地下水数值模拟研究进展和发展趋势

地下水数值模拟研究进展和发展趋势第一篇：地下水数值模拟研究进展和发展趋势地下水数值模拟研究进展与发展趋势摘要：地下水数值模拟的应用研究进展国外对地下水数值模拟的研究和应用较早，且理论、技术等各方面相对成熟，目前已经从“水量问题”的应用研究逐步过渡到“水质问题”的应用研究上，以解决各种更复杂的地下水问题。

国内相关研究起步较晚、同国外存在一定的差距，主要应用研究在地下水位预测、地下水资源开发利用、地下水循环机制研究、地下水资源预报评价等水量、水位问题方面，但在加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地污染物的迁移问题方面的应用研究逐渐增多，并已取得了一定的成果。

关键词：数值模拟、进展、发展趋势随着计算机技术的快速发展，科学有效的数值计算方法在处理地下水污染、分析地下水资源评估等问题中的应用越来越广泛;利用数值模拟软件对地下水流等问题进行模拟，以其有效性、灵活性和相对廉价性逐渐成为地下水研究领域的一种不可缺少的重要方法［1］。

尤其针对加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地污染物的迁移问题，建立准确的数值模型进行预测是查明污染物污染潜水范围、程度及其分布特征最有效最直观的方法之一，同时还可以为污染区实施污染防治与修复等优化配置提供科学技术支持［2］。

地下水数值模拟的应用研究进展国外对地下水数值模拟的研究和应用较早，且理论、技术等各方面相对成熟，目前已经从“水量问题”的应用研究逐步过渡到“水质问题”的应用研究上，以解决各种更复杂的地下水问题。

国内相关研究起步较晚、同国外存在一定的差距，主要应用研究在地下水位预测、地下水资源开发利用、地下水循环机制研究、地下水资源预报评价等水量、水位问题方面，但在加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地污染物的迁移问题方面的应用研究逐渐增多，并已取得了一定的成果［4］。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上非常重要的水资源之一，广泛应用于工农业生产、城市供水以及生态环境保护等方面。

而地下水的数值模拟技术则是对地下水流动、污染传播等过程进行模拟和预测的重要工具，对地下水资源的合理利用和保护起着重要的作用。

随着计算机技术和数值方法的不断发展，地下水数值模拟技术也得到了迅速的发展，并在水资源管理、环境保护等领域得到了广泛的应用。

本文将就地下水数值模拟的研究进展和应用情况进行分析和探讨。

一、地下水数值模拟的研究现状地下水数值模拟是基于地下水流体力学原理和数值计算方法，利用计算机对地下水流动、污染传输等过程进行数值模拟和预测的技术。

地下水流体力学原理是研究地下水运动规律的重要理论基础，包括了地下水的流动方程、边界条件、初始条件等内容。

而数值计算方法则是将地下水流动的数学模型离散化和转化为计算机可处理的数值方法，包括有限元、有限体积、有限差分等数值方法。

通过地下水数值模拟技术可以对地下水的流动过程、水质变化等进行模拟和预测，为地下水资源的合理开发和管理提供了重要的决策支持。

目前，国内外学者对地下水数值模拟技术进行了深入的研究，不断提出了新的理论和方法，推动了该领域的不断发展。

在地下水数值模拟的理论研究方面，国内外学者通过建立地下水流动、污染传输等模型，不断完善了地下水数值模拟的理论体系。

通过考虑地下水与地表水、土壤等相互作用的深层流水系统理论、多孔介质的数学模型等研究，为地下水数值模拟提供了更加准确的数学模型和理论基础。

在数值计算方法方面，研究者们将有限元、有限体积方法与地下水流体力学理论相结合，提出了许多适用于地下水数值模拟的数值计算方法，如控制体积法、边界元法等，提高了地下水数值模拟的计算精度和效率。

地下水数值模拟的研究还涉及到了大量的实验研究和实际应用案例。

国内外学者们通过模拟实验和实际观测，对地下水的流动规律、水质变化等进行了深入的研究，为地下水数值模拟的精度和可靠性提供了重要的数据支持。

数值模拟技术在地下水资源开发中的应用研究一、引言随着人口增长和经济发展，地下水资源的管理和保护变得愈发重要。

为了更有效地开发和利用地下水资源，数值模拟技术被广泛应用于地下水资源开发中。

本文将探讨数值模拟技术在地下水资源开发中的应用研究。

二、地下水模型构建地下水模型是数值模拟技术的核心。

地下水模型通过建立地下水系统的数学方程组来描述地下水流动规律，并运用计算机算法进行求解。

地下水模型的构建包括收集地质、水文数据，选择合适的数学模型，以及制定数值模拟的边界条件等。

三、地下水资源开发与管理1. 地下水开采模拟数值模拟技术可以模拟地下水开采过程中的水位变化、水质变化以及地下水补给量等。

通过数值模拟，可以预测不同开采方案下的水位变化，找到最佳的水源配置方案，以及评估开采对地下水系统的影响。

2. 地下水污染模拟地下水污染是严重威胁地下水资源安全的问题之一。

数值模拟技术可以模拟污染物在地下水中的传输和扩散过程，预测污染物的传播范围和浓度变化，并评估污染物对地下水质量的影响。

这些模拟结果可以为地下水污染防治提供科学依据。

四、数值模拟技术的优势与挑战1. 优势：数值模拟技术具有模拟范围广、模拟结果可视化、预测能力强等优势。

它能够模拟复杂的地下水系统，提供直观的模拟结果，并为决策提供科学依据。

2. 挑战：数值模拟技术在地下水资源开发中也存在一些挑战。

首先，数值模型的建立需要大量的地质、水文数据，数据的质量和准确性对模拟结果有重要影响。

其次，地下水系统的复杂性导致模型的参数不确定性增加，模拟结果的可靠性有待提高。

此外，模型的计算量大，需要高性能计算机设备支持。

五、数值模拟技术在地下水资源开发中的案例应用1. 案例一：某地地下水资源开发规划通过建立地下水模型，模拟不同的开采方案，预测地下水位的变化，并分析开采对地下水系统的影响。

在此基础上，提出合理的开采方案，保证地下水资源的可持续利用。

2. 案例二：某城市地下水污染防治通过建立污染物传输模型，模拟污染物在地下水中的传播过程。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上非常重要的自然资源之一，对人类生产生活有着重要的影响。

地下水模拟研究及应用进展能够有力地帮助人们了解地下水资源的分布特征、流动规律和变化趋势，为地下水资源的合理开发利用提供科学依据。

本文将对地下水数值模拟的研究与应用进展进行探讨，并分析其在地下水资源管理中的现状和前景。

一、地下水数值模拟的研究进展地下水数值模拟是利用数学模型对地下水系统的水文地质过程进行模拟和预测的一种技术手段。

它能够对地下水在地下水系统中的流动、传质和污染传播等过程进行定量分析和预测，为地下水资源的管理和保护提供科学依据。

近年来，地下水数值模拟的研究取得了一系列重要进展。

地下水数值模拟技术不断得到了改进和完善。

传统的地下水数值模拟方法主要包括有限元方法、有限差分方法和边界元方法等，随着计算机技术和数值计算方法的发展，地下水数值模拟技术不断得到改进和完善，模拟的精度和效率得到了显著提高。

地下水数值模拟的理论基础不断得到深化和拓展。

随着对地下水流动和传质规律的认识不断深入，地下水数值模拟的理论基础得到了深化和拓展，模型的精度和可靠性得到了显著提高。

地下水数值模拟的应用领域不断得到拓展和延伸。

地下水数值模拟技术不仅可以应用于地下水资源的开发利用，还可以应用于地下水资源的环境保护和地下水污染的防治等领域，其应用范围不断得到拓展和延伸。

二、地下水数值模拟的应用进展地下水数值模拟在地下水资源管理中的应用不断得到拓展和延伸。

地下水数值模拟在地下水资源的勘探和评价中得到了广泛应用。

通过对地下水系统进行数值模拟，可以对地下水资源的分布特征和储量进行准确评价，为地下水资源的合理开发利用提供科学依据。

地下水数值模拟在地下水资源的开发利用中得到了广泛应用。

通过对地下水系统进行数值模拟，可以对地下水开采方案进行优化设计，提高地下水的开采效率，减轻地下水的开采压力，保护地下水资源的可持续利用。

地下水数值模拟在地下水资源的环境保护和地下水污染的防治中得到了广泛应用。

地下水流数值模拟的研究现状和发展趋势地下水流数值模拟是地下水动态过程的数学模型，是一种有效的地下水勘查与管理工具。

近年来，地下水流数值模拟的研究得到了蓬勃发展。

首先，不断完善地下水流数值模拟方法，如在非均匀地下水场中采用层级网格技术，在使用高空间分辨率模型时计算量的减少。

其次，加强对地下水流数值模拟的理论研究，如模型拟合技术和有效分析量化技术的发展都获得了很大的进展。

此外，考虑到地下水流数值模拟技术的实际应用，研究者也开展了许多工作。

比如，建立地下水流域运动和变化的动态模型，基于多尺度地下水流模拟技术研究，改进单精度地下水流模拟方法；以及结合GIS和RS开展数值模拟等研究工作。

未来，地下水流数值模拟研究将会更加深入，采用更加完善的模型，开展精细化的地下水管理工作。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用计算机技术建立地下水流动和污染扩散的数学模型，通过数值计算方法模拟地下水的运动过程，以及水质的演变过程。

地下水数值模拟的研究与应用已经取得了一系列的进展。

地下水数值模拟研究成果已经在地下水资源管理和保护中得到广泛应用。

通过数值模拟，可以较准确地模拟地下水的流动和水质变化，预测地下水对人类活动和环境的响应。

这对于合理规划地下水开发与利用，保护地下水资源，防止地下水污染具有重要意义。

在地下水开发与利用规划中，可以通过数值模拟研究地下水对开采的响应，合理控制开采量，防止地下水过度开采。

在地下水污染控制与治理中，可以通过数值模拟研究污染物在地下水中的传输规律，指导污染源的治理措施。

地下水数值模拟还在地下水污染监测与预警中发挥了重要作用。

通过数值模拟，可以模拟污染源的排放过程以及污染物在地下水中的传输过程，预测地下水污染扩散的趋势和影响范围。

这对于污染源的控制与污染物的清除具有重要意义。

在地下水污染预警中，地下水数值模拟也可以模拟地下水系统的响应特性，为地下水污染的预测与预警提供依据。

地下水数值模拟的研究还面临一些挑战。

地下水流动与污染扩散过程具有复杂性、非线性和不确定性，数值模拟的精度和可靠性有待提高。

现有模型对地下水系统中不同因素的相互作用还缺乏全面的认识。

未来需要深入研究地下水流动与污染扩散机理，提高数值模拟模型的准确性和可靠性。

地下水数值模拟的研究与应用已经取得了一系列的进展，并在地下水资源管理和保护、地下水资源评价与管理、地下水污染监测与预警等方面得到了广泛应用。

但同时也面临一些挑战，需要继续深入研究和改进模型，提高模拟的准确性和可靠性，为地下水资源的可持续利用和环境保护提供科学依据。

地下水数值模拟的研究与应用进展【摘要】地下水数值模拟是地下水研究领域的重要工具，随着数值模拟方法的不断发展，其在水资源管理、环境保护和地质勘探等领域的应用也越来越广泛。

本文从数值模拟方法的发展、在水资源管理中的应用、在环境保护中的应用、在地质勘探中的应用以及未来发展方向等方面进行了系统的总结和探讨。

研究表明，地下水数值模拟在提高水资源利用效率、保护地下水资源、指导环境管理和勘探地下资源等方面具有重要意义。

加强地下水数值模拟的研究和应用，将对促进资源有效利用和环境保护具有积极的推动作用。

未来，我们需要进一步完善数值模拟方法，提高模拟精度，探索更广泛的应用领域，推动地下水数值模拟在各领域的发展和应用。

【关键词】地下水数值模拟、研究、应用、发展、水资源管理、环境保护、地质勘探、未来发展方向、重要性、总结、展望1. 引言1.1 地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是通过数学模型和计算机仿真技术，对地下水系统的水文地质特征进行描述和分析的一种方法。

随着计算机技术的不断进步和地下水问题的日益凸显，地下水数值模拟在水资源管理、环境保护、地质勘探等领域中扮演着重要角色。

在过去的几十年中，地下水数值模拟方法得到了长足发展。

从最初的一维流动模型，到如今的三维多孔介质模型，模拟精度和可靠性不断提高。

各种数值模拟软件的涌现，也为地下水研究提供了便利。

地下水数值模拟在水资源管理中的应用主要包括水资源评价、水资源保护、水资源规划等方面。

通过模拟地下水流动、水质变化等过程，可以更好地指导水资源管理工作，保障人民的饮用水安全。

在环境保护领域，地下水数值模拟被广泛应用于地下水污染源追踪、地下水保护区划定等方面。

通过模拟地下水流动和污染传输，可以及早发现、预防和处理地下水污染事件，减轻环境压力。

地下水数值模拟还在地质勘探领域发挥重要作用。

通过模拟地下水对地下结构的影响，可以为石油、矿产勘探提供重要参考依据。

未来，地下水数值模拟方法将继续发展，模拟精度将进一步提高。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是一种基于现代计算机技术，以数学模型为基础的地下水动力过程模拟方法。

在过去的几十年里，随着计算机技术的不断发展和数值模拟方法的不断完善，数值模拟在地下水资源管理和环境保护等领域中发挥着重要的作用。

本文将着重介绍地下水数值模拟的研究与应用进展，以及未来发展的趋势。

近年来，随着计算机技术的不断提高和数值模拟方法的不断完善，地下水数值模拟的研究内容得到了不断拓展。

在地下水数值模拟中，主要研究的内容有以下几个方面。

1. 地下水流动数值模拟地下水流动数值模拟是地下水数值模拟的核心内容之一。

它主要是研究地下水在不同场合下的流动情况，并对流动过程进行模拟和预测。

目前，地下水流动数值模拟的研究内容已经涉及了地下水流动的各个方面，包括单井试验、地下水流域、地下水动力系统等。

土壤水分数值模拟是利用计算机模拟土壤水分变化的过程，以模拟来补充实地试验、采样监测等方法不可取的缺点。

在土壤水分数值模拟中，主要研究土壤热量、水分及盐分的扩散、平衡和变化等现象。

地下水污染数值模拟是在地下水流动数值模拟的基础上，对地下水中的污染物的扩散、运移和转化等过程进行模拟和预测。

随着经济和社会的快速发展，地下水污染已经成为世界各国所面临的难题，而地下水污染数值模拟正是解决这一问题的重要手段。

地下水数值模拟从研究向实际应用转变，实现了从实验室到现场、从小区域到大区域、从单个污染源到污染整个区域等局限性的突破，不断拓展着应用领域。

目前，地下水数值模拟应用较为广泛，主要应用于以下几个方面。

1. 地下水资源管理地下水资源管理是地下水数值模拟最为广泛的应用之一，主要是在对地下水资源进行管理和开发过程中，利用数值模拟方法进行预测和评估，以提高地下水资源利用效益和保护水源环境。

2. 土壤污染评价在土壤污染评价中，地下水数值模拟是评价土壤污染的重要手段之一。

它可以通过对污染物在土壤、地下水、大气等介质中的运移和转化过程进行数值模拟来评价土壤污染的程度和范围。

地下水数值模拟的研究与应用进展1. 引言1.1 地下水数值模拟简介地下水数值模拟是指利用数学模型和计算机技术对地下水系统进行模拟和预测的方法。

通过模拟地下水系统的水文地质特征、水文动力过程和水文化学过程，可以更好地理解地下水运动规律，预测地下水资源的变化趋势，指导地下水资源的合理开发和利用。

地下水数值模拟的基本原理包括建立地下水数学模型、确定模型参数、选择数值计算方法、进行模拟计算和模拟结果分析。

地下水数值模拟常用的模型包括地下水流模型、地下水热盐模型、地下水污染迁移模型等，可以根据实际问题的不同选择合适的模型进行建模。

地下水数值模拟在水资源管理、环境保护、地质灾害防治等领域有着重要的应用价值。

通过地下水数值模拟，可以预测地下水位变化、地下水资源补给和排泄规律，为科学合理地开发利用地下水资源提供参考依据。

地下水数值模拟还可以用于评估地下水污染风险、指导地下水污染防治，保护地下水资源环境。

地下水数值模拟是一种强大的工具，为研究人员提供了深入理解地下水系统运行机制和分析地下水问题的方法。

通过不断地研究和应用，地下水数值模拟将在未来发展中发挥更加重要的作用。

1.2 地下水数值模拟的重要性地下水作为重要的水资源之一，对人类生存和发展具有重要意义。

地下水数值模拟是研究地下水流动规律和预测地下水变化的重要手段。

其重要性主要体现在以下几个方面：1.优化地下水资源管理：地下水数值模拟可通过对地下水流动模式的研究和模拟，优化地下水资源的开发和利用。

通过模拟可以更好地预测地下水位变化、水质变化等情况，有助于科学合理地规划地下水资源的开发和利用方案。

2.保护地下水环境：地下水数值模拟可以帮助研究人员识别地下水受到威胁和污染的情况，从而采取合适的措施进行保护和修复。

通过模拟可以及时发现地下水受到污染的源头和扩散路径，指导环境保护工作的开展。

3.灾害预警和防范：地下水数值模拟可以用于预测地下水位变化、地下水涌出、地下水泛滥等情况，为灾害预警和防范提供科学依据。

地下水系统的数值模拟研究近年来，随着城市化进程不断加快和人口增长的逐步加剧，地下水资源的开发利用也变得越来越重要。

然而，地下水的数量、品质和空间分布都受到地质、气候等多方面因素的影响，给其管理和利用带来了极大的挑战。

因此，建立地下水数字模型，深入研究地下水系统是非常重要的。

一、地下水数值模拟的意义和现状地下水数值模拟研究是指通过对地下水流动、输运、化学行为等过程进行数学建模和模拟，以预测和评估地下水资源的分布情况和变化趋势，指导地下水资源的合理开发、管理和保护。

地下水数值模拟可以提供与地下水相关的诸如水文循环、地表地下水联系、水资源调控等决策支持，做好保障和利用水资源的工作。

目前，国内外已经对地下水数值模拟开展研究多年，应用范围也十分广泛。

国内一些城市、地区已经将地下水模型应用于地下水资源开发规划和绩效评估，而国外地下水模型研究则更加成熟，应用领域也包括了陆地水文、地质学、土力学等技术领域，具有较高的应用价值和现实意义。

二、地下水数值模拟的主要方法与技术地下水数值模拟研究方法主要依赖于计算机仿真和实验研究。

两者不同的是，仿真是通过计算机数值分析地下水流动、输运、地下水化学等液体流体力学行为，而实验则是在实际环境中监测和记录地下水的物理化学参数并进行实时分析，从而得出各种地下水特性，如渗透性、毒性、温度等。

数值模拟必要的步骤：1.设计数学模型：需要将地下水系统分成空间块，建立相应的液体物理力学方程组。

2.模型参数的处理和确定：需要了解并确定涉及该地区的一些物理、化学参数，如渗透性、温度、水化学含量和地表地层结构等参数，以及地表地下水的特性。

3.选定模拟参数和计算方法：通常文件计算流密度和地表流速、影响其流体行为的参数，以及计算规模和方法。

4.数值计算、分析结果和模型修正：利用数值方法对地下水流动、转移、质量变化等进行数值模拟计算。

通过模拟进行结果分析并对模型进行修正。

三、常见的地下水数值模拟技术与流程总的来讲，地下水模拟有三种基本技术：格网式有限元模拟（FE）、边界元模拟（BEM）和拉格朗日模拟（LSM）。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用计算机和数学模型对地下水系统进行模拟和预测的一种方法。

通过数值模拟，可以预测地下水的水位、水量、水质以及地下水与地表水和土壤水之间的相互作用等情况。

本文将探讨地下水数值模拟的研究和应用进展。

地下水数值模拟的研究主要集中在以下几个方面：第一，模型建立。

地下水数值模拟的第一步是建立数学模型。

常用的地下水数值模型有有限元法、有限差分法和边界元法等。

这些方法可以将地下水系统离散化，并通过计算机模拟地下水系统的运动规律。

第二，参数估计。

地下水数值模拟需要大量的参数来描述地下水系统的特性，如孔隙度、渗透率、水头等。

这些参数往往难以直接测量，需要通过试验或其他方法进行估计。

目前研究者们提出了一系列参数估计的方法，如反问题求解、遗传算法等。

数值算法。

由于地下水系统的非线性和复杂性，数值模拟需要高效、稳定的算法来求解方程。

近年来，随着计算机技术的进步，地下水数值模拟中出现了一些新的数值算法，如并行计算、多核计算等。

除了研究方面，地下水数值模拟也广泛应用于实际工程和科学研究中。

以下是一些地下水数值模拟的应用进展：第一，地下水资源管理。

地下水是重要的水资源，然而地下水资源的开发和利用存在一定的风险。

通过地下水数值模拟，可以模拟地下水系统的响应，帮助决策者科学地管理地下水资源，避免资源的过度开发和污染。

第二，地下水污染控制。

地下水污染是当前面临的重要环境问题之一。

通过地下水数值模拟，可以对地下水污染的来源、传输和演化进行模拟和预测，为地下水污染控制提供科学参考。

地下水排水和灌溉。

地下水数值模拟可以帮助工程师科学地设计地下排水和灌溉系统，提高系统的效率和可靠性。

通过模拟地下水的水动力行为，可以优化排水和灌溉的方案，减少水资源的浪费。

第四，地下水地热利用。

地下水中的热量可以被用于供暖和制冷，被广泛应用于地热能利用。

地下水数值模拟可以模拟地热系统的热量传递过程，优化地下水热交换器的设计，提高地热能利用效率。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用计算机模拟地下水系统的运动，分析其变化规律以及对人类活动的响应。

该技术可以为地下水资源的开发利用、管理调控提供科学依据和技术支持。

本文将从模拟方法、模型评价和应用进展三个方面，介绍地下水数值模拟的研究与应用进展。

一、模拟方法地下水数值模拟主要分为两种方法，即有限差分法和有限元法。

有限差分法是最早被广泛使用的一种方法。

其核心是根据地下水系统所在的二维或三维空间建立差分网格，并在每个时间步长内计算各节点的水量变化。

该方法的优点是速度快、稳定性高，但其局限性也很明显，即数值稳定性受精度约束较强，能计算的复杂地下水问题较少。

另一种方法是有限元法。

该方法将空间连续介质离散成许多小单元，从而建立以基础方程为核心的微分方程组，通过解方程组得到未来水位的预测。

相较于有限差分法，有限元法具有解算精度高、模拟能力强等优点，并且能应用于较复杂的地下水问题。

二、模型评价模型评价是地下水数值模拟的必要前提，其目的是验证模型对真实情况的拟合程度和对未来演变的预测能力，以及评价模拟结果的精度和可靠性。

地下水数值模拟的模型评价指标包括：1）拟合能力——即模拟结果与实测数据的吻合程度；2）预测能力——即通过建立历史数据与观测结果的关系，对未来演变做出的预测结果的准确性；3）灵敏度——即对模型输入参数的变化如何影响模拟结果；4）精度——即结果误差的大小；5）可靠性——即结果误差的置信度和可信度。

这些指标需要通过验证、敏感性分析和不确定性分析等方法进行评价和验证。

三、应用进展地下水数值模拟的应用领域很广，例如地下水资源管理、地下水环境保护、污染物迁移研究等领域。

以下是地下水数值模拟在不同领域的应用进展：1、资源管理2、环境保护地下水污染是当前环境保护的重要问题，地下水数值模拟可用于模拟污染物在地下水中的迁移和传输。

借助模拟结果，有助于预测和评估地下水环境受到的影响，以及对污染进行治理和防范措施。

[收稿日期]　2007-04-09[作者简介]　张洪霞(1984-),女,四川凉山洲冕宁人,助理工程师,学士;宋　文(1965-),女,重庆壁山人,工程师.地下水数值模拟的研究现状与展望张洪霞,宋　文(四川省水文水资源勘测局西昌分中心,四川西昌　615600)[摘　要]　综述了国际上地下水模拟软件的发展现状;评述了几种目前国际上最具影响力的模拟软件;最后对地下水数值模拟的发展进行了展望,指出了该领域未来发展的几个主要方向。

[关键词]　G MS ;地下水;模型;模拟软件[中图分类号]　T U991111+2 [文献标识码]　A [文章编号]　1006-7175(2007)11-0794-03The Current Status and Prospect of R esearchon G roundw ater Numerical SimulationZHANG H ong -xia ,S ONG Wen(X ichang Bureau of Hydrology in Sichuan Center of Hydrology and Water Res ources Survey ,X ichang 615600,Sichuan ,China )Abstract :This paper reviewed the international development of groundwater simulation s oftware.I t narrated and analyzed several simulate s oftware ,which are m ost in fluence.In the end of this paper ,the prospect of the groundwater numerical sim 2ulation and s ome main direction of this field were put forward.K ey w ords :G MS;groundwater ;m odel ;simulation s oftware0　前　言地下水是我国城市生活和工农业用水的重要供水水源。

地下水动态监测技术现状与发展随着全球城市化进程的不断加快和人口增长的加快，地下水资源的保护和管理成为了当今社会面临的挑战之一。

地下水是人类生存和发展的重要水源之一，对于农业、工业和居民生活等方面都有着重要的作用。

由于地下水的特殊性，监测和管理地下水的工作相对较为困难，需要借助先进的技术手段和设备来进行。

地下水的动态监测技术是指利用不同的技术手段和仪器设备，对地下水的流动、水质、水位等进行实时监测和数据记录的过程。

地下水动态监测技术的现状和发展对于地下水资源的科学利用和保护至关重要，本文将介绍地下水动态监测技术的现状和发展趋势。

1. 传统监测手段传统的地下水监测手段主要包括井水位监测和水质分析。

井水位监测是通过井管内装有水位计的方式对地下水位变化进行监测，然后通过定期采集水质样品进行分析来了解地下水的水质状况。

这种监测手段的优点是成本低廉，易于操作，但存在监测范围有限、监测数据不连续等缺点。

2. 遥感技术随着遥感技术的不断发展，利用卫星和航空遥感技术进行地下水监测也成为了一种重要的手段。

通过遥感技术可以获取地下水区域的地形、植被、土地利用和地下水成因等信息，从而有助于更好地了解地下水的动态变化。

遥感技术在地下水监测中存在分辨率不高、数据获取不连续等问题。

3. 地下水数值模拟地下水数值模拟是利用计算机模拟地下水流动和传输过程，通过建立地下水数学模型对地下水的动态变化进行预测和模拟。

地下水数值模拟技术具有实时性强、数据连续性好的优点，但需要大量的监测数据和地下水水文地质参数，对技术人员的要求也较高。

二、地下水动态监测技术的发展趋势1. 自动化监测装置随着传感技术的不断发展，自动化监测装置成为了地下水监测技术的一个重要发展方向。

自动化监测装置可以实现对地下水位、水质等数据的实时监测和无人值守，大大提高了监测的效率和数据的连续性。

2. 现场化监测系统现场化监测系统是指将传感器等监测设备直接安装在地下水位监测点，通过无线传输等技术将监测数据传输至监测中心进行实时监测和数据记录。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用数学模型和计算机技术对地下水系统进行模拟和预测的方法。

它可以模拟地下水的流动、溶质迁移、热传导等过程，为地下水资源管理、地下水污染控制、地下工程设计等提供科学依据。

本文将对地下水数值模拟的研究与应用进展进行综述。

地下水数值模拟的研究始于20世纪60年代。

当时，由于计算机技术的发展和对地下水资源的需求日益增加，人们开始将数学模型应用于地下水系统。

最早的地下水模型是基于二维的Darcy定律和扩散方程，模拟了地下水的流动和溶质迁移过程。

随着计算机技术的提高和数学模型的完善，地下水数值模拟逐渐发展成为一个成熟的学科领域。

在地下水数值模拟中，常用的数学模型包括流体流动模型、溶质迁移模型和热传导模型。

流体流动模型描述了地下水的流动过程，可以用于预测地下水的流向和流速。

溶质迁移模型描述了地下水中溶质（如污染物）的迁移过程，可以用于预测地下水的污染扩散。

热传导模型描述了地下水中热的传导过程，可以用于预测地下水的温度变化。

地下水数值模拟的应用非常广泛。

在地下水资源管理方面，地下水数值模拟可以用于评估地下水资源的可持续利用性，预测地下水位和地下水补给量，指导地下水的开发和利用。

在地下水污染控制方面，地下水数值模拟可以用于评估地下水污染的危害程度，分析污染源的扩散规律，指导地下水污染的治理和修复。

在地下工程设计方面，地下水数值模拟可以用于评估地下水对工程的影响，指导地下工程的布置和施工。

随着计算机技术的不断进步，地下水数值模拟的精度和效率也在不断提高。

传统的二维模型正在逐渐向三维模型发展，三维模型能更准确地模拟地下水流动和溶质迁移过程。

地下水数值模拟还与其他学科相结合，如地质学、水文学和生态学等，形成了多学科交叉研究的新趋势。

地下水数值模拟可以与地质信息系统（GIS）相结合，实现地下水资源管理的空间分析和决策支持。

地下水数值模拟是一门重要的科学研究领域，它在地下水资源管理、地下水污染控制、地下工程设计等方面具有重要的应用价值。

地下水系统数值模拟的研究现状和发展趋势郝治福，康绍忠(中国农业大学中国农业水问题研究中心)目前地下水系统数值模拟方法主要有有限差分法(FDM)、有限单元法(FEM)、边界元法(BEM)和有限分析法(FAM)等。

20世纪60年代中期以来，随着快速大容量电子计算机的出现和广泛应用，数值计算方法在地下水资源分析评价中得到逐步推广，具有明显的通用性和广泛的适用性。

尤其近十几年，地下水系统数值模拟取得了长足进步。

一、国外地下水系统数值模拟研究现状目前，国外该领域的研究主要针对数值模拟法的薄弱环节，提出新的思维方法，采用新的数学工具，分析不同尺度下的变化情况，合理地描述地下水系统中大量的不确定性和模糊因素。

1、该领域科学家在地下水系统数值模拟的工作程序、步骤方面达成了一致，强调对水文地质条件合理概化的重要性，并深入探讨尺度转换问题和量化不确定因素问题。

根据Anderson等提出的工作程序，要建立一个正确且有意义的地下水系统数值模型，应进行以下工作：确定模型目标，建立水文地质概念模型，建立数学模型，模型设计及模型求解，模型校正，校正灵敏度分析，模型验证和预报，预报灵敏度分析，模型设计与模型结果的给出，模型后续检查以及模型的再设计。

Ewing提出地下水污染流模拟和建模需要强调3个方面的问题：①有效地模拟复杂的流体之间以及流体与岩石之间的相互作用；②必须发展准确的离散技术，保留模型重要的物理特性；③发挥计算机技术体系的潜力，提供有效的数值求解算法。

针对Newman等的推测，Wood提出了二维地下水运动有限元计算的时间步长条件。

Kim等对抽取地下水造成的noordbergum effect (reverse water level fluctuation)现象进行数值模拟，阐述了其机理性原因。

Scheibe等分析了在不同尺度下的地下水流及其运移行为。

Ghassemi指出三维模型可以详细说明含水层系统的三维边界条件以及抽水应力情况，而二维模型就不能恰当处理。

地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上重要的自然资源之一，对人类生产生活具有重要的影响。

近年来，随着城市化进程的加快和工业化的发展，地下水资源受到了严重的威胁和破坏。

为了更好地保护地下水资源，科学家们开展了大量的地下水数值模拟的研究与应用，并取得了一系列的进展。

地下水数值模拟是通过数学和计算机技术模拟地下水在地下流动和传输过程中的物理和化学规律。

它可以帮助人们了解地下水的动态变化，预测地下水的水文响应，评估地下水资源的可持续利用性，指导地下水管理和保护工作。

第一，地下水数值模拟在地下水资源评价和管理方面的应用。

通过对地下水水文地质条件、人类活动和环境因素等的综合分析，可以建立地下水资源评价模型，评估地下水资源的可利用量和可持续利用性。

根据模拟结果可以制定相应的管理和保护措施，保障地下水资源的合理利用。

第二，地下水数值模拟在地下水污染传输和修复方面的应用。

地下水污染是目前地下水面临的严重问题之一。

通过数值模拟可以模拟地下水中污染物的迁移和转化过程，预测地下水污染的发展趋势和范围，为地下水污染治理和修复工作提供科学依据。

地下水数值模拟在地下水动力学和地下水循环研究方面的应用。

地下水动力学是指地下水在地下层中的流动规律。

通过数值模拟可以模拟地下水的流动速度、流向和流量分布等，进而揭示地下水的动态变化规律。

地下水循环是指地下水与表层水体的相互作用和交换过程。

数值模拟可以模拟地下水和地表水的相互作用，优化地下水与表层水体的利用和管理。

当前，地下水数值模拟研究面临一些挑战。

地下水数值模拟需要大量的地下水数据支撑，包括水文地质数据、水文数据和地球物理数据等。

这些数据存在获取困难和不全面的问题，会影响模拟结果的准确性和可靠性。

地下水系统是一个复杂的系统，受到许多因素的影响，模拟过程需要考虑的参数众多，模型的建立和参数的选择都需要科学合理。

地下水数值模拟需要大量的计算资源和计算时间，对计算机技术的要求较高。