visual modflow中文指南

visual modflow中文指南 Visual MODFLOW Pro 4.0指南 这个说明书包含一步步的使用指南，指导你运用Waterloo Hydrogeologic的 Visual MODFLOW Pro 4.0 Demo版本的整个过程。这个指南将指引你按以下所要求的步骤去做: (1)建立网格模型，然后给定其特征值以及边界条件; (2)使用Visual MODFLOW来模拟地下水的流动，水质点的示踪，以及大 量物质的运移模拟; 3)可以用二维和三维的可视化图形显示结果; ( 为了方便起见，Visual MODFLOW Demo安装程序自带安装一组完整的数据输入 文件，以及你将要建立的模型示例的模拟结果。这个使用指南独立清晰地显示每 个步骤，这可以让你在调试过程中就能选择感兴趣的方面，而不用完成整个练习。 对示例模型的描述 该地区位于Waterloo河外的飞机场附近。该地区表层的地质条件是由上、下两层沙土以及砾石组成的含水层，中间以粘土和泥沙作为隔水层组成的。相关的地貌特征包括一个飞机加油站，一个市内的供水井区域，以及一个不连续的隔水层。如下图所示: 3这个供水区有两口供水井。东面的井以550m/d的定流量抽水，而西部的井 3以400m/d的定流量抽水。在过去的十年里，飞机燃料已经周期性地泄露到加油站区，而且经过自然渗透导致一部分污染物进入到上层含水层。这个指南将会指导你建立该地区的地下水流动和溶质运移模型的必要步骤。这个模型还会显示燃料污染物对市内供水井的潜在影响。 当研究该地区时，从平面图上看，指定该区的上部为北面，下部为南，左面为西，右面为东。地下水在这个三层的含水层系统中是从北向南流动(从上到下)。该含水层系统是由顶层潜水含水层、中间一个弱透水层以及底部的承压含水层组成的，如下图所示。上下含水层的渗透系数为2e-4m/sec，而弱透水层的渗透系数为1e-10m/sec。 怎样使用这个指南 这个指南分为四个模块，每个模块都包含一系列组成部分。这个指南是为了让使用者可以从任何一个模块开始，这样就能选用Visual MODFLOW的某些特定模块。每个组成部分都以简洁明了的形式显示。这些模块如下设置: 模块?:创建并定义一个流动模型(第一至第五章); 模块?:溶质运移模型(第六至第九章); 模块?:运行Visual MODFLOW(第十至第十一); 模块?:可视化输出; 一、术语和符号 为使用方便，会用到以下一些术语和符号: Type:输入给定的词或数据; Select:在指示的地方单击鼠标左键; :按键; :按键; [„]:表示此键可以点击，这个键会出现在一个窗口中，或者是在菜单 栏的旁边或底部; 加粗的文字表示可以点击的菜单或窗口界面，或者是可输入文字。 二、点击开始 双击桌面上的Visual MODFLOW程序图标开始。 模块?:创建并定义一个流动模型 第一部分:建立新模型 这第一个模块将会指导你运用Visual MODFLOW界面创建一套新的模型数据所必要的步骤。 创建新模型:在主菜单栏中单击File(文件)，再单击New(新建)， 就会弹出一个Create new model(创建新模型)的窗口。为方便起见，系统按已经建立了模型。按照默认设置这个模型位于 C:\VMODNT\Tutorial

建议

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使用者建立一个新的文件夹，把新模型保存在此新建文件夹中。 建立新文件夹:单击窗口中的新建文件夹图标， 输入新文件夹名称，再双击此文件夹，在文件名称栏中输入Airport ， 点击保存。 注意:1、文件夹或者文件名称必须用英文字母或数字，不能出现中文。 、如果你选择了缺省值的目录途径(C:\VMODNT\Tutorial)，并输入 2 相同的Airport，就会弹出一个警告对话框，提示已经存在一个 Airport.vmf的文件。 单击[NO]会把你新建的模型存入另外文件夹中; 单击[YES]会覆盖已经存在的模型。 Visual MODFLOW会在文件名末尾自动添加.vmf的扩展名。下一步，会 在以下三个连续的步骤描述模型建立过程: ?地下水流动和运移模拟所需的Numeric Engine(数学计算软件); ?与各种流动和运移参数相关的Units(单位); ?模型的Start Date(初始日期)和Start Time(初始时间) 对于流动模型，可以用到以下的Numeric Engine: ?WHI的USGS MODFLOW-96 ?WHI的USGS MODFLOW-2000 ?HGL的MODFLOW-SURFACT 在这个示例中，选用MODFLOW-2000 注意:在目前的Visual MODFLOW版本中，不支持MODFLOW-SURFACT的 运移选项。因此，如果在水流模型中选择了MODFLOW-SURFACT，运 移选项的数字引擎就会自动不可用了。 对于运移模型，用到了以下一些Numeric Engine(数字引擎): ?MT3DMS ?MT3Dv150 ?MT3D96 ?MT3D99 ?MT3Dv1.0 ?MT3Dv2.5 在这个示例中，选用了MT3DMS。 基于所选的运移引擎，你还要选择可用的Sorption(吸收)方法和Reaction(反应)。在这个示例中，没有吸收，也没有选择动力反应。 在Units(单位)栏中，为每个模型的输入数据类型选择以下的信息内容: Length: meters Time: day Conductivity: m/sec 3Pumping Rate: m/day Recharge: mm/year Mass: kilogram Concentration: milligrams/liter 这个模型的Start Date(初始日期)和Start Time(初始时间)与初始模拟时 间相对应。当前，这些数据只和非稳定流模拟有关。在非稳定流模拟中，所记录 的数据可以被导入用来为选定的边界条件(如定水头、河流、总水头和排放量)设定时间进度表。 再点击[NEXT](下一步)确定，确定这些给定值。 在第二步中，会出现下面的窗口，显示地下水流动和运移模型的默认值: 再点击[NEXT](下一步)确定这些给定值。 第三步是Create the model Grid (建立网格模型)见下图: 以上的界面用来Import a site map(添加地图)，指定Model Domain(模型版图)的维数，并且确定有限差分网格的行数、列数以及层数。为模型中的行数、列数以及层数分别输入以下数据: Columns (j): 40 列数: 40 Rows (i): 40 行数: 40 Layers (k): 3 层数: 3 Zmin: 0 Z方向最小值: 0 Zmax: 18 Z方向最大值: 18 选择 Import a site map(添加地图) 下一步，必须要选择文件扩展名为 .DXF的背景地图。 点击[Browse](浏览)，返回到Tutorial目录选择以下文件: 单击Sitemap.dxf 单击[open] 单击[Finish]确定这些设定。 这时会弹出一个Select Model Region(选择模型区域)的窗口，提示你定义 模型区域的范围。Visual MODFLOW会从底图(Sitemap.dxf)中读取最大最 小坐标值，并显示其在模型中心的默认位置坐标。 在屏幕显示数据的地方重新输入以下数据: Display area: X1: 0 (显示范围) Y1: 0 X2: 2000 Y2: 2000 Model Origin: X: 0 (初始模型) Y: 0 Angel(角度):0 Model Corners: X1: 0 (模型顶角) YI: 0 X2: 2000 Y2: 2000 单击[OK]确定。 此时会出现一个File attributes的窗口，显示“Sitemap.dxf”已经被保存到Visual MODFLOW工程里，并且命名为“Airport.Sitemap.MAP”。 单击[OK] 就会打开Input(输入)菜单，而且在模型范围内会自动生成一个固定规格的40×40×3的有限差分网格。屏幕上还会出现地图的网格形式，如下图所示: 当第一次进入Input(输入)时，网格图自动装载。 第二部分:网格加密 网格界面为加密模型网格、勾画无效网格单元、输入各层标高、指定标高、优化(光滑)网格以及画各层标高等值线提供了一套完整的绘图工具。 这个部分描述了对所选地区进行网格加密的必要步骤，例如在供水井周围地区。进行网格加密的原因是为了得到所选地区更详细的模拟结果，(如在水力梯度可能变化大的地区)。例如:如果在井周围出现水位下降，当使用了加密的网格后，水位会相对较平缓。 修改X方向的网格:单击[Edit Grid] Edit Columns(编辑列) 就会弹出一个Columns(列)的窗口，显示要编辑的网格列的选项。Add(添加)选项自动被选中，同时通过在需要增加网格线的地方单击鼠标左键，就会增加一条新的线。 把鼠标移到网格中任意地方，注意到有一条突出的垂线会随着鼠标在网格中移动。这条线可以被用来在模型范围内任何地方增加一列。在这次的练习中，需要修改加油站区以及供水井附近的网格。 在网格的任意位置点击鼠标右键，就会弹出一个Add Vertical Line(增加垂 ?线)的窗口，选择?Evenly spaced gridlines from: 在调整文本框中点击，并输入以下数据: from: 500 to : 1600 at interval of: 25 点击[OK]确定，再点击[CLOSE ]关闭Columns(列)的窗口。 下一步，要修改加油站到供水井区域Y方向的网格。 单击[Edit Grid] Edit Rows(编辑行) 在网格的任意位置点击鼠标右键，就会弹出一个Add Horizontal Line(增加 ?水平线)的窗口，选择?Evenly spaced gridlines from: 在调整文本框中点击，并输入以下数据: from: 400 to : 1900 at interval of: 25 点击[OK]确定，再点击[CLOSE ]关闭Rows(行)的窗口，退出。 修改后的网格应该如下图所示: 接下去的步骤会教你怎样查看模型的横截面以及怎样给模型增加新的层数。 查看模型的横截面:点击左边工具栏中的[View Column](查看列)， 把光标移到网格中的任意位置。当在屏幕上移动光标时，有一条红色的竖杠会使某一列突出显示，它会随着鼠标移动。要选择一列查看，在选中的一列上单击鼠标左键，Visual MODFLOW会把网格屏幕从平面图切换到横截面图显示。此时，模型由于没有纵向扩展，横截面图中的三层以接近一条粗线的形式显示，几乎不能分辨出这三层。为了比较合理地显示这三层，需要纵向放大横截面: 单击屏幕底部的[F8-Vert Exag](纵向放大)，就会弹出一个Vertical Exaggeration的窗口，提示输入纵向放大的值:输入:40 点击[OK] 模型的三个层面就会如下所示: 从以上的数据可以看出，在整个横截面每层厚度都相同。然而自然条件下几乎不可能会有像这样水平，并且还具有相同厚度的地质条件的含水层。 在这个示例中，可以在模型区域中输入包含标高的，有确定的X和Y坐标的文本文件。 单击左边工具栏中的[Import Elevation](输入标高)，就会弹出一个Create grid elevation(创建网格标高)的窗口: 这个窗口要求为网格模型各层输入一组数据。在Layer surface栏中自动选择 了Ground surface，在窗口的右侧显示2-D和3-D(2维和3维)的插入层表面标高，以及逐格的展开层数据Array(矩阵)。 Import date。当选定这个选项点击Option(选项)的下拉菜单，并选择 后，就会在Option(选项)下面出现Interpolation setting(差分组合框)。这个组合框用于选择一个数据库文件以及差分法(Natural Neighbors, Kriging, Inverse Distance)。Interpolation栏中自动选择了Natural Neighbors。然而这个示例需要在下拉菜单中选择Inverse Distance。 在Date source(数据来源)栏中点击打开文件夹的图标， 就会出现如下的Open(打开)窗口: 选择地表的顶层地层数据文件: 单击Airport-gs.asc 再单击[Open] 就会出现如下的Match field窗口: Required Data(所需数据)框列出了来自数据库的纵行数据，而且根据数值差分法，Match to column number(和列序号匹配)框用来把数据和各自相应的数据库相连接。如上窗口所示，在每栏中输入合适的数字，把X坐标与Column#1(第一列)匹配，Y坐标与Column#2(第二列)匹配，Elevation(标高)与Column#3(第三列)匹配。一旦这些列都匹配好了，[NEXT]按扭就会被激活。 单击[NEXT] 进入Data Validation(有效数据)界面。如下图所示: 由于没有发现错误输入(错误的输入会以红色的字体显示)，就确保了数据库中 的数据都是有效的，而且数据都存在于模型范围内，如下图的Coordinate System and Uuits(坐标系和单位)窗口所描述的。 单击[Finish] 进入Coordinate System and Uuits(坐标系和单位)窗口， Elevation 然后在Coordinate System(坐标系)框中选择Model(

标准

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)，在 Units(标高单位)框中选择Meter(米)。如下图所示: 单击[OK]对输入的标高数据进行插值，就会出现如下的窗口: 再单击[OK] 在进入下一步操作，把差分层的标高分配给选中的网格模型层之前，会出现一个Warning(警告)框，确认标准的标高是否确实需要更改。 单击[YES] 如果所提出的对模型地表标高的更改，会和之前指定的边界条件上的水头值有冲突，就会出现一条警告信息，提供修改数据的机会。在这种情况下，不会发现潜在的问题。 下一步，将要给第一层输入底板标高: 单击[Import Elevation](输入标高); 在Layer surface栏的下拉菜单中 选择Bottom of Layer 1; 在Option的下拉菜单中选择Import data;并在其组合框中选择Inverse Distance的插分法; 在Date source(数据来源)栏中点击打开文件夹的图标， 并选择Airpt-b1.asc 。在Open(打开)窗口中选择第一层的标高。 再单击[Open]。 把X坐标与Column#1(第一列)匹配，Y坐标与Column#2(第二列)匹配，Elevation(标高)与Column#3(第三列)匹配。 单击[NEXT] 进入Data Validation(有效数据)界面。 单击[Finish] 进入Coordinate System and Units(坐标系和单位)窗口，然后在Coordinate System(坐标系)框中选择Model(标准)，在Elevation Units(标高单位)框中选择Meter(米)。 单击[OK]对输入的标高数据进行插分， 在Create grid elevation(建立网格标高)的窗口再单击[OK]; 单击[YES]确认对模型标高的更改。 这时会发现第一层的底部会呈现不同的标高。接下去再按此步骤完成对第二层和第三层标高的更改: 单击[Import Elevation](输入标高); 在Layer surface栏的下拉菜单中选择Bottom of Layer 2; 在Option的下拉菜单中选择Import data;并在其组合框中选择Inverse Distance的插分法 在Date source(数据来源)栏中点击打开文件夹的图标， 并选择Airpt-b2.asc 。在Open(打开)窗口中选择第二层的标高。 再单击[Open]。 把X坐标与Column#1(第一列)匹配，Y坐标与Column#2(第二列)匹配，Elevation(标高)与Column#3(第三列)匹配。 单击[NEXT] 进入Data Validation(有效数据)界面。 单击[Finish] 进入Coordinate System and Units(坐标系和单位)窗口，然后在Coordinate System(坐标系)框中选择Model(标准)，在Elevation Units(标高单位)框中选择Meter(米)。 单击[OK]对输入的标高数据进行插分， 在Create grid elevation(建立网格标高)的窗口再单击[OK]; 单击[YES]确认对模型标高的更改。 这时会发现第二层的底部会呈现不同的标高。 接下去再按以上步骤完成对第三层表面标高的更改。要注意对Bottom of Layer 3来说要在下拉菜单中选择Airpt-b3.asc。第三层的底部同样也呈现不同的标高。 模型的横截面应如下图所示(图为第38行横截面): 为了得到一个更好的纵向模型网格描绘，还可以对每层进行分层。 在左边的工具栏中单击[Edit Grid]Edit Layer(编辑层) ?就会弹出一个Layer(层)的窗口，单击?Refined by，在输入框中输入2， 把鼠标移到模型的横截面中，就会高亮显示该层表面。把鼠标放在与第一层顶部相对应的线上，在那里左键单击;然后把鼠标移到该层相对应的底线上，在那里再单击左键。这样在第一层垂直方向上的中心位置就会增加一个已经变形的层，即平均分为两层。重复此操作对第二层(隔水层)和第三层(下部承压含水层)也进行分层。 当完成所有这些操作时，单击Layer(层)窗口中的[Close]退出。 模型的横截面现在就由六层组成，而且应该和下图所示的相似(图中为第38行): 接下去要返回到模型的层界面， 在左边的工具栏中点击[View Layer] 当鼠标放在第一层，并显示不同颜色时就在该层单击左键。这样就会出现Airport地区的平面图。 第三部分:添加抽水井 这个部分的目的是指导给模型添加抽水井的必要步骤。 在主菜单中单击[Well] 在其下拉菜单中单击[Pumping Wells] 这时会出现要求保存

资料

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的窗口，点击[YES]保存，并继续。 一旦模型保存好了，屏幕就会切换到Pump Well(抽水井)的界面。注意到左 边的工具栏中的按扭现在是变为井选项，如添加、删除、编辑、移动以及拷贝抽 水井。在为这个模型添加抽水井之前，对抽水井周围地区进行放大(抽水井位于 模型范围的右下角)。 单击[F5-Zoom In] 把鼠标移到抽水井的右上角，左键单击。然后覆盖抽水井所在区域，拉出一个记 号框，再单击左键。所选区域就被放大了。 接着给模型添加抽水井: 单击[Add Well] 把鼠标移到有抽水井标记的西面，然后在那里左键单击，就添加了一个抽水井。 此时会弹出一个New Well(新建井)的窗口，提示输入指定的资料。 输入以下信息:Well Name : Supply Well 1 X : 1415 Y : 535 要增加Screened Interval， 点击Screen Bottom所在列， 并输入以下值: Screen Bottom (m) : 0.3 Screen Top (m) : 5.0 注意到井的过滤器长度在窗口右边的井孔图表中显示出来。井的过滤器长 度可以通过点击并拖动过滤器边缘到新的标高来改变。 要输入井的Pumping Schedule(抽水时间)，在End(day)所在列下面的文本 框左键单击鼠标，然后输入以下信息: End (day) : 7300 Rate (m^3/day) : -400 单击[OK]确定。 选用7300天作为结束时间是因为这个模拟将要进行20年。然而，由于这是稳定流的流动模拟，可以任意确定模拟时间，但这个水流模拟的结果不会改变。稳定流模型的意思是这个模型给每个参数赋上第一次输入的值来进行模拟，直到达到平衡，而不管相对时间如何改变。抽水量为负值是因为这是一个抽水井。如果在输入所需数据时失败了，Visual MODFLOW会提示再次完成

表格

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。 下一步是用一条捷径给第二个抽水井设定参数。这条捷径会把这个井的特征全都拷贝到另一个井。 在左边的工具栏中点击[Copy Well] 把鼠标箭头指在西边的井上(供水井1)，并左键单击。然后把鼠标移到东面的井上，再单击左键，就拷贝了一个井。下一步要对新(拷贝)井进行编辑。 在左边的工具栏中点击[Edit Well]，并单击新井，就会出现一个Edit Well的窗口。当前该井的命名为“Supply Well 1(2)”。把Well Name对应栏中井的名称改为“Supply Well 2”， 并输入:X=1463，Y=509， Rate (m^3/day) : -550 单击[OK]确定。 单击[F6-Zoom out] 第四部分:赋水流模型属性 这个部分是指导建立一个模型，其各层渗透系数相差很大的必要步骤。 在主菜单上点击Properties/Conductivity(参数/渗透系数) 在弹出的窗口中点击[YES]保存资料。 现在屏幕就切换到Conductivity(渗透系数)的输入界面，在那里可以对模型的渗透系数(Kx，Ky，Kz)进行修改。 在左边的工具栏中点击[Database]按扭，并在弹出窗口中输入以下值: Kx(m/s): 2e-4 Ky(m/s): 2e-4 Kz(m/s): 2e-4 单击[OK]确定。 要注意此时的Kx，Ky，Kz值都相同，这表示假设给定的值在水平和垂直方向上是各向同性的。但也可以通过修改渗透系数给模型设定各向异性的特征值。 在这个六层的模型中，第一、第二层表示上层含水层;第五、第六层表示下层含水层;第三、第四层表示分隔上下含水层的弱透水层。在这个示例中，把之前设定的渗透系数用于第一、二、五、六层(含水层)，同时给第三、四层(弱透水层)设定不同的渗透系数。要注意到第一层是模型的顶层。 在左边的工具栏中单击[Goto]，就会弹出一个Go To Layer 的窗口， 在窗口中输入3， 单击[OK]确定。 现在就在第三层(弱透水层)的界面上。下一步是给弱透水层(第三、四层)设定较小的渗透系数值。可以在模型网格上指定参数值。 在左边的工具栏点击[Assign]， 再单击[Window]，这个功能可以给指定的矩形框内赋值一个不同的渗透系数。 把鼠标移到网格的西北角，并在顶角的网格中点击左键。然后把鼠标移到网格的东南角，并在顶角的网格中点击左键，此时就创建了一个白色的界面覆盖整个层面。此时会出现一个Conductivity-[Assign Window]的对话框。 单击[New]， 这个网格就会变成蓝色的，而且Zone#值变为2。 对新的Zone#2输入渗透系数，单击Kx对应栏，并输入以下值: Kx(m/s): 1e-10 Ky(m/s): 1e-10 Kz(m/s): 1e-11 单击[OK]确定。 现在把第三层的渗透系数拷贝给第四层: 在左边的工具栏中单击[Copy>]Layer 再单击[Window]， 就会弹出一个Copy Layer的窗口， 选择Select all/highlighted zone(注意到Zone部分的Zone#2会自动选中) 在target layer(目标层)中选择Layer 4(第四层) 单击[OK]，就把Zone#2中第三层的渗透系数值拷贝到第四层了。 现在来观察模型的横截面，看三个水文地质单元。 在左边的工具栏中点击[View Column]，并在不连续的隔水层区点击其中一列。 上、下含水层以及隔水层由于导水特性不同而呈现不同的颜色，这可以在平面图上显示出来，如上图所示:(图为第36列)。 尽管弱透水层在趋于尖灭的地方很薄，但这些地区的渗透系数也要和上、下含水层的渗透系数一样设置。要做到这一步，必须返回到模型的层界面: 在左边的工具栏点击[View Layer]，并在图中第三层处单击左键。在这个特殊的示例中，不连续隔水层范围在DXF图中已经有显示。但是，在很多情况下， 这在地图上是没有标注的，必须依靠其他标志:如根据层的厚度确定水文地质单元尖灭的区域。 下面要显示第三层的厚度: 在底部的工具栏中单击[F9-Overlay]按扭，就会弹出一个如下所示的Overlay Control的窗口，窗口中包含一系列有用的叠加层。当在模型输入参数时，这些叠加层就可见了。 选中 C(I)-Layer Thickness 单击[OK]显示该层厚度的轮廓图。 注意:如果由于背景颜色的关系，看不到轮廓线，可按以下步骤操作: 单击[F9-Overlay]按扭 选中C(I)-Layer Thickness，并单击这一行右边的[„]按扭，就会弹出一个C(I)-Layer Thickness的选项框，在这里可以改变轮廓的设置。可以尝试把线加粗(增加宽度)，选择不同的颜色，加大标签大小(例如13)。 下一步，放大等值线为0.5厚的区域， 单击[F5-Zoom in]把鼠标移到不连续隔水层的左上角，单击鼠标左键，然后在所选区拉出一个框，再单击左键。屏幕上就会出现不连续隔水层的放大图形。 单击[Assign>]， 选择[Single]对每个网格都设定特征值。 此时会弹出一个Conductivity-[Assign Single]的对话框，显示在(Zone#2)输入的最后一个K值。点击Zone#栏向下箭头，Zone#1的K值就选中了。 此时先不要选择[OK] 把鼠标移到标有0.5米轮廓线的不连续隔水层处，按住鼠标左键并在0.5米的区域内拖动鼠标，直到该区域内的网格都变成了白色(如下图所示): 如果不小心选择了一些不应包括在内的网格，在这些网格上点击右键把它们变回原来的设置。一旦完成描绘这些网格， 在Conductivity-[Assign Window]的对话框中点击[OK]。 下一步要把第三层的导水区域拷贝到第四层: 在左边的工具栏中单击[Copy>]Layer，就会弹出一个Copy Layer的窗口，列出了当前层中可用的导水区(Zone#1和Zone#2)，以及要被拷贝的目标区。 选择Select all/highlighted zone(注意到Zone#1和Zone#2都自动被选 中) 在target layer(目标层)中选择Layer 4(第四层)， 单击[OK]，就把Zone#2中第三层的导水带拷贝到第四层了。 单击[F6-Zoom out]返回到整个模型的全屏显示，要观察模型的横截面。 单击[View Column] 在不连续隔水层地带选择一列并点击左键(如第31列)。就会出现如下图所示的一个横截面图: 要返回平面图可以点击[View Layer]按扭，然后在横截面图中左键单击第一层。接下去要修改贮水率(释水率)。 在主菜单上点击Properties/Storage(参数/释水率)， 释水率)界面，此处只能修改默认的贮水率值，但不能更就会切换到Storage( 改给水度、有效空隙度或总空隙度的值。 单击Database，然后输入贮水率Ss(1/m)=1E-4(如下图所示): 单击[OK]确定。 该层的厚度轮廓仍然可见，要去掉这些轮廓: 单击，取消C(I)-Layer Thickness [F9-Overlay]按扭 单击[OK]确定，此时该层的厚度轮廓线就取消了。 现在就完成了使用指南中如何给区赋恒定值的部分。在这个示例中，已经修改了模型的贮水率和渗透系数。Visual MODFLOW还提供了相同的绘图工具为水流模型编辑初始水头，以及和水流及运移过程相关的参数。 第五部分:给定水流边界条件 下面这部分是描述给定不同模型边界条件的所需步骤。 一、确定模型含水层的补给条件 在大多数情况下，含水层都是通过地表水入渗补给的。在Visual MODFLOW中为了确定补给，必须要到模型顶层界面。检查屏幕左下角的导航立方体，可以看到目前所在的层位。第一个要确定的边界条件是含水层的补给量。 单击主菜单上的Boundaries/Recharge 如果正在对一个新的模型进行操作，此时就会弹出一个Recharge-[Assign Default Boundary]的窗口，提示输入Stop Time(停止时间)。要注意当建立模型后，给定的默认补给量为0。Visual MODFLOW自动给模型的整个顶层赋予这个值。在弹出框中输入: Stop Time [day] : 7300 Recharge [mm/yr] : 100 单击[OK]确定。 单击[F5-Zoom in] 把鼠标移到加油站的左上角，并单击左键。然后在加油站 区拉出一个框，再单击左键关闭放大窗口。现在要给加油站地区设定一个大一点的补给量，那里飞机燃料每天都有泄露。 单击[Assign> ]Window 把鼠标移到加油站区的左顶角，单击左键，然后在加油站区拉出一个框，再单击左键。此时会弹出一个Recharge-[Assign Window]的窗口，如下图所示: 单击[New]建立一个新的补给区。Zone#一栏的值会增加为2，而且Zone的颜色预览框会变成蓝色。输入以下数值: Stop Time [day] : 7300 Recharge [mm/yr] : 250 单击[OK]确定。 此时加油站地区的网格就会变成蓝色的，这表明该区域为Zone#2的补给值。现在要返回到第一层的全视图。 单击[F6-Zoom out] 二、设定定水头边界条件 下一步是对模型中潜水和承压含水层的南北边界设定定水头边界条件。 从主菜单中选择Boundaries/Constant Head，或者从 左边的工具栏中的可选框中把Recharge改选为 Const.Head。 点击[YES]保存补给量数据。 第一个定水头边界条件是沿着模型的北边界对上层潜水 含水层设定的。要做这一步，就要用到[Assign> ]Line工具，沿着北边界的一行网格设定定水头边界。 在左边的工具栏中点击[Assign> ]Line 把鼠标指针指向西北角的网格(左顶角)，在此单击左键固定直线的起点。接着把鼠标指针指向东北角的网格(右顶角)，在此单击右键，表示直线的终点。 这时，一条水平网格线就显示成粉红色，同时出现一个Constant-Head- [Assign Line]的窗口，如下图所示: 输入以下数据:Description: CH-Upper Aquifer-North Stop Time(day): 7300 Start Time Head (m): 19 Stop Time Head (m): 19 单击[OK]确定。 网格中粉红色的线现在就变成深红色，表明对这些网格已经确定了定水头边界条件。 下一步要把第一层的定水头值拷贝给第二层中相同位置的网格中。 在左边的工具栏中单击[Copy>]Layer 就会弹出一个Copy Layer的窗口，如右图所示: 这个窗口允许从当前层中选择定水头边界条件网格， 并把它拷贝给该模型的其它层。 在Description栏中选择 , CH-Upper Aquifer-North 并在下方组合框中选中Layer 2 单击[OK]确定，就把第一层中选定的定水头拷贝给第二层了。 下一步是沿着模型的北边界对下层承压含水层设定定水头边界条件。 在左边的工具栏中选择[Goto]，就会弹出Go To Layer的窗口。在Layer you 。 wish to go(想要切换的层)一栏中，默认值为1，把它该为5 单击[OK]就跳到第五层。 查看导航立方体，确定现在处于第五层。当前层号在Layer(K)中显示。现在沿着第五层北边界的网格设定定水头边界条件。 在左边的工具栏中点击[Assign> ]Line 把鼠标指针指向西北角的网格(左顶角)，在此单击左键固定直线的起点。接着把鼠标指针指向东北角的网格(右顶角)，在此单击右键，表示直线的终点。 这时，一条水平网格线就显示成粉红色，同时出现一个Constant-Head- [Assign Line]的窗口，并输入以下数据: Description: CH-Lower Aquifer-North Stop Time(day): 7300 Start Time Head (m): 18 Stop Time Head (m): 18 单击[OK]确定。 网格中粉红色的线现在就变成深红色，表明对这些网格已经确定了定水头边界条件。 下一步是沿着模型的南边界对下层承压含水层设定定水头边界条件。 在左边的工具栏中点击[Assign> ]Line 把鼠标指针指向西南角的网格(左底角)，在此单击左键固定直线的起点。接着 把鼠标指针指向东南角的网格(右底角)，在此单击右键，表示直线的终点。 这时，一条水平网格线就显示成粉红色，同时出现一个Constant-Head- [Assign Line]的窗口，并输入以下数据: Description: CH-Lower Aquifer-South Stop Time(day): 7300 Start Time Head (m): 16.5 Stop Time Head (m): 16.5 单击[OK]确定。 网格中粉红色的线现在就变成深红色，表明对这些网格已经确定了定水头边界条 件。 下一步要把第五层的定水头值拷贝给第六层中相同的网格中。 在左边的工具栏中单击[Copy>]Layer 就会弹出一个Copy Layer的窗口， 这个窗口允许从当前层中选择定水头边界 条件网格，并把它拷贝给该模型的其它层面。 选中Copy all/selected groups， 并选中Layer 6 单击[OK]确定，把第五层中选定的定水头拷贝给第六层。 现在沿着某一列观察模型的横截面图，看定水头边界条件给定的地方。 在左边的工具栏中点击[View Column] 在模型中不连续隔水层地带选择一 列并点击左键(如第29列)。就会出现如下图所示的一个横截面图: 同时还可以显示渗透性分区。 在底部的工具栏中单击[F9-Overlay]按扭，就会弹出一个如下所示的Overlay Control的窗口，窗口中包含一系列可用的叠加层，可以选中或取消。 点击下拉箭头，选择Properties， 并在其层叠菜单中选中 Prop(F)-Conductivities 单击[OK]，显示渗透系数的叠加层。 模型的中间层(第三、四层)的网格应该呈深蓝色，除了在不连续弱透水层区域，这表示它们属于Zone#2的渗透系数。 现在要返回到模型的各层的平面图: 在左边的工具栏中点击[View Layer]，把鼠标放在横截面的第一层，并单击左键。 三、给定河流边界条件 仔细观察地图，会发现Waterloo River在模型区域内沿着南部流动(用浅蓝色显示)。下面的步骤是用来描述怎样对模型的顶层设定河流边界条件。 在主菜单中选择Boundaries/River， 就进入河流输入界面了。 在左边的工具栏中点击[Assign> ]Line 从网格的西南面开始，以地图为引导，沿着河流点击左键，使之成为数字化的网格。当到达东南面的边界时，在该线的终点右击鼠标。此时，沿着Waterloo River 的网格就会显示粉红色，同时会弹出一个River -[Assign Line]的窗口(如下图所示)。它会提示一些有关这条河流的相关信息。 通常，河流边界条件还需要河床的水力传导系数。但是每个网格的水力传导系数有赖于河流穿过每个网格的长度和宽度。因此，在类似这样的模型中，随着网格的大小不同，水力传导系数也会因此而改变。 为了适应这种情况，Visual MODFLOW提供在该线的起点和终点分别输入河流实际的物理参数(长和宽)，然后根据标准公式，为每个网格计算出合适的水力传导系数。 为河流的边界条件输入以下信息: Description: Waterloo River 选择 Assign to appropriate layer 选择 Use default conductance formula 选择 Linear gradient 注意当选中Linear gradient时，会在该窗口中出现两张表格——Start Point(起点)和End Point(终点)，如下图所示: 在Start Point表格中，输入: Stop time (day): 7300 River Stage elevation (m): 16.0 River Bottom elevation (m): 15.5 Riverbed Thickness (m): 0.1 Riverbed Kz (m/sec): 1e-4 River Width (m): 25 在End Point表格中，输入: Stop time (day): 7300 River Stage elevation (m): 15.5 River Bottom elevation (m): 15.0 Riverbed Thickness (m): 0.1 Riverbed Kz (m/sec): 1e-4 River Width (m): 25 单击[OK]确定。 当河流的边界条件确定后，河流的网格会变成深蓝色，如下图所示: 第六部分:质点示踪 质点示踪用来确定地下水质点从一已知点出发后的最优流动路径。在这个部分，将会指导你使用向前质点示踪法来确定最优的污染物运移通道所必须的步骤。 在主菜单中选择Particles， 会出现保存边界资料的对话框，点击[YES]。 此时就会出现Particles的输入界面，在界面的左边有各种输入质点信息的选项。在这个模型中，要求在加油站附近指定一行质点，用来确定这个地区的污染物进入地下水后，将向哪里运移。 第一步是再一次放大加油站地区: 单击[F5-Zoom in] 把鼠标移到加油站的左上角，并单击左键。然后在加油站区拉出一个框，再单击左键关闭放大窗口。 单击[Add>]Add Line 在第一层中增加一排质点。 把鼠标移到加油站区左边界中点处，并点击左键;在加油站区右边界中点处再点击左键，就出现一条直线。此时会弹出一个Line Particle的窗口，如下图所示: 默认质点数目是10。把这质点数目该为5。 单击[OK]确定。 横穿加油站区域的一排绿色质点表示向前示踪质点。现在要返回到模型的全屏显示: 在底部的菜单栏中单击[F6-Zoom out]。 现在，这个使用指南的第一模块已经完成了，而且已经成功建立了一个三维的地下水流动和质点示踪模型。下一个模块用于建立溶质运移模型，并为溶质运移模型设定特征值和边界条件。 附:River模块 River (RIV) Boundary Conditions Visual MODFLOW supports the River Package included with MODFLOW. The Visual MODFLOW input data for River grid cells is stored in the projectname.VMB file (see Appendix A), while the MODFLOW input data for River grid cells is stored in the projectname.RIV file (see the MODFLOW-2000 Reference Manual .PDF file provided with the Visual MODFLOW installation CD-ROM, in the Manual folder). The River boundary condition is used to simulate the influence of a surface water body on the groundwater flow. Surface water bodies such as rivers, streams, lakes and swamps may either contribute water to the groundwater system, or act as groundwater discharge zones, depending on the hydraulic gradient between the surface water body and the groundwater system. The MODFLOW River Package simulates the surface water/groundwater interaction via a seepage layer separating the surface water body from the groundwater system (see following figure). , River Stage: The free water surface elevation of the surface water body. This elevation may change with time. , Riverbed Bottom: The elevation of the bottom of the seepage layer (bedding material) of the surface water body. , Conductance: A numerical parameter representing the resistance to flow between the surface water body and the groundwater caused by the seepage layer (riverbed). The Conductance value (C) may be calculated from the length of a reach (L) through a cell, the width of the river (W) in the cell, the thickness of the riverbed (M), and the vertical hydraulic conductivity of the riverbed material (K) using the following formula: For situations where the River package is used to simulate lakes or wetlands, the L and W variables would correspond to the X-Y dimension of the River boundary grid cells. If the grid cells were selected using the [Assign >] Line option, the default conductance formula is as follows: If the grid cells were selected using [Assign >] Single, [Assign >] Polygon, or [Assign >] Window, the default conductance formula is as follows: where $COND is the Conductance $RCHLNG is the reach length of the river line in each grid cell $WIDTH is the River Width in each grid cell $K is the Riverbed Kz $UCTOCOND is the conversion factor for converting the $K value to the same L and T units used by $COND $RBTHICK is the Riverbed Thickness $DX is the length of each grid cell in the X-direction $DY is the length of each grid cell in the Y-direction 中文版解释: 图34 单个计算单元河床水力传导系数的理想化模型示意图