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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。
地下水模拟软件GMS中文使用手册地下水模拟是一种基于数学模型的水文学研究方法，通过模拟不同地下水流动情况，可以更好地了解地下水资源分布和变化规律，为工程建设和保护提供科学依据。
而在地下水模拟中，GMS是一个常用的软件工具，它可以用来建立和分析多种类型的地下水流动模型。
本篇文章将详细介绍GMS软件的基本操作和常用功能，以及地下水模拟的一些注意事项。
一、GMS软件介绍GMS即Groundwater Modeling System，是一款专业的地下水模拟软件，拥有强大的建模分析能力。
GMS可以创建多种类型的地下水模型，包括层状模型、地下水盆地模型、地下水河道模型等。
同时，GMS还拥有强大的数据处理和可视化功能，可以方便地将地下水模型的结果呈现出来。
二、GMS基本操作1、软件安装和启动下载GMS软件后，按照提示进行安装即可。
启动软件后，可以选择新建、打开或最近使用的工程文件。
2、新建工程在GMS中，地下水模型被称为“工程”，因此需要新建一个工程来开始建模。
点击菜单栏的“文件”>“新建工程”，然后设置工程名称、模型类型等参数即可。
3、添加模型在新建工程后，需要添加一个地下水模型。
点击“地下水模型”>“新建”来创建模型，选择模型类型和分析区域范围，然后导入数据（如DEM图像、土壤信息等）。
4、设置材料属性在添加地下水模型后，需要为各个材料设置属性（如渗透系数、孔隙度等），以方便地进行模拟分析。
点击“属性”>“材料属性”来设置材料属性。
5、添加边界条件和压头在进行地下水模拟时，需要将分析范围分为不同的区域，并分别设置边界条件和压头。
点击“水头”>“边界条件”和“水头”>“压头”，在地图上分别添加边界条件和压头所在的点。
6、生成计算网格在设置好材料属性、边界条件和压头后，需要生成计算网格来进行模拟分析。
点击“计算网格”>“自动生成”来生成计算网格，并根据需要进行调整。
7、设置时间步长在进行地下水模拟时，需要设置时间步长和时间范围，以控制分析精度和时间范围。
地下水模拟系统软件介绍
一、GMS数值模拟技术
GMS（Groundwater Modeling System，地下水模拟系统）是一款面向工程师、科学家和行政管理部门的全功能的地下水管理软件。
它能够解决各类地下水模拟问题，提供多样化的模型输入，能够处理任意空间配置的地下水模型并快速进行数值模拟，从而使模拟过程更加高效。
GMS模拟技术源自威斯康星（Wisconsin）大学里克·拉米尔（Rick Lamer）和史蒂文·夏皮罗（Steven Shapiro）在1991年开发的
“U.S.G.S. Groundwater Modeling System”（U.S.G.S.地下水模拟系统），后来在2002年，U.S.G.S.将其开发模型持续完善，形成了GMS数值模拟技术。
二、GMS软件功能
GMS软件主要用于处理非定向地下水模型的数值模拟，它的主要功能是：
（1）地下水模型可视化：GMS软件支持非定向地下水模型，用户可以使用GMS来可视化地下水模型，查看和修改模型的网格参数以及边界条件。
还可以根据地形数据生成三维地形模型，以帮助用户可视化模型并做出正确的抽水控制规划。
（2）数值模拟：GMS支持多种地下水模型数值模拟，其中包括基于时间步长运算、拉格朗日插值方法和拉格朗日格式等多种数学模型。
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（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。
地下水模拟常用软件介绍作者：徐乐昌作者单位：核工业铀矿开采研究所,湖南,衡阳,421001刊名：铀矿冶英文刊名：URANIUM MINING AND METALLURGY年，卷(期)：2002，21(1)被引用次数：29次参考文献(5条)1.Anderson M P.Woessner W W Applied Groundwater Modeling:Simulation of Flow and Advective Transport 19922.Anon SSG Software 20003.Anon Visual MODFLOW V.2.8.2 User's Manual for Professional Applica tions in Three-Dimensional Groundwater Flow and Contaminant Transport Modeling 20004.Anon Visual Groundwater User's Manual 20005.Parkhurst D L.Appelo C A J User's Guide to PH-REEQC(Version 2)--A Computer Program for Speciation,Batch-Reaction,One-Dimen sional Tran-sport,and Inverse Geochemical Calculations 1999相似文献(10条)1.期刊论文王军.容玲聪安庆铜矿地下水渗流场的模拟-矿业研究与开发2004,24(6)水力坡度较大的矿坑地下水渗流场的模拟一直是一个难点.在分析矿区水文地质条件的基础上,对矿坑附近渗流场采用基于达西定律的解析法进行模拟,而对矿坑外围则采用有限单元法进行模拟,再将两者巧妙地结合起来,从而完成了矿床地下水渗流场的模拟,取得了较好的效果.2.学位论文曹德福鄂尔多斯盆地南区洛河组地下水演化水文地球化学模拟2005地下水环境演化是国际水文地质、环境科学研究的前沿和热点领域，主要通过研究地下水化学特性的时空分布规律，刻画地下水化学分区和各种水文地球化学过程，重建和预测地下水系统的地球化学演化过程。
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。
GMS地下水模拟软件软件介绍GMS（Groundwater Modeling System）是一款用于地下水模拟的软件。
它提供了一个直观的图形用户界面，用于创建、修改和分析地下水模型，帮助用户更好地了解地下水系统的动态行为。
GMS具有强大的功能和灵活性，可用于各种地下水模拟应用，如地下水流动模拟、地下水污染传输模拟、地下水资源评估等。
以下是GMS的一些主要特点和功能：2.模型验证和敏感性分析：GMS允许用户进行模型验证和敏感性分析，以评估模型的精度和可靠性。
用户可以使用观测数据和历史数据对模型进行校正，并使用不同的参数设置和场景条件来评估模型的稳定性和预测能力。
3.可视化和分析工具：GMS提供了丰富的可视化和分析工具，用于直观地展示地下水流动和污染传输的过程和结果。
用户可以通过流线图、等值线图、剖面图等方式来查看和解释模型的输出结果，并进行相关的数据分析和统计。
4.土地利用规划和管理：GMS还提供了土地利用规划和管理的功能，用于评估地下水资源的可持续利用和保护。
用户可以模拟不同土地利用方案对地下水系统的影响，并制定相应的管理策略和政策。
5.多种数据格式的支持：GMS支持多种数据格式的导入和导出，包括地理信息系统（GIS）数据、CAD数据等。
用户可以方便地将现有数据导入到GMS中，并将模型结果导出到其他软件进行后续分析和应用。
总之，GMS是一款功能强大、易于使用的地下水模拟软件。
它通过直观的界面和丰富的功能，帮助用户建立、验证和分析地下水模型，并支持土地利用规划和管理。
无论是进行科学研究、工程设计还是环境保护，GMS都是一款实用的工具。
当前应用于地下水模拟领域内的常用软件：
1、MODFLOW (The modular finite –difference groundwater flow model)是由美国地质调查局(ＵＳＧＳ)开发的用来模拟地下水流动和污染物迁移等特性的计算机程序，MODFLOW使用有限差分方法。
其局限是仅在DOS模式下运行。
在MODFLOW的基础上，各国研究人员又开发了可视化的扩展型软件Visual MODFLOW。
Visual MODFLOW是由加拿大waterloo hydrogeologic Inc.在MODFLOW 软件基础上,应用现代可视化技术开发研制的,1994年8月首次在国际上公开发行，该系统目前国际上流行且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟的标准可视化专业软件系统。
可应用于评价地下水安全供水量、评价地下水修复系统、优化灌溉抽水量等方面。
Visual MODFLOW 的最大特点是功能强大同时易学易用，合理的菜单结构，友好的可视化交互界面和强大的模型输入输出支持，使之成为许多地下水模拟专业人员的选择对象。
2、MT3D99是郑春苗博士设计开发的模拟三维地下水溶质运移程序
MT3D(1990)的升级版，MT3D99的易于使用、精确、快速的优良性能使得它获得了政府有关部门、地下水研究咨询公司以及用户的广泛认可，成为目前世界上首屈一指的溶质运移模拟软件。
MT3D99能够模拟地下水系统中的平流、扩散、衰减、溶质化学反应、线性与非线性吸附作用等现象，能够对承压含水层，不承压含水层，承压与不承压交替的含水层以及倾斜的和单元厚度变化的含水层进行空间离散。
MT3D99提供了丰富的求解方法。
一个隐含求解方法是基于带高效
Lanczos/ORTHOMIN加速格式的广义共轭梯度法的迭代求解方法，能够花费比传统方法少得多的机时来求解范围广泛的问题。
MT3D99采用了三阶
TVD(total-variation-diminishing)格式用于求解对流项，具有保持质量守恒和使数值弥散和人为振动最小化的特点，在其它求解技术失败时，此格式往往是有效的。
MT3D99还将三种常用的运移求解技术结合在统一的代码中，这三种求解方法是：标准有限差分法、基于Eulerian-Lagrangian的粒子跟踪方法和高阶有
限体积TVD方法。
这种灵活性确保了每一个问题都能按照所要求的精度和效率用最可能好的方法解决。
3、FEFLOW是由德国Wasy水资源规划系统研究所研制开发的地下水模型软件包。
它采用迦辽金有限单元法进行复杂二维和三维稳定、非稳定流和污染物运移模拟，颗粒跟踪和流线模拟；带有非线性吸附作用、衰变、对流、弥散的化学物质运移;考虑贮存、对流、热散失、热运移的流体和固体热量运移;并可对污染物和温度场同时进行模拟。
对于多含水层的混合井流分析，FEFLOW 有多种理论模式进行选择：多层井的水量按照导水系数分配；运用达西、泊松以及manning-strickler理论的离散单元分析，理论上比较完善，并且可以根据模型的要求进行选择。
Visual MODFLOW以其求解方法的简单实用、适应范围的广泛及可视化功能的强大正成为最有影响的地下水模拟平台环境，其使用范围还将会不断扩大。
然而实践证明，它往往并不适合某些复杂的地质条件、不饱和流动、密度变化的流动(海水入侵)、热对流等棘手的问题。
由于FEFLOW是为满足专门从事复杂地下水模拟工程的专家对技术的要求而设计的，因此，在这些Visual MODFLOW及其它主流软件陷于困境的问题中，它更可以发挥其独特的作用。
FEFLOW是现有的功能最复杂的、模拟多孔介质中饱和及非饱和地下水流和溶质运移的有限元软件包。
它包括有交互式图形、GIS界面、数据分区化、可视化工具以及强大的数值技术。
这使得它在建立有限元剖分网格、给模型赋参数值、设定边界条件、进行模拟计算和结果可视化等方面都保持更高的效率。
4、HST3D是一个三维热及溶液运移模型(3D Heat &Solute Transport Model)。
可以模拟三维空间地下水流及有关的热、溶液运移,进行地质废物处置、填埋物浸出、盐水入侵、淡水回灌与开采、放射性废物处理、水中地热系统和能量储藏等问题的分析。
但HST3D迄今为止还是DOS版本，三维可视化方面有待提高。
5、Visual Groundwater是一个功能强大的三维可视化与动画模拟软件，可以将包括钻孔或水质浓度数据在内的野外观测数据进行高质量的三维图形化展
示。
可应用于展现土壤或地下水污染羽的空间分布范围，显示复杂的土壤岩性及钻孔位置信息，利用野外现场的描述性数据绘制表面图等方面。
它包含任意格式的X、Y、Z数据转换工具，可以从以Tab制表符、逗号、空格或分号作为分隔符的ASCII文本文件中读入并识别时间序列的X、Y、Z数据。
在任意数据转换工具中，可以选择使用距离反比插值法或自然邻近插值法。
支持从其它任何数值模拟程序中导入X、Y、Z数据文件。
将您的X、Y、Z水头或浓度数据导入到Visual Groundwater中。
可以支持的模拟程序包括：Visual MODFLOW、FEFLOW及GMS。
其主要特点为：可通过定义并生成不透明或透明的等浓度面来将“热点”地区的数据展示出来；将场地地图（DXF）叠加在彩色的等值面图之上，可以将所谓的“热点”区域与道路、建筑物、地界线等联系起来；通过动画演示时间序列数据来展示土壤或地下水中化学物质“实时”的运移或衰减过程；利用文字标注以及多种彩色的形状符号，例如立方体、球体或四面体来突出显示离散的数据点；自定义的参数设置信息（包括动画及旋转）可以保存到程序特定的配置文件中。
6、GMS(Groundwater Modeling System)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MODFLOW、FEMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、SEEP2D、NUFT、UTCHEM等已有地下水模型的基础上开发的一个综合性的、用于地下水模拟的图形界面软件。
是一个集各类软件于一体的，能够从钻孔到地层结构、从平面到空间、从单元到系统的综合性、系统性、全面性的软件。
不仅具有地下水流模拟、地下水溶质运移模拟的功能，其在实现水文地质结构可视化方面功能亦同样突出。
GMS特点：
(1)便捷的图形界面
由于网格化方式要求对每个单元进行编辑，过程比较烦琐，因此通常只适合创建一些简单的概念模型。
概念化方式是对实体直接编辑，且可以以文件形式来输入、处理大部分数据，而没有必要逐个单元地编辑数据，因此对于实际应用中比较复杂的问题，采用概念化方式更简便、快捷。
用这种方式建立起来的水文地
质概念模型用不同的多边形来表示不同的参数值区域。
在随后的参数拟合过程中，即可直接对这些相应的多边形进行操作，而无需对此多边形内的每一个网格都重复进行同一操作。
(2)前、后处理功能强大
在前处理过程中，GMS可以采用MODFLOW等模块的输入数据并自动保存为一系列文件，以便在GMS菜单中使用这些模块时可方便而直接地调用，且实现了可视化输入。
同时MODFLOW等模块的计算结果又可以直接导入到GMS中进行后处理，实现计算结果的可视化。
GMS除了可直接绘制水位等值线图外，还可以浏览观测孔的计算值与观测值对比曲线以及动态演示不同应力期、不同时段水位等值线等效果视图。
特别要提到的是，GMS提供了一个内嵌的计算器，可以随时对其中的各种数据序列进行运算，例如后面将要建立的参数随机模型，在模型运行结束后，还需要对其随机解进行统计分析计算，这时计算器就会发挥强大作用。
(3)自检查功能
在地下水数值模拟中，我们建立的模型不可避免的有不合理或疏漏之处，如果模型复杂，常常会运行出错却不能找到错在哪里。
针对这个问题，GMS提供了一个自检查的功能，在建立模型而未运行前，先运行自检查，它会列出模型设置不合理或可能存在问题的信息，对于我们调试模型提供了极大的方便。
