VM飛機場例子演示教程.doc

.Visual MODFLOW Pro 4.0 指南這個說 明書 包含一 步步 的使用 指南 ，指導(dǎo) 你運 用 Waterloo Hydrogeologic 的 Visual MODFLOW Pro 4.0 Demo 版本的整個過程。這個指南將指引你按以下所要求的步驟去做：（1）建立網(wǎng)格模型，然后給定其特征值以及邊界條件；（2）使用 Visual MODFLOW 來模擬地下水的流動，水質(zhì)點的示蹤，以及物質(zhì)的運移模 擬；（3）可以用二維和三維的可視化圖形顯示結(jié)果；為了方便起見，Visual MODFLOW Demo 安裝程序自帶安裝一組完整的數(shù)據(jù)輸入文件，以及 你將要建立的模型示例的模擬結(jié)果。這個使用指南獨立清晰地顯示每個步驟，這可以讓你在 調(diào)試過程中就能選擇感興趣的方面，而不用完成整個練習(xí)。目錄對示例模型的描述1如何使用本指南2一、術(shù)語和符號2二、點擊開始2模塊：創(chuàng)建并定義一個流動模型3第一部分：建立新模型3第二部分：網(wǎng)格加密8第三部分：添加抽水井17第四部分：賦水流模型屬性18第五部分：給定水流邊界條件23第六部分：質(zhì)點示蹤29模塊 II：溶質(zhì)運移模型30第七部分：建立運移模型30第八部分：溶質(zhì)運移特性32第九部分：運移邊界條件33第十部分：添加觀測井34模塊 III: Visual MODFLOW 的運行37第十一部分：MODFLOW 的運行選項37第十二部分：MT3DMS 的運行選項38第十三部分：模型的運行40模塊 IV：輸出可視化42第十四部分：等水位線42第十五部分：速度矢量46第十六部分：跡線48第十七部分：濃度等值線50第十八部分：濃度時間圖60;.對示例模型的描述該地區(qū)位于 Waterloo 河外的飛機場附近。該地區(qū)表層的地質(zhì)條件是由上、下兩層沙土 以及礫石組成的含水層，中間以粘土和泥沙作為隔水層組成的。相關(guān)的地貌特征包括一個飛 機加油站，一個市內(nèi)的供水井區(qū)域，以及一個不連續(xù)的隔水層。如圖 1 所示。這個供水區(qū)有兩口供水井。東面的井以 550m3/d 的定流量抽水，而西部的井以 400m3/d 的定流量抽水。在過去的十年里，飛機燃料已經(jīng)周期性地泄露到加油站區(qū)，而且經(jīng)過自然滲 透導(dǎo)致一部分污染物進入到上層含水層。這個指南將會指導(dǎo)你建立該地區(qū)的地下水流動和溶 質(zhì)運移模型的必要步驟。這個模型還會顯示燃料污染物對市內(nèi)供水井的潛在影響。當(dāng)研究該地區(qū)時，從平面圖上看，指定該區(qū)的上部為北面，下部為南，左面為西，右面 為東。地下水在這個三層的含水層系統(tǒng)中是從北向南流動（從上到下）。該含水層系統(tǒng)是由 頂層潛水含水層、中間一個弱透水層以及底部的承壓含水層組成的，如圖 2 所示。上下含水 層的滲透系數(shù)為 2e-4m/sec，而弱透水層的滲透系數(shù)為 1e-10m/sec。圖 1圖 2;.如何使用本指南這個指南分為四個模塊，每個模塊都包含一系列組成部分。設(shè)計這個指南是為了讓使用者可 以從任何一個模塊開始，這樣就能選用 Visual MODFLOW 的某些特定模塊。每個組成部分 都以簡潔明了的形式顯示。這些模塊如下設(shè)置： 模塊：創(chuàng)建并定義一個流動模型（第一至第五章）； 模塊：溶質(zhì)運移模型（第六至第九章）；模塊：運行 Visual MODFLOW（第十至第十一）； 模塊：可視化輸出；一、術(shù)語和符號為使用方便，會用到以下一些術(shù)語和符號：Type：輸入給定的詞或數(shù)據(jù)； Select：在指示的地方單擊鼠標(biāo)左鍵；：按鍵； ：按鍵；底部；：表示此鍵可以點擊，這個鍵會出現(xiàn)在一個窗口中，或者是在菜單欄的旁邊或加粗的文字表示可以點擊的菜單或窗口界面，或者是可輸入文字。二、點擊開始雙擊桌面上的 Visual MODFLOW .模塊：創(chuàng)建并定義一個流動模型第一部分：建立新模型這第一個模塊將會指導(dǎo)你運用 Visual MODFLOW 界面創(chuàng)建一套新的模型數(shù)據(jù)所必要的 步驟。創(chuàng)建新模型：在主菜單欄中單擊 File（文件），再單擊 New（新建），就會彈出一個 Create new model（創(chuàng)建新模型）的窗口（圖 3）。為方便起見，系統(tǒng)按已經(jīng)建立了模型。按照默認(rèn) 設(shè)置這個模型位于 C:VMODNTTutorial圖 3建議使用者建立一個新的文件夾，把新模型保存在此新建文件夾中。建立新文件夾：單擊窗口中的新建文件夾圖標(biāo)， 輸入新文件夾名稱，再雙擊此文件夾，在文件名稱欄中輸入 Airport，點擊保存。 注意：1、文件夾或者文件名稱必須用英文字母或數(shù)字，不能出現(xiàn)中文。2、如果你選擇了缺省值的目錄途徑（C:VMODNTTutorial），并輸入相同的 Airport， 就會彈出一個警告對話框，提示已經(jīng)存在一個 Airport.vmf 的文件。圖 4vmf 的擴展名。下一步，會在以下三個連單擊NO會把你新建的模型存入另外文件夾中（圖 4）； 單擊YES會覆蓋已經(jīng)存在的模型。Visual MODFLOW 會在文件名末尾自動添加.續(xù)的 步驟描述模型建立過程（圖 5）：地下水流動和運移模擬所需的 Numeric Engine（數(shù)值引擎）；與各種流動和運移參數(shù)相關(guān)的 Units（單位）；模型的 Start Date（初始日期）和 Start Time（初始時間）;.圖 5對于流動模型，可以用到以下的 Numeric Engine（數(shù)值引擎）：WHI 的 USGS MODFLOW-96WHI 的 USGS MODFLOW-2000HGL 的 MODFLOW-SURFACT在這個示例中，選用 MODFLOW-2000注意：在目前的 Visual MODFLOW 版本中，不支持 MODFLOW-SURFACT 的運移選項。因 此，如果在水流模型中選擇了 MODFLOW-SURFACT，運移選項的數(shù)字引擎就會自動不可 用了。對于運移模型，用到了以下一些 Numeric Engine（數(shù)值引擎）：MT3DMSMT3Dv150MT3D96MT3D99MT3Dv1.0MT3Dv2.5在這個示例中，選用了 MT3DMS?；谒x的運移引擎，你還要選擇可用的 Sorption（吸附）方法和 Reaction（反應(yīng)）。在這個 示例中，不考慮吸附，也沒有選擇反應(yīng)項。在 Units（單位）欄中，為每個模型的輸入數(shù)據(jù)類型選擇以下的信息內(nèi)容： Length：metersTime:dayConductivity:m/sec Pumping Rate:m3/day Recharge:mm/yearMass:kilogram.Concentration:milligrams/liter這個模型的 Start Date（初始日期）和 Start Time（初始時間）與初始模擬時間相對應(yīng)。當(dāng)前， 這些數(shù)據(jù)只和非穩(wěn)定流模擬有關(guān)。在非穩(wěn)定流模擬中，所記錄的數(shù)據(jù)可以被導(dǎo)入用來為選定 的邊界條件（如定水頭、河流、總水頭和排放量）設(shè)定時間進度表。 再點擊NEXT（下一步）確定這些給定值。在第二步中，會出現(xiàn)下面的窗口（圖 6），顯示地下水流動和運移模型的默認(rèn)值：圖 6再點擊NEXT（下一步）確定這些給定值。 第三步是 Create the model Grid (建立網(wǎng)格模型)見圖 7：圖 7以上的界面用來 Import a site map（添加地圖），指定 Model Domain（模型版圖）的維數(shù)， 并且確定有限差分網(wǎng)格的行數(shù)、列數(shù)以及層數(shù)。為模型中的行數(shù)、列數(shù)以及層數(shù)分別輸入以 下數(shù)據(jù)：;.Columns (j):40列數(shù)：40Rows (i):40行數(shù)：40Layers (k):3層數(shù)：3Zmin:0Z 方向最小值：0Zmax:18Z 方向最大值：18選擇Import a site map（添加地圖）下一步，必須要選擇文件擴展名為 .DXF 的背景地圖。 點擊Browse（瀏覽），返回到 Tutorial 目錄選擇以下文件：單擊Sitemap.dxf單擊open 單擊Finish確定這些設(shè)定。這時會彈出一個 Select Model Region（選擇模型區(qū)域）的窗口，提示你定義模型區(qū)域的范圍。 Visual MODFLOW 會從底圖（Sitemap.dxf）中讀取最大最小坐標(biāo)值，并顯示其在模型中心 的默認(rèn)位置坐標(biāo)（圖 8）。同樣的方法，點擊 F4 可以將 bmp 等格式的圖片作為底圖帶入到模型中。圖 8在屏幕顯示數(shù)據(jù)的地方重新輸入以下數(shù)據(jù)：.Angel（角度）：0單擊OK確定。Display area：X1：0（顯示范圍）Y1：0X2：2000Y2：2000Model Origin：X：0（初始模型）Y：0Model Corners：X1：0（模型頂角）YI：0X2：2000Y2：2000此時會出現(xiàn)一個 File attributes 的窗口，顯示“Sitemap.dxf”已經(jīng)被保存到 Visual MODFLOW工程里，并且命名為“Airport.Sitemap.MAP” （圖 9）。圖 9單擊OK就會打開 Input（輸入）菜單，而且在模型范圍內(nèi)會自動生成一個固定規(guī)格的 40403 的 有限差分網(wǎng)格。屏幕上還會出現(xiàn)地圖的網(wǎng)格形式，如圖 10 所示：當(dāng)?shù)谝淮芜M入 Input（輸入）時，網(wǎng)格圖自動裝載。圖 10;.第二部分：網(wǎng)格加密網(wǎng)格界面為加密模型網(wǎng)格、勾畫無效網(wǎng)格單元、輸入各層標(biāo)高、指定標(biāo)高、優(yōu)化（光滑） 網(wǎng)格以及畫各層標(biāo)高等值線提供了一套完整的繪圖工具。這個部分描述了對所選地區(qū)進行網(wǎng)格加密的必要步驟，例如在供水井周圍地區(qū)。進行網(wǎng) 格加密的原因是為了得到所選地區(qū)更詳細(xì)的模擬結(jié)果，（如在水力梯度可能變化大的地區(qū)）。 例如：如果在井周圍出現(xiàn)水位下降，當(dāng)使用了加密的網(wǎng)格后，水位會相對較平緩。修改 X 方向的網(wǎng)格：單擊Edit Grid Edit Columns（編輯列）就會彈出一個 Columns（列）的窗口（圖 11），顯示要編輯的網(wǎng)格列的選項。Add（添加） 選項自動被選中，同時通過在需要增加網(wǎng)格線的地方單擊鼠標(biāo)左鍵，就會增加一條新的線。 把鼠標(biāo)移到網(wǎng)格中任意地方，注意到有一條突出的垂線會隨著鼠標(biāo)在網(wǎng)格中移動。這條線可 以被用來在模型范圍內(nèi)任何地方增加一列。在這次的練習(xí)中，需要修改加油站區(qū)以及供水井 附近的網(wǎng)格。在網(wǎng)格的任意位置點擊鼠標(biāo)右鍵，就會彈出一個 Add Vertical Line（增加垂線）的窗口（圖11），選擇Evenly spaced gridlines from:在調(diào)整文本框中點擊，并輸入以下數(shù)據(jù)：from:500to :1600at interval of:25圖 11點擊OK確定，再點擊CLOSE 關(guān)閉 Columns（列）的窗口。 下一步，要修改加油站到供水井區(qū)域 Y 方向的網(wǎng)格。 單擊Edit Grid Edit Rows（編輯行）在網(wǎng)格的任意位置點擊鼠標(biāo)右鍵，就會彈出一個 Add Horizontal Line（增加水平線）的窗 口（圖 12），選擇Evenly spaced gridlines from: 在調(diào)整文本框中點擊，并輸入以下數(shù)據(jù)：from:400to :1900at interval of:25點擊OK確定，再點擊CLOSE 關(guān)閉 Rows（行）的窗口，退出。.圖 12修改后的網(wǎng)格應(yīng)該如圖 13 所示：圖 13 接下去的步驟會教你怎樣查看模型的橫截面以及怎樣給模型增加新的層數(shù)。 查看模型的橫截面：點擊左邊工具欄中的View Column（查看列）， 把光標(biāo)移到網(wǎng)格中的任意位置。當(dāng)在屏幕上移動光標(biāo)時，有一條紅色的豎杠會使某一列突出 顯示， 它會隨著鼠標(biāo)移動。要選擇一列查看， 在選中的一列上單擊鼠標(biāo)左鍵， Visual MODFLOW 會把網(wǎng)格屏幕從平面圖切換到橫截面圖顯示。此時，模型由于沒有縱向擴展， 橫截面圖中的三層以接近一條粗線的形式顯示，幾乎不能分辨出這三層。為了比較合理地顯 示這三層，需要縱向放大橫截面：單擊屏幕底部的F8-Vert Exag（縱向放大），就會彈出一個 Vertical Exaggeration 的窗口， 提示輸入縱向放大的值：輸入：40;.點擊OK模型的三個層面就會如圖 14 所示： 從以上的數(shù)據(jù)可以看出，在整個橫截面每層厚度都相同。然而自然條件下幾乎不可能會有像 這樣水平，并且還具有相同厚度的地質(zhì)條件的含水層。 在這個示例中，可以在模型區(qū)域中輸入包含標(biāo)高的，有確定的 X 和 Y 坐標(biāo)的文本文件。單擊左邊工具欄中的Import Elevation（建網(wǎng)格標(biāo)高）的窗口（圖 15）：輸入標(biāo)高），就會彈出一個 Create grid elevation（創(chuàng)圖 14圖 15.這個窗口要求為網(wǎng)格模型各層輸入一組數(shù)據(jù)。在 Layer surface 欄中自動選擇了 Ground surface，在窗口的右側(cè)顯示 2-D 和 3-D（2 維和 3 維）的插入層表面標(biāo)高，以及逐格的展開 層數(shù)據(jù) Array（矩陣）。點擊 Option（選項）的下拉菜單，并選擇 Import date。當(dāng)選定這個選項后，就會在 Option（選項）下面出現(xiàn) Interpolation setting（差分組合框）。這個組合框用于選擇一個數(shù)據(jù)庫文 件以及差分法（Natural Neighbors, Kriging, Inverse Distance）。Interpolation 欄中自動選擇了 Natural Neighbors。然而這個示例需要在下拉菜單中選擇 Inverse Distance（圖 16）。圖 16在 Date source（數(shù)據(jù)來源）欄中點擊打開文件夾的圖標(biāo)， 就會出現(xiàn)如下的 Open（打開）窗口（圖 17）：;.選擇地表的頂層地層數(shù)據(jù)文件：單擊 Airport_gs.asc再單擊Open圖 17就會出現(xiàn)如下的 Match field 窗口（圖 18）：圖 18Required Data（所需數(shù)據(jù)）框列出了來自數(shù)據(jù)庫的縱行數(shù)據(jù)，而且根據(jù)數(shù)值差分法，Match to column number（和列序號匹配）框用來把數(shù)據(jù)和各自相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫相連接。如上窗口所 示，在每欄中輸入合適的數(shù)字，把 X 坐標(biāo)與 Column#1（第一列）匹配，Y 坐標(biāo)與 Column#2（第二列）匹配，Elevation（標(biāo)高）與 Column#3（第三列）匹配。一旦這些列都匹配好了， NEXT按扭就會被激活。單擊NEXT 進入 Data Validation（有效數(shù)據(jù)）界面。如下圖所示： 由于沒有發(fā)現(xiàn)錯誤輸入（錯誤的輸入會以紅色的字體顯示），就確保了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)都是 有效的，而且數(shù)據(jù)都存在于模型范圍內(nèi)，如下圖的 Coordinate System and Uuits（坐標(biāo)系和 單位）窗口所描述的。單擊Finish 進入 Coordinate System and Uuits（坐標(biāo)系和單位）窗口（圖 20），然后在 Coordinate System（坐標(biāo)系）框中選擇 Model（標(biāo)準(zhǔn)），在 Elevation Units（標(biāo)高單位）框 中選擇 Meter（米）。如下圖 20 所示：.圖 19圖 20單擊OK對輸入的標(biāo)高數(shù)據(jù)進行插值，就會出現(xiàn)如圖 21 的窗口：;.圖 21再單擊OK在進入下一步操作，把差分層的標(biāo)高分配給選中的網(wǎng)格模型層之前，會出現(xiàn)一個 Warning（警告）框（圖 22），確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)高是否確實需要更改。圖 22單擊YES如果所提出的對模型地表標(biāo)高的更改，會和之前指定的邊界條件上的水頭值有沖突，就會出 現(xiàn)一條警告信息，提供修改數(shù)據(jù)的機會。在這種情況下，不會發(fā)現(xiàn)潛在的問題。 下一步，將要給第一層輸入底板標(biāo)高：單擊Import Elevation（輸入標(biāo)高）；在 Layer surface 欄的下拉菜單中 選擇 Bottom of Layer 1；在 Option 選擇 Import data；并在其組合框中選擇 Inverse Distance 的插 分法；在 Date 并選擇 Airpt-b1.asc 。在 Open（打開）窗口中選擇第一層的標(biāo)高。 再單擊Open。把 X 坐標(biāo)與 Column#1（第一列）匹配，Y 坐標(biāo)與 Column#2（第二列）匹配，Elevation（標(biāo).高）與 Column#3（第三列）匹配。單擊NEXT 進入 Data Validation（有效數(shù)據(jù)）界面。單擊Finish進入 Coordinate System and Units（坐標(biāo)系和單位）窗口，然后在 Coordinate System（坐標(biāo)系）框中選擇 Model（標(biāo)準(zhǔn)），在 Elevation Units（標(biāo)高單位）框中選擇 Meter（米）。 單擊OK對輸入的標(biāo)高數(shù)據(jù)進行插分，在 Create grid elevation（建立網(wǎng)格標(biāo)高）的窗口再單擊OK； 單擊YES確認(rèn)對模型標(biāo)高的更改。 這時會發(fā)現(xiàn)第一層的底部會呈現(xiàn)不同的標(biāo)高。接下去再按此步驟完成對第二層和第三層標(biāo)高 的更改：單擊Import Elevation（輸入標(biāo)高）；在 Layer surface 選擇 Bottom of Layer 2；在 Option 選擇 Import data；并在其組合框中選擇 Inverse Distance 的插 分法在 Date 并選擇 Airpt-b2.asc 。在 Open（打開）窗口中選擇第二層的標(biāo)高。 再單擊Open。把 X 坐標(biāo)與 Column#1（第一列）匹配，Y 坐標(biāo)與 Column#2（第二列）匹配，Elevation（標(biāo) 高）與 Column#3（第三列）匹配。單擊NEXT 進入 Data Validation（有效數(shù)據(jù)）界面。單擊Finish進入 Coordinate System and Units（坐標(biāo)系和單位）窗口，然后在 Coordinate System（坐標(biāo)系）框中選擇 Model（標(biāo)準(zhǔn)），在 Elevation Units（標(biāo)高單位）框中選擇 Meter（米）。 單擊OK對輸入的標(biāo)高數(shù)據(jù)進行插分，在 Create grid elevation（建立網(wǎng)格標(biāo)高）的窗口再單擊OK； 單擊YES確認(rèn)對模型標(biāo)高的更改。 這時會發(fā)現(xiàn)第二層的底部會呈現(xiàn)不同的標(biāo)高。接下去再按以上步驟完成對第三層表面標(biāo)高的更改。要注意對 Bottom of Layer 3 來說要在下拉菜單中選擇 Airpt-b3.asc。第三層的底部同樣也呈現(xiàn)不同的標(biāo)高。 模型的橫截面應(yīng)如圖 23 所示（圖為第 38 行橫截面）： 為了得到一個更好的縱向模型網(wǎng)格描繪，還可以對每層進行分層。 在左邊的工具欄中單擊Edit GridEdit Layer（編輯層）就會彈出一個 Layer（層）的窗口，單擊Refined by，在輸入框中輸入 2， 把鼠標(biāo)移到模型的橫截面中，就會高亮顯示該層表面。把鼠標(biāo)放在與第一層頂部相對應(yīng)的線上，在那里左鍵單擊；然后把鼠標(biāo)移到該層相對應(yīng)的底線上，在那里再單擊左鍵。這樣在第 一層垂直方向上的中心位置就會增加一個已經(jīng)變形的層，即平均分為兩層。重復(fù)此操作對第 二層（隔水層）和第三層（下部承壓含水層）也進行分層。當(dāng)完成所有這些操作時，單擊 Layer（層）窗口中的Close退出。;.圖 23模型的橫截面現(xiàn)在就由六層組成，而且應(yīng)該和圖 24 所示的相似（圖中為第 38 行）： 接下去要返回到模型的層界面，在左邊的工具欄中點擊View Layer當(dāng)鼠標(biāo)放在第一層， 并顯示不同顏色時就在該層單擊左鍵。這樣就會出現(xiàn) Airport 地區(qū)的平面圖。圖 24.第三部分：添加抽水井這個部分的目的是指導(dǎo)給模型添加抽水井的必要步驟。 在主菜單中單擊Well在其下拉菜單中單擊Pumping Wells 這時會出現(xiàn)要求保存資料的窗口，點擊YES保存，并繼續(xù)。 一旦模型保存好了，屏幕就會切換到 Pump Well（抽水井）的界面。注意到左邊的工具欄中 的按扭現(xiàn)在是變?yōu)榫x項，如添加、刪除、編輯、移動以及拷貝抽水井。在為這個模型添加 抽水井之前，對抽水井周圍地區(qū)進行放大（抽水井位于模型范圍的右下角）。單擊F5-Zoom In 把鼠標(biāo)移到抽水井的右上角，左鍵單擊。然后覆蓋抽水井所在區(qū)域，拉出一個記號框，再單 擊左鍵。所選區(qū)域就被放大了。接著給模型添加抽水井： 單擊Add Well把鼠標(biāo)移到有抽水井標(biāo)記的西面，然后在那里左鍵單擊，就添加了一個抽水井。此時會彈出 一個 New Well（新建井）的窗口（圖 25），提示輸入指定的資料。輸入以下信息：Well Name : Supply Well 1X :1415Y :535要增加 Screened Interval， 點擊 Screen Bottom 所在列， 并輸入以下值：Screen Bottom (m) :0.3Screen Top (m) :5.0注意到井的過濾器長度在窗口右邊 的井孔圖表中顯示出來。井的過濾器長 度可以通過點擊并拖動過濾器邊緣到 新的標(biāo)高來改變。要輸入井的 Pumping Schedule（抽水時 間），在 End(day)所在列下面的文本框 左鍵單擊鼠標(biāo)，然后輸入以下信息：End (day) :7300;.Rate (m3/day) :-400單擊OK確定。圖 25選用 7300 天作為結(jié)束時間是因為這個模擬將要進行 20 年。然而，由于這是穩(wěn)定流的流動模 擬，可以任意確定模擬時間，但這個水流模擬的結(jié)果不會改變。穩(wěn)定流模型的意思是這個模 型給每個參數(shù)賦上第一次輸入的值來進行模擬，直到達到平衡，而不管相對時間如何改變。 抽水量為負(fù)值是因為這是一個抽水井。如果在輸入所需數(shù)據(jù)時失敗了，Visual MODFLOW 會提示再次完成表格。 下一步是用一條捷徑給第二個抽水井設(shè)定參數(shù)。這條捷徑會把這個井的特征全都拷貝到另一 個井。在左邊的工具欄中點擊Copy Well把鼠標(biāo)箭頭指在西邊的井上（供水井 1），并左鍵單擊。然后把鼠標(biāo)移到東面的井上，再單 擊左鍵，就拷貝了一個井。下一步要對新（拷貝）井進行編輯。 在左邊的工具欄中點擊Edit Well，并單擊新井，就會出現(xiàn)一個 Edit Well 的窗口。當(dāng)前該 井的命名為“Supply Well 1（2）”。把 Well Name 對應(yīng)欄中井的名稱改為“Supply Well 2”， 并輸入：X=1463，Y=509， Rate (m3/day) :-550單擊OK確定。 單擊F6-Zoom out第四部分：賦水流模型屬性這個部分是指導(dǎo)建立一個模型，其各層滲透系數(shù)相差很大的必要步驟。 在主菜單上點擊 Properties/Conductivity（參數(shù)/滲透系數(shù)） 在彈出的窗口中點擊YES保存資料?，F(xiàn)在屏幕就切換到 Conductivity（滲透系數(shù)）的輸入界面，在那里可以對模型的滲透系數(shù)（Kx， Ky，Kz）進行修改。 在左邊的工具欄中點擊Database按扭，并在彈出窗口中輸入以下值：Kx（m/s）：2e-4 Ky（m/s）：2e-4 Kz（m/s）：2e-4 單擊OK確定。圖 26要注意此時的 Kx，Ky，Kz 值都相同，這表示假設(shè)給定的值在水平和垂直方向上是各向同 性的。但也可以通過修改滲透系數(shù)給模型設(shè)定各向異性的特征值。 在這個六層的模型中，第一、第二層表示上層含水層；第五、第六層表示下層含水層；第三、 第四層表示分隔上下含水層的弱透水層。在這個示例中，把之前設(shè)定的滲透系數(shù)用于第一、 二、五、六層（含水層），同時給第三、四層（弱透水層）設(shè)定不同的滲透系數(shù)。要注意到 第一層是模型的頂層。在左邊的工具欄中單擊Goto，就會彈出一個 Go To Layer 的窗口， 在窗口中輸入 3，單擊OK確定?，F(xiàn)在就在第三層（弱透水層）的界面上。下一步是給弱透水層（第三、四層）設(shè)定較小的滲 透系數(shù)值?？梢栽谀Ｐ途W(wǎng)格上指定參數(shù)值。在左邊的工具欄點擊Assign， 再單擊Window，這個功能可以給指定的矩形框內(nèi)賦值一.個不同的滲透系數(shù)。 把鼠標(biāo)移到網(wǎng)格的西北角，并在頂角的網(wǎng)格中點擊左鍵。然后把鼠標(biāo)移到網(wǎng)格的東南角，并 在頂角的網(wǎng)格中點擊左鍵，此時就創(chuàng)建了一個白色的界面覆蓋整個層面。此時會出現(xiàn)一個 Conductivity-Assign Window的對話框（圖 27）。 單擊New，這個網(wǎng)格就會變成藍色的，而且 Zone#值變?yōu)?2。圖 27對新的 Zone#2 輸入滲透系數(shù)，單擊 Kx 對應(yīng)欄，并輸入以下值：Kx（m/s）：1e-10 Ky（m/s）： 1e-10 Kz（m/s）：1e-11單擊OK確定。 現(xiàn)在把第三層的滲透系數(shù)拷貝給第四層： 在左邊的工具欄中單擊CopyLayer 再單擊Window， 就會彈出一個 Copy Layer 的窗口，選擇 Select all/highlighted zone（注意到 Zone 部分的 Zone#2 會自動選中） 在 target layer（目標(biāo)層）中選擇 Layer 4（第四層）單擊OK，就把 Zone#2 中第三層的滲透系數(shù)值拷貝到第四層了。 現(xiàn)在來觀察模型的橫截面，看三個水文地質(zhì)單元。圖 28;.在左邊的工具欄中點擊View Column，并在不連續(xù)的隔水層區(qū)點擊其中一列。 上、下含水層以及隔水層由于導(dǎo)水特性不同而呈現(xiàn)不同的顏色，這可以在平面圖上顯示出來， 如圖 28 所示：（圖為第 36 列）。 盡管弱透水層在趨于尖滅的地方很薄，但這些地區(qū)的滲透系數(shù)也要和上、下含水層的滲透系 數(shù)一樣設(shè)置。要做到這一步，必須返回到模型的層界面：在左邊的工具欄點擊View Layer，并在圖中第三層處單擊左鍵。在這個特殊的示例中，不 連續(xù)隔水層范圍在 DXF 圖中已經(jīng)有顯示。但是，在很多情況下，這在地圖上是沒有標(biāo)注的， 必須依靠其他標(biāo)志：如根據(jù)層的厚度確定水文地質(zhì)單元尖滅的區(qū)域。 下面要顯示第三層的厚度：在底部的工具欄中單擊F9-Overlay按扭，就會彈出一個如下所示的 Overlay Control 的窗 口（圖 29），窗口中包含一系列有用的疊加層。當(dāng)在模型輸入?yún)?shù)時，這些疊加層就可見了。圖 29選中 C(I)-Layer Thickness單擊OK顯示該層厚度的輪廓圖。 注意：如果由于背景顏色的關(guān)系，看不到輪廓線，可按以下步驟操作： 單擊F9-Overlay按扭選中C(I)-Layer Thickness，并單擊這一行右邊的按扭，就會彈出一個 C(I)-Layer.Thickness 的選項框，在這里可以改變輪廓的設(shè)置?？梢試L試把線加粗（增加寬度），選擇不 同的顏色，加大標(biāo)簽大小（例如 13）。下一步，放大等值線為 0.5 厚的區(qū)域，單擊F5-Zoom in把鼠標(biāo)移到不連續(xù)隔水層的左上角，單擊鼠標(biāo)左鍵，然后在所選區(qū)拉出一 個框，再單擊左鍵。屏幕上就會出現(xiàn)不連續(xù)隔水層的放大圖形。單擊Assign，選擇Single對每個網(wǎng)格都設(shè)定特征值。此時會彈出一個 Conductivity-Assign Single的對話框，顯示在（Zone#2）輸入的最后一個 K 值。點擊 Zone#欄向下箭頭，Zone#1 的 K 值就選中了。此時先不要選擇OK把鼠標(biāo)移到標(biāo)有 0.5 米輪廓線的不連續(xù)隔水層處，按住鼠標(biāo)左鍵并在 0.5 米的區(qū)域內(nèi)拖動鼠標(biāo)，直到該區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格都變成了白色（如圖 30 所示）：圖 30 如果不小心選擇了一些不應(yīng)包括在內(nèi)的網(wǎng)格，在這些網(wǎng)格上點擊右鍵把它們變回原來的設(shè) 置。一旦完成描繪這些網(wǎng)格，在 Conductivity-Assign Window的對話框中點擊OK。 下一步要把第三層的導(dǎo)水區(qū)域拷貝到第四層： 在左邊的工具欄中單擊CopyLayer，就會彈出一個 Copy Layer 的窗口，列出了當(dāng)前層中 可用的導(dǎo)水區(qū)（Zone#1 和 Zone#2），以及要被拷貝的目標(biāo)區(qū)。選擇Select all/highlighted zon（e 注意到 Zone#1 和 Zone#2 都自動被選中） 在 target layer（目標(biāo)層）中選擇Layer 4（第四層），單擊OK，就把 Zone#2 中第三層的導(dǎo)水帶拷貝到第四層了。單擊F6-Zoom out返回到整個模型的全屏顯示，要觀察模型的橫截面。單擊View Column在不連續(xù)隔水層地帶選擇一列并點擊左鍵（如第 31 列）。就會出現(xiàn)如 下圖所示的一個橫截面圖（圖 31）：;.圖 31要返回平面圖可以點擊View Layer按扭，然后在橫截面圖中左鍵單擊第一層。接下去要修 改貯水率（釋水率）。在主菜單上點擊 Properties/Storage（參數(shù)/釋水率），就會切換到 Storage（釋水率）界面，此處只能修改默認(rèn)的貯水率值，但不能更改給水度、 有效空隙度或總空隙度的值。單擊 Database，然后輸入貯水率 Ss（1/m）=1E-4（如圖 32 所示）：圖 32單擊OK確定。該層的厚度輪廓仍然可見，要去掉這些輪廓： 單擊F9-Overlay按扭，取消 C(I)-Layer Thickness 單擊OK確定，此時該層的厚度輪廓線就取消了?，F(xiàn)在就完成了使用指南中如何給區(qū)賦恒定值的部分。在這個示例中，已經(jīng)修改了模型的貯水 率和滲透系數(shù)。Visual MODFLOW 還提供了相同的繪圖工具為水流模型編輯初始水頭，以 及和水流及運移過程相關(guān)的參數(shù)。.第五部分：給定水流邊界條件 下面這部分是描述給定不同模型邊界條件的所需步驟。 一、確定模型含水層的補給條件在大多數(shù)情況下，含水層都是通過地表水入滲補給的。在 Visual MODFLOW 中為了確 定補給，必須要到模型頂層界面。檢查屏幕左下角的導(dǎo)航立方體，可以看到目前所在的層位。 第一個要確定的邊界條件是含水層的補給量。單擊主菜單上的 Boundaries/Recharge 如果正在對一個新的模型進行操作，此時就會彈出一個 Recharge-Assign Default Boundary 的窗口，提示輸入 Stop Time（停止時間）。要注意當(dāng)建立模型后，給定的默認(rèn)補給量為 0。 Visual MODFLOW 自動給模型的整個頂層賦予這個值。在彈出框中輸入：Stop Time day :7300 Recharge mm/yr : 100單擊OK確定。單擊F5-Zoom in把鼠標(biāo)移到加油站的左上角，并單擊左鍵。然后在加油站區(qū)拉出一個框， 再單擊左鍵關(guān)閉放大窗口?，F(xiàn)在要給加油站地區(qū)設(shè)定一個大一點的補給量，那里飛機燃料每 天都有泄露。單擊Assign Window 把鼠標(biāo)移到加油站區(qū)的左頂角，單擊左鍵，然后在加油站區(qū)拉出一個框，再單擊左鍵。此時 會彈出一個 Recharge-Assign Window的窗口，如圖 33 所示：圖 33 單擊New建立一個新的補給區(qū)。Zone#一欄的值會增加為 2，而且 Zone 的顏色預(yù)覽框會變 成藍色。輸入以下數(shù)值：Stop Time day :7300Recharge mm/yr :250;.此時加油站地區(qū)的網(wǎng)格就會變成藍色的，這表明該區(qū)域為 Zone#2 的補給值?，F(xiàn)在要返回到 第一層的全視圖。單擊F6-Zoom out二、設(shè)定定水頭邊界條件下一步是對模型中潛水和承壓含水層的南北邊界設(shè)定定水頭邊界條件。 從主菜單中選擇 Boundaries/Constant Head，或者從左邊的工具欄中的可選框中把 Recharge 改選為 Const.Head。點擊YES保存補給量數(shù)據(jù)。 第一個定水頭邊界條件是沿著模型的北邊界對上層潛水含水層設(shè) 定的。要做這一步，就要用到Assign Line 工具，沿著北邊界的 一行網(wǎng)格設(shè)定定水頭邊界。在左邊的工具欄中點擊Assign Line 把鼠標(biāo)指針指向西北角的網(wǎng)格（左頂角），在此單擊左鍵固定直線 的起點。接著把鼠標(biāo)指針指向東北角的網(wǎng)格（右頂角），在此單擊右鍵，表示直線的終點。 這時，一條水平網(wǎng)格線就顯示成粉紅色，同時出現(xiàn)一個 Constant-Head-Assign Line的窗口，如圖 34 所示：圖 34輸入以下數(shù)據(jù)：Description:CH-Upper Aquifer-NorthStop Time(day):7300Start Time Head (m):19Stop Time Head (m):19單擊OK確定。網(wǎng)格中粉紅色的線現(xiàn)在就變成深紅色，表明對這些網(wǎng)格已經(jīng)確定了定水頭邊界條件。 下一步要把第一層的定水頭值拷貝給第二層中相同位置的網(wǎng)格中。 在左邊的工具欄中單擊CopyLayer就會彈出一個 Copy Layer 的窗口，如圖 35 所示：這個窗口允許從當(dāng)前層中選擇定水頭邊 界條件網(wǎng)格，并把它拷貝給該模型的其它層。.圖 35在 Description 欄中選擇CH-Upper Aquifer-North并在下方組合框中選中Layer 2單擊OK確定，就把第一層中選定的定水頭拷貝給第二層了。 下一步是沿著模型的北邊界對下層承壓含水層設(shè)定定水頭邊界條件。 在左邊的工具欄中選擇Goto，就會彈出 Go To Layer 的窗口。在 Layer you wish to go（想 要切換的層）一欄中，默認(rèn)值為 1，把它該為 5。單擊OK就跳到第五層。查看導(dǎo)航立方體，確定現(xiàn)在處于第五層。當(dāng)前層號在 Layer（K）中顯示。現(xiàn)在沿著第五層 北邊界的網(wǎng)格設(shè)定定水頭邊界條件。在左邊的工具欄中點擊Assign Line 把鼠標(biāo)指針指向西北角的網(wǎng)格（左頂角），在此單擊左鍵固定直線的起點。接著把鼠標(biāo)指針 指向東北角的網(wǎng)格（右頂角），在此單擊右鍵，表示直線的終點。 這時，一條水平網(wǎng)格線就顯示成粉紅色，同時出現(xiàn)一個 Constant-Head-Assign Line的窗口，并輸入以下數(shù)據(jù)：Description:CH-Lower Aquifer-NorthStop Time(day):7300Start Time Head (m):18Stop Time Head (m):18;.網(wǎng)格中粉紅色的線現(xiàn)在就變成深紅色，表明對這些網(wǎng)格已經(jīng)確定了定水頭邊界條件。 下一步是沿著模型的南邊界對下層承壓含水層設(shè)定定水頭邊界條件。 在左邊的工具欄中點擊Assign Line 把鼠標(biāo)指針指向西南角的網(wǎng)格（左底角），在此單擊左鍵固定直線的起點。接著把鼠標(biāo)指針 指向東南角的網(wǎng)格（右底角），在此單擊右鍵，表示直線的終點。 這時，一條水平網(wǎng)格線就顯示成粉紅色，同時出現(xiàn)一個 Constant-Head-Assign Line的窗口，并輸入以下數(shù)據(jù)：Description:CH-Lower Aquifer-SouthStop Time(day):7300Start Time Head (m):16.5Stop Time Head (m):16.5單擊OK確定。網(wǎng)格中粉紅色的線現(xiàn)在就變成深紅色，表明對這些網(wǎng)格已經(jīng)確定了定水頭邊界條件。 下一步要把第五層的定水頭值拷貝給第六層中相同的網(wǎng)格中。 在左邊的工具欄中單擊CopyLayer就會彈出一個 Copy Layer 的窗口， 這個窗口允許從當(dāng)前層中選擇定水頭邊界條件網(wǎng)格， 并把它拷貝給該模型的其它層面。選中Copy all/selected groups，Layer 6單擊OK確定，把第五層中選定的定水頭拷貝給第六層。 現(xiàn)在沿著某一列觀察模型的橫截面圖，看定水頭邊界條件給定的地方。 在左邊的工具欄中點擊View Column在模型中不連續(xù)隔水層地帶選擇一列并點擊左鍵（如第 29 列）。就會出現(xiàn)如圖 36 所示的一個橫截面圖：圖 36同時還可以顯示滲透性分區(qū)。在底部的工具欄中單擊F9-Overlay按扭，就會彈出一個如下所示的 Overlay Control 的窗 口，窗口中包含一系列可用的疊加層，可以選中或取消。.點擊下拉箭頭，選擇 Properties， 并在其層疊菜單中選中 Prop（F）-Conductivities單擊OK，顯示滲透系數(shù)的疊加層。模型的中間層（第三、四層）的網(wǎng)格應(yīng)該呈深藍色，除了在不連續(xù)弱透水層區(qū)域，這表示它 們屬于 Zone#2 的滲透系數(shù)。現(xiàn)在要返回到模型的各層的平面圖：在左邊的工具欄中點擊View Layer，把鼠標(biāo)放在橫截面的第一層，并單擊左鍵。三、給定河流邊界條件仔細(xì)觀察地圖，會發(fā)現(xiàn) Waterloo River 在模型區(qū)域內(nèi)沿著南部流動（用淺藍色顯示）。下面 的步驟是用來描述怎樣對模型的頂層設(shè)定河流邊界條件。在主菜單中選擇 Boundaries/River， 就進入河流輸入界面了。 在左邊的工具欄中點擊Assign Line 從網(wǎng)格的西南面開始，以地圖為引導(dǎo)，沿著河流點擊左鍵，使之成為數(shù)字化的網(wǎng)格。當(dāng)?shù)竭_ 東南面的邊界時，在該線的終點右擊鼠標(biāo)。此時，沿著 Waterloo River 的網(wǎng)格就會顯示粉紅 色，同時會彈出一個 River -Assign Line的窗口（如下圖所示）。它會提示一些有關(guān)這條河 流的相關(guān)信息。 通常，河流邊界條件還需要河床的水力傳導(dǎo)系數(shù)。但是每個網(wǎng)格的水力傳導(dǎo)系數(shù)有賴于河流 穿過每個網(wǎng)格的長度和寬度。因此，在類似這樣的模型中，隨著網(wǎng)格的大小不同，水力傳導(dǎo) 系數(shù)也會因此而改變。為了適應(yīng)這種情況，Visual MODFLOW 提供在該線的起點和終點分別輸入河流實際的物理 參數(shù)（長和寬），然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式，為每個網(wǎng)格計算出合適的水力傳導(dǎo)系數(shù)。 為河流的邊界條件輸入以下信息：Description:Waterloo River選擇 Assign to appropriate layer選擇 Use default conductance formula選擇 Linear gradient注意當(dāng)選中 Linear gradient 時，會在該窗口中出現(xiàn)兩張表格Start Point（起點）和 End Point（終點），如圖 37 所示：在 Start Point 表格中，輸入：Stop time (day):7300River Stage elevation (m):16.0River Bottom elevation (m):15.5Riverbed Thickness (m):0.1Riverbed Kz (m/sec):1e-4River Width (m):25在 End Point 表格中，輸入：Stop time (day):7300;.River Stage elevation (m):15.5River Bottom elevation (m):15.0Riverbed Thickness (m):0.1Riverbed Kz (m/sec):1e-4River Width (m):25單擊OK確定。圖 37當(dāng)河流的邊界條件確定后，河流的網(wǎng)格會變成深藍色，如圖 38 所示：圖 38.第六部分：質(zhì)點示蹤質(zhì)點示蹤用來確定地下水質(zhì)點從一已知點出發(fā)后的最優(yōu)流動路徑。在這個部分，將會指導(dǎo)你 使用向前質(zhì)點示蹤法來確定最優(yōu)的污染物運移通道所必須的步驟。在主菜單中選擇 Particles， 會出現(xiàn)保存邊界資料的對話框，點擊YES。此時就會出現(xiàn) Particles 的輸入界面，在界面的左邊有各種輸入質(zhì)點信息的選項。在這個模 型中，要求在加油站附近指定一行質(zhì)點，用來確定這個地區(qū)的污染物進入地下水后，將向哪 里運移。第一步是再一次放大加油站地區(qū)：單擊F5-Zoom in把鼠標(biāo)移到加油站的左上角，并單擊左鍵。然后在加油站區(qū)拉出一個框， 再單擊左鍵關(guān)閉放大窗口。單擊AddAdd Line在第一層中增加一排質(zhì)點。 把鼠標(biāo)移到加油站區(qū)左邊界中點處，并點擊左鍵；在加油站區(qū)右邊界中點處再點擊左鍵，就 出現(xiàn)一條直線。此時會彈出一個 Line Particle 的窗口，如圖 39 所示：圖 39 默認(rèn)質(zhì)點數(shù)目是 10。把這質(zhì)點