 5 2.1数值模拟资料 ......................................................................................................................................... 5 2.2资料整理格式 ......................................................................................................................................... 5 3、VM软件模拟地下水流场: FLOW FIELD .................................................................................................... 6 3.1新建工程项目 ......................................................................................................................................... 6 3.2模块I:模型输入 .................................................................................................................................. 8 3.3模块II:计算(Run) ......................................................................................................................... 23 3.4模块III:输出的可视化 ...................................................................................................................... 24 3.5模型校正 ............................................................................................................................................... 26 4、VM软件模拟地下水流迹线:MODPATH ............................................................................................. 27 4.1迹线模拟 ............................................................................................................................................... 27 4.2迹线选项 ............................................................................................................................................... 29 5、VM软件模拟均衡区水量变化:ZONE BUDGET ..................................................................................... 29 5.1均衡区水量模拟 ................................................................................................................................... 29 5.2均衡区水量选项 ................................................................................................................................... 29 6、VM软件模拟污染物迁移规律:MT3DS ............................................................................................... 30 7、VM软件反求参数:PEST ...................................................................................................................... 32 实例2 某滨海地区海水入侵数值模拟实例 .................................................................................................... 34 1、实例模型背景介绍及概念模型 ............................................................................................................... 34

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实例1 地下水流-污染物迁移规律数值模拟实例

本实例是MODFLOW自带的实例之一,主要让水文地质工作者练习地下水与污染物迁移规律的数值模拟的全过程,主要包括流场模拟(MODFLOW)、迹线数值模拟(MODPATH)、水均衡计算(Zone Bughet)与污染迁移规律模拟(MT3D)。

1、实例模型背景介绍及概念模型

在Waterloo城外有一个机场,机场附近加油站的有不断的向含水层渗漏,为了预测与评价污染物的迁移规律,这里采用MODFLOW软件中的水流模型与MT3D模块建立地下水流场与污染物迁移规律的数值模拟模型。

经过实地勘察,水平向研究区的范围如图1,在垂向上,将研究区分为三层:上下各有一层砂砾含水层,中间有一粘土和粉砂弱透水层将它们分开,其中,第一层是潜水含水层,第二层是弱透水层,第三层是承压含水层,如图2。含水层东西边界与基岩相接,是隔水层。含水层北部边界是定水头边界,第一层和第二层水头值为19m,第三层水头值为18m。南部含水层是定水头边界,水头值是16.5m。

相关的场地地物有一个飞机加油场、一个生活供水井场和一块弱透水层不连续区(含水层天窗)。如图1所示。

图1研究区域平面示意图

图2研究区域剖面示意图

生活供水井场有两眼井。东井抽水量稳定在550m3/d,西井为400 m3/d。在过去十年中,在加油场中不断地有飞机燃料的泄漏,其自然下渗已在上层含水层中产生了一个污染羽。本教程首先将向你显示如何一步步地为这个场地建立一个地下水流动模型,然后介绍污染物迁移模拟。

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在讨论时,我们将该场地在平面上的视图指定为上北下南左西右东。如图2所示,地下水在一个由上部潜水含水层、中间弱透水层和下部承压含水层所组成的三层系统中自北向南(平面图上是从上到下)流动。上下含水层的水力传导系数为2e-4m/s,弱透水层的水力传导系数为1e-10m/s。

降水资料:

120100降水入渗806040200123456789101112月份

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 降水补给 10 20 30 40 100 100 100 100 50 40 30 10 2、VM软件模拟该问题所需要的资料以及资料整理格式

2.1数值模拟资料

空间展布相关资料 地表高程、分层数据 边界位置

含水层参数:渗透系数,弹性释水系数(重力给水度),孔隙度等 源汇项:

大气降水入渗系数(分区、数值) 蒸发排泄系数

地表水体(河流、湖泊、水库等)水位、底面高程、底面岩性特征(厚度、渗透系数等) 渠系灌溉入渗系数

人工开采(点状、面状):开采井位置、井结构、开采量动态 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

2.2资料整理格式

采用Visual MODFLOW软件模拟地下水流以及污染物迁移规律问题时,首先要通过分析现有的勘察资料,建立概念模型,其次将对应的资料按照MODFLOW要求的格式整理,最后,按照先后顺序将资料输入软件,运行即可。下面分别介绍数值模拟资料的输入格式。 2.1.1空间展布资料的输入格式 2.1.1.1平面地图

为了将实际的研究输入计算机,导入的底图需要与实际数据匹配。如果是矢量图(Auto CAD、ARCGIS或者MAPGIS图)可以直接导入,若使BMP格式的图,需要给定图中任意两个点的坐标,在导底图后将坐标如何计算机将底图校正。 2.1.1.2分层数据

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MODFLOW软件可以直接对建立好的网格赋分层数据,对于理想模型这种方式比较方便。由于实际问题的每一层的厚度随着位置的变化而变化,常采用“数据导入”与“空间插值”的方式给每一个网格赋值,其中数据的排列格式为 X * * * Y * * * Elevation * * * (* 代表实际数据)

2.1.2含水层参数

含水层参数包括渗透系数、弹性释水系数(重力给水度),孔隙度等。在MODFLOW中有两种方式可以给含水层赋值:第一种是直接赋值,若有参数分区时,首先导入参数分区图,然后再赋值;第二种方式可以导入数据,导入数据格式与分层数据格式类似。 2.1.3源汇项

在地下水领域中,源汇项有很多,包括井、河流、沟渠、降雨、蒸发等,数据格式同分层数据。 2.1.4边界条件

边界条件有流量边界与水头边界,在MODFLOW中,需要采用井来刻画流量边界。 2.1.5初始条件

数据格式同分层数据。 2.1.6水位动态观测资料 数据格式同分层数据。

3、VM软件模拟地下水流场: Flow Field

3.1新建工程项目

1.新建一个项目文件,输入项目名字

图 3.1

2.下一步,设置项目信息。

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图 3.2

3.下一步,水流类型、初始参数的设置

图 3.3

3.下一步,导入底图,初始网格剖分

图 3.4

4.下一步,模型坐标系的设置(将左图中蓝色的坐标系扩大,直到覆盖整个研究区如右图,见图 3.5)

图 3.5

5.下一步,点击ok,完成了项目文件的建立,同时进入了“模型输入(Input)”模块。

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图3.6 模型输入模块界面

3.2模块I:模型输入

3.2.1网格设置

3.2.1.1网格查看

当你首次进入输入模块时,Visual MODFLOW会直接进入网格(Grid)输入窗口。屏幕左边的最上面的六个按钮(View Column、View Row、View Layer、Goto、Next和Previous),这几个按钮可以让你从不同的角度查看现有的网格模型:查看横剖面上点击View Row,查看纵剖面点击View Column,查看平面点击View Layer,Goto、Next和Previous主要是用于选择层号。当Visual MODFLOW将模型的显示方式从平面变为剖面视图时,若网格的厚度与网格长度相比太小,层与层的界面不易区分时,你必须对剖面图进行垂向放大。在窗口底部选择:

单击F8-Vertical Exaggeration

就会出现一个垂向放大窗口,供你输入垂向放大系数。

Type: 40 单击OK 3.2.1.2网格编辑

下图是网格编辑块,可以通过“无效网格设置”来刻画平面上边界的不规则性;网格编辑模块主要是用来调整网格的数量,包括行数、列数与层数;网格的伸缩主要是用来调整网格的大小。这里建立的网格还没有赋实际高程,因此,可以通过Import Elevation、Assign Elevation或Contouring来赋值。对于本实例主要用来练习“网格细化”功能与“网格插值”功能。

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图3.7 网格边界模块

(1)网格细化

为了提高模拟的精度,有时需要在某些地方将网格细化,比如井、河流、含水层天窗等。本节介绍了对感兴趣的地段如供水井周围地区、含水层天窗区与加油场之间地段进行模型网格细化的步骤。由于单元的大小代表了井的尺寸,因而用更细的网格来模拟井的影响将会更接近实际情况。另外,如果在井周围出现了水位下降,用小的网格剖分可使水面更平滑。

单击Edit Columns,然后将鼠标移至网格的任一处。注意在模型网格上有一个高亮度的竖线会随鼠标移动。这条竖线可以用来在模拟区的任何位置加上一列。在本练习中,我们通过按鼠标右键引出一个添加垂直网线(Add Vertical Line)窗口,以指定的间隔增加网格线。

单击?Every spaced gridlines from: 单击其后的输入框,输入以下数值:

from: 500 to: 1600 at intervals of: 25 单击 OK接受这些值 单击 Close离开

(2)网格顶面与地面赋值

在Visual MODFLOW中,你可以从Surfer的*.grd文件或以空格分隔的x、y、z的ASCII文件中输入变化的层位标高。本例中,我们将输入一个ASCII格式的x、y、z文件来生成一个有坡度的地表及层位,同时后者的厚度也是变化的。

单击Import Elevation 此时将出现如下窗口:

图3.7

在layer surface 中选择地表高程Ground surface,在option中选择import data,在interpolation setting中的interpolation中选择插值方法inverse distance,然后在interpolation setting中的data source中单击打开,

图3.8

选择“地表高程.txt”,出现如下窗口

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图3.9

将X-coordinate后面的n/a改成对应Column号,这里改成1,类似地,Y-coordinate后面的n/a改成对应Column号,这里改成2,Elevation后面的n/a改成对应Column号,这里改成3。

单击Next,然后点击finish,出现如下窗口,选择world与meters。

图3.10

单击OK,点击apply(不要点击ok),完成地表高程的赋值和插值,然后出现

图3.11

上面窗口的右侧便是给Ground surface插值后的高程平面图,点击右上角的“3-D Preview”,然后调节窗口下Rotate的按钮,显示不同角度的三维图,

调整显示图的属性

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图3.12

点击右上角的“Array Preview”,显示每个节点处的高程,当有部分点不合理时,可以在此对话框中直接修改。

类似地,导入第一层底板、第二层底板和第三层底板的高程。 现在要导入第一层底板的高程:

在layer surface中选择 Bottom of Layer 1 在options中选择Import data

在data source中将“第一含水层地板高程.txt”的路径载入。 设置最小厚度Minimum Layer Thickness 0.75 单击 Apply 接受其它的默认参数值

第一层的底板就会显现出来。下一步要输入第二层底板高程,从左侧菜单上选择:

在layer surface中选择 Bottom of Layer 2 在options中选择Import data

在data source中将“第二含水层地板高程.txt”的路径载入。 设置最小厚度Minimum Layer Thickness 0.75 单击 Apply 接受其它的默认参数值

第二层的底板就会显现出来,它也具有一个变化的表面。接着输入第三层底板高程。从左侧菜单上选择:

在layer surface中选择 Bottom of Layer 3 在options中选择Import data

在data source中将“第三含水层地板高程.txt”的路径载入。 设置最小厚度Minimum Layer Thickness 0.75 单击 OK 接受其它的默认参数值

第三层的底板就会显现出来,它具有一个变化的表面。你可以通过看网格模型的某一个剖面,此时,网格的表面是高低起伏的,如图3.13。

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图3.13

(4)在Input输入界面上还有其它相关按钮:

图3.14

3.2.2井流设置(Wells)

完成了网格设置之后,就可以将井的数据导入模型中。井模型包括开采井与注水井设置、水头观测井设置、浓度观测井设置,由于本实例在开始没有选择溶质运移模块,因此,这里是灰色的不能选择。

图3.15

3.2.2.1输入抽水井资料

点击窗口上面菜单栏中的“Wells”?Pumping Wells,系统将要求你保存你的数据点击Yes。开采井的设置选项如下图3.16。

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图3.16

这里采用练习“Add Well”功能。单击Add Well,把光标移到西边那眼井上,单击鼠标左键。就会出现一个井位编辑窗口,你可在此输入井位资料。

图3.16

在标有Well Name的输入框中单击鼠标输入:Pumping Well 1 单击

,把光标移到窗口左边的井孔中,在高程为5米处单击一下鼠标,然后把鼠标移到

高程为0.3米处再单击一次,就会在井中高程大约为5~0.3米处加入滤水管(Screen),另外,你也可以在方框中直接输入数值来精确确定滤水段的位置。下面我们要输入井位抽水的时间安排,在标有Stop的列下的方框内单击鼠标左键,并输入以下信息:

Stop[day]: 360 Rate[m3/d]: -400 单击 OK

注意,如果是注水井这里流量应该是正的。如果某些所需的数据没有输入的话,Visual MODFLOW会提醒你马上完成。

下一步是设置第二眼抽水井的参数,我们要使用从一眼井向另一眼井复制属性的快捷方法来完成。

单击 Copy Well

把光标移到西边的那眼井上,单击鼠标,然后把光标移到东边井位上,再次单击一次,就把井复制完成。下一步我们要编辑复制过来的井的资料。

单击 Edit Well

单击井位标记,选择新的那眼井。就会出现一个井位编辑窗口。 在标有Well Name的输入框中单击鼠标:

Type: Supply Well 2 在标有Rate[m3/d]的方框中单击鼠标:

Type: -550 单击 OK 接受这些井参数

3.2.2.1输入观测井资料

点击窗口上面菜单栏中的“Wells”?Head Observation Wells,系统将要求你保存你的数据点击Yes。观测井的设置选项如下图3.16。

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图3.17

点击Add Obs.,会出现如下窗口,

图3.16

输入井名P1,选则World coordinate,并输入X=1477.99822,Y= 623.464101,将观测点得高程输入6,同时将观点的水头时间序列输入, Time 4 10 50 100 150 200 250 300 350 Head 16 15 15.6 30 15.8 15.5 15.4 15.6 15.5 点击OK即可。

3.2.3含水层参数设置(Properties)

当输入完井资料后,我们继续输入含水层参数。含水层参数选项如下

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图3.17

3.2.3.1第一含水层

(1)Conductivity

单击 Properties---?Conductivity,系统将要求你保存你的数据点击Yes。

图3.18

可以使用Assign--?Single、Assign--?Polygon或Assign--?Windows来输入具有不同的水力传导系数的区域或层位。第一含水层,用给定的格式输入如下

Hydraulic Conductivity in x (m/sec) Kx: 2e-4 (X方向水力传导系数Kx)

Hydraulic Conductivity in y (m/sec) Ky: 2e-4(输入Kx后自动出现) (Y方向水力传导系数Ky)

Hydraulic Conductivity in z (m/sec) Kz: 2e-4 (Z方向水力传导系数Kz)

通过查看左边的小立方体确定是在第一层,否则通过Next和Previous使目前的层号码是第一层,点击Assign--?Windows,将整个平面选定后出现如下对话框

图3.19

如果直接点击OK,在该区域的参数为默认参数,由于现在含水层的参数与默认参数不同,因此,点击New,然后将前面的参数输入到对应的窗口中,如下图

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点击New,出现

设置名称,并设置初始离子的初始浓度,如下图

点击OK完成设置,再点击OK回到主菜单。

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6.2 MT3DS参数设置

点击Input进入参数输入模块。

6.2.1浓度观测值的输入

如果有浓度观测值,点击Wells-?Conc. Observation Wells,如下图

具体输入参数的方式与观测井的输入方式相同,唯一的区别是将水头换成浓度而已。如下图

6.2.1浓度参数的输入

6.2.2浓度参数的输入

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7、VM软件反求参数:PEST

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(1)北部含水层边界

给Layer 1和Layer 2赋定水头边界,从顶部菜单上选择:

单击 Boundaries 单击 Constant Head 单击 Yes(保存输入的补给量数据)

首先我们为上部潜水含水层沿模拟区北部的边界设置的边界条件。

单击 Assign Line

用鼠标左键点击西北角单元中心,然后用鼠标右键点击东北角单元中心。此时单元格组成的水平线将以高亮度显示,同时出现一个如图所示的定水头边界输入窗口

图3.24

输入以下数值:

单击 Stop Time Stop Time: 360 Start Point: 19 End Point: 19 单击 OK接受输入

此时,粉色线将会变成暗红色,表示常水头边界值已经设置完毕。从左边菜单上选择:

单击 Copy Layer

会出现一个复制窗口,选择Constant-Head(0)。

单击 Layer 2(该层会高亮度显示) 单击 OK 将定水头边界1号属性复制到第2层

给Layer 3赋边界,我们现在要输入下部承压含水层沿模拟区北部的边界的边界条件。

单击 Goto,此时会有一个Goto Layer的弹出窗口。在Layer you wish to go to(你想去

的层位)框中,输入3。单击 OK进入第3层

单击 Assign Line

将鼠标移至网格的西北角。用鼠标左键单击该单元中心。然后用鼠标右键单击网格东北角的单元的中心。该线会以高亮度显示,同时出现一个定水头边界输入弹出窗口。输入以下数值:

单击 Stop Time Stop Time: 360 Start Point: 18 End Point: 18 单击 OK接受输入

(2)南部含水层边界

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下一步我们要设置下部承压含水层沿模拟区南部的边界的边界条件。

单击 Assign Line

将鼠标移至网格的西南角。用鼠标左键单击该单元中心。然后用鼠标右键单击东南角单元的中心。该线会以高亮度显示,同时出现一个定水头边界输入弹出窗口。

单击 Stop Time Stop Time: 360 Start Point: 16.5 End Point: 16.5

然后采用复制的方式,将第一层的边界拷贝到第二层与第三层。 单击 Copy Layer

会出现一个复制窗口,选择Constant-Head(2)。

单击 Layer 2(该层会高亮度显示) 单击 Layer 3(该层会高亮度显示) 单击 OK 将定水头边界1号属性复制到第2、3层。

3.2.4.3河流

下一步沿着模拟区南部边界的顶层输入河流边界条件。

单击 Boundaries 单击 River 切换到河流输入窗口 单击 Assign Line 按照图层布置,(从网格的西南部开始)沿着河流单击鼠标左键使河流数字化。当到达东南边界时单击鼠标右键。此时会出现一个弹出窗口将让你输入河流的资料。

图3.24

键入以下数据:

选择? Assign to appropriate Layer与? linear gradient 单击 Stop point Stop Time 360 Start Point River Stage 16.0 Start Point River Bottom 15.5 Conductance 1000 单击 End point End Point River Stage 15.5 End Point River Bottom 15.0 Conductance 1000 单击 OK 接受这些值 单击 F6-Zoom Out 刷新屏幕

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定义河流后,将显示一条用网格单元表示河流边界条件的蓝线,如下图所示

图3.25

3.3模块II:计算(Run)

到此为止,已经将所有的数据导入MODFLOW软件中了,下一步便是设置时间步长,计算不同时刻下水头的空间分布值。 3.3.1流动模拟运行选项

点击F10 main menu回到主菜单,然后从主菜单上选择:

单击 Run 你就会进入运行选项屏幕,

图3.26

MODFLOW 2000的运行选项的设置如下:

图3.27

设置时间步长:点击MODFLOW 2000?Time Steps,出现如下窗口

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图3.28

设置输出水头:点击MODFLOW 2000?Output Control,出现如下窗口,并在输出的时间上打钩。

图3.29

运行选项的设置如下:

图3.30

新模型的默认初始条件是?Constant by layer(按层给定定水头条件)。Visual MODFLOW将根据每层的标高和边界条件为各层确定一个初始估计值。对于简单的问题而言,这一般都会得到一个收敛的解。然而,一个好的估计值往往可以显著地减少找到收敛值所需的迭代次数。注意,用于输入初始水头估计值的文件可以有多种格式可供选择。因为我们要做的是个简单问题,所以用?Constant by layer做初始水头估计就已经足够了。

3.4模块III:输出的可视化

点击output,出现如下选项框

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图3.31

3.4.1等势线和等值线绘制选项

要选择等水头线的等值线绘制选项:

单击 Options(在左边的菜单条上)

就会出现一个如图所示的等水头线绘制选项(Equipotential Overlay Contouring Options)窗口,但没有右边的颜色充填条。要激活颜色充填:

单击 ? Colour shading 在标明间隔(Interval:)的文本框中,将值从0.5改为0.25。在标着标注(Labels)的框中,将小数位数改为2。

你也可以通过单击标着等值线生成精度/速度(Contouring resolution/speed)的按钮来改变等值线的绘制速度。每点一次,等值线的绘制速度增大2倍。在本次练习中,按钮上应该是High/Slow。

单击 OK接受

等值线的位置应该与前一个图非常相似,但由于等值线的精度降低了,这些线会有一些轻微的摆动。上图没有加入颜色充填。

其它没有通过菜单激活的等值线选项可通过在模拟区内按下鼠标右键来激活。此时会有一个带有增添、删除、移动等值线和标注的选项的弹出窗口(见下图)。

选择Add Contour选项,将鼠标移至模拟区的任意一处并单击鼠标左键。在你鼠标点下的位置就会加入一条等值线。要再加入一条,只需再点一下鼠标即可。要再次弹出等值线选项窗口,只需简单地再按一下鼠标右键即可。这一次我们选择Move Label,然后将鼠标移至你想要移动的等值线标注的位置上。在标注上按下鼠标不放,然后将其沿等值线拖至想放的位置,放开鼠标,这样就设定了标注的新位置。标注都移动完后,再按一下鼠标右键。

下面,让我们看看场地的剖面情况。从左边菜单上选择View Column,然后将鼠标移至模拟区内。在模拟区中间位置按下鼠标左键选择一列。

要去掉用户设置上去的等值线,在剖面上单击鼠标右键弹出等值线绘制选项窗口。

单击 Delete all custom 单击 View Layer回到平面模式

在进入下一节前,必须关掉色彩充填功能。在左侧菜单条上

单击 Options 单击 Colour shading 单击 OK

3.4.2流速矢量及其选项

要察看流速矢量选择:

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单击 Velocities

你将进入流速矢量输出选项屏幕,见下图。流速矢量将根据其默认的设置进行绘制,即矢量相对大小与流速的大小一致。

要让流速矢量与大小无关

单击 Direction(左边菜单上)

这样所有的箭头的大小都将是一样的,它们只代表了流动方向。 如果想改变显示的矢量箭头数目

单击 Options(左边菜单上) 并输入:

Vectors: 40 这就指定了一行上的流速矢量的数目。

?Autoscale ?Variable Scale 单击 OK接受

注意颜色:在默认情况下,红色表示朝外(也就是说,从层的角度看是向上的)的流速,蓝色表示向里(也就是说,从层的角度看是向下的),绿色表示与平面平行(也就是说,从层的角度看是水平的)。

再让我们看看场地的剖面情况。从左边菜单上选择View Column,然后将鼠标移至模拟区内。单击鼠标左键,选择任意一列。就会出现一个与下图类似的在剖面上同时显示等势线和流速矢量的图。

显示水力传导系数图层的离散化情况,从底部菜单栏中选择F9-Overlay按钮,将出现一图层控制(Overlay Control)窗口,该窗口按字母顺序列出所有可以打开或关闭的图层。把鼠标置于Conductivity Overlay(水力传导系数图层)之上并双击鼠标左健。这样就会在Conductivity Overlay旁出现一个星号(*),意味着它被激活了。

单击 OK 显示水力传导系数图层剖面。

从左边菜单选择View Layer,单击模型横剖面中的第一层,返回到模型平面视图。

要从屏幕中消除流速矢量,从底部菜单栏中选择F9-Overlay按钮,出现图层控制窗口后,把鼠标置于Velocity Overlay上并单击使之高亮度显示,再单击标有ON的按钮使之变为OFF。这样Velocity Overlay旁的星号将会消失,意味着它已无效了。

单击 OK 显示没有流速矢量的窗口

3.5模型校正

对于数值模拟而言,模型校正是不可缺少的一部分,这里单独拿出来练习,以加深影响。数值

模拟调参数有许多方法,就目前而言,我们常采用的手法是人工手动调整法,即通过反复修改参数,来使计算值与实测值相对应。

在运行结束后,进入Output中,点击Graphs----->Time Series---?Head。

图3.32

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出现下图

将L3.Layer#3与W1.P1选中,点击Apply,便在右图中显示出计算值曲线与实测值的散点图,若这条线与散点吻合的较好,说明该模型的可靠性较强,否则需要修改含水层的参数,然后,在继续运行,最后查看结果如何。反复此过程,知道两者吻合较好为止。

4、VM软件模拟地下水流迹线:MODPATH

4.1迹线模拟

本节将一步一步地指导你输入向前追踪的质点以确定污染物的途径。 点击main menu,然后进入Input模块。 在顶部菜单栏上选择:

Particles

此时程序会要求你保存数据:

Yes

我们在此要做的第一步是放大加油场地段。

F5-Zoom In 在底部菜单栏

在加油场的左上角单击鼠标左键,然后在该区上拖出一窗口,再单击鼠标左键闭合放大窗口。

Add Line

把光标移到加油场的左边并单击鼠标左键。拖出一根线到加油场的右边,然后再单击一次。将显示一添加质点窗口。缺省的质点数是10。把质点数变成5。

OK 设置好加油场中的五个质点的线

通过加油站区的绿色质点线表示是向前追踪的质点。现在返回到模拟区的满屏显示状态。

F6-Zoom Out

点击main menu,然后进入Run模块 选择Pathlines后,会有一个如下的菜单出现Discharge与Reference Time两个选项。Discharge 设

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置控制质点放置的选项,如果选择Discharge,就会出现如下对话框

这三个放置选项指明了边界条件对质点追踪方法的影响。汇是一种将质点从系统中移走的边界条件。因而,抽水井是汇,第一层中具有蒸发作用的单元也是。因为MODPATH 并不能知道质点遇到弱汇时是否会被移走,所以它提供了以下三种选项:

14) 质点通过弱汇单元,

15) 质点在进入内源单元后停止运动,

16) 当汇的排泄量超过单元入流量的某个特定百分比时,质点停止运动。默认情况下该值为5%。

Reference Time 设置质点参考时间的选项,如果选择Reference Time,就会出现如下对话框

MODPATH“参考时间”是作为向前或向后追踪的质点的模拟起始时间。MODPATH的瞬变模式的参考时间的设置有两种:用应力期(Prd)、时间步(Stp)和时间步内的相对时间(Rel. Tm)来指定参考时间;按从模拟开始的绝对时间来指定参考时间。

可以选择默认设置,然后运行,在运行时需要将MODPATH也选上,如下图。

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4.2查看迹线结果选项

点击main menu,然后进入Output模块运行,在左边的小窗口中,

单击 Pathlines

默认条件下的屏幕将显示所有迹线在模型当前层上的投影。

要显示当前层的流线,从左边菜单栏中选择Segments按钮 。这样图上就会只显示模型当前活动层的迹线。

用Next按钮可以顺序向下显示模型的每一层来查看质点迹线的位置。

单击 Projections 观察所有迹线。

注意流线上标有箭头表明流向。这些箭头也作为时间标志表示一质点到达某一目的地的时间长度。

5、VM软件模拟均衡区水量变化:Zone Budget

5.1均衡区水量模拟

区域均衡使用稳定流或瞬变流的MODFLOW模拟的结果来计算子区的水均衡状况。区域均衡利用MODFLOW在逐单元流动选项下生成的均衡数据采用列表的方法来计算均衡情况。用户只需简单地指定要进行均衡计算的子区即可。这些子区域以“zones”属性输入,类似于其它如水力传导系数之类的属性的输入。模拟完成后,区域均衡的结果可以在Output的Zbud窗口中察看。

从顶部菜单栏中选择Zbud,将显示如下附加的边部菜单项: Assign Single 给单个单元设置不同的水均衡区。 Assign Polygon 把所定义多边形中的单元设置为水均衡区。 Assign Window 把所定义窗口中的单元设置为水均衡区。 Copy Layer 把设置的区从一层复制到另一层。 Database 显示所有定义的水均衡区列表,并显示与区号相应的颜色。 要指定一个均衡区: 17) 从顶部菜单栏中选择Zbud。 18) 在边部菜单栏中选择Assign Single、Assign Polygon或Assign Window。 19) 把光标移到你想要指定为一个子区的网格单元上。 20) 单击鼠标左键。如果选择的是Assign Single,将出现区域设置(Assign Zone)对话框。你可以选择或按下鼠标左键在模型中“画”单元。鼠标右键取消对单元的选择。如果是Assign Polygon,单击鼠标右键闭合多边形。如果是Assign Window,就用鼠标左键来选择窗口各角点。 29

21) 在区域设置对话框中,输入区域号。1号区域缺省定义为整个模拟区并为白色。如果你要设置新区,选择New,然后选择所需单元。你可使用对话框中的上下箭头键来察看数据库中的区域。 5.2均衡区水量选项

在运行时,需要将ZoneBudget也选中,然后啊点击Translate&Run。

6、VM软件模拟污染物迁移规律:MT3DS 6.1 MT3DS模块选择

如果在建立水流模型时,选择了MT3DS模块,这里可以跳过。若没有选择MT3DS模块,为了在现有的流场基础上,模拟溶质运移规律,需要回到主菜单,点击

然后出现

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/2yb2.html

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