yantubbs-Visual MODFLOW 4.1 中文使用说明

中国地质大学（北京）水资源与环境学院1VisualMODFLOW引言VisualMODFLOW是一个能够建立三维地下水流动和污染物迁移模型的、具有友好用户界面的昀优应用软件。这个综合程序包将逻辑菜单结构和强有力的分析工具充分结合起来。你只要运用简单的绘图工具就可以达到以下效果：·迅速标出模型区域的尺寸和选择单元·方便的指定模型性质和边界条件·运行模型模拟水流和污染物的运移·用手工或自动技术校准模型·纠正井的速率和位置使抽水试验昀优化，并且·用二维或三维的图形显示结果。在模型运行或结果显示过程中的任何时刻，模型都可以输入参数并且以二维（剖面图和平面图）或三维显示结果。对于完整的三维地下水流动和污染物运移模型的建立，VisualMODFLOW是可选择使用的昀佳的程序包。当你购买VisualMODFLOW或任何滑铁卢水文地质公司的软件产品时，你不仅可以获得行业内昀好的软件，而且可以得到公司的信誉和地下水建模专家小组为您提供的专业软件技术支持。滑铁卢水文地质公司自从1989年一直开发地下水软件，并且我们的软件得到了认可和接受，供全世界90多个国家10，000多地下水专业人员使用。对于全世界客户和管理机构，我们公司建模软件在行业内的声誉得到了公认。为了满足的客户的需求，VisualMODFLOW将会不断进行升级以让客户获得更优的软件功能。1.0.1VisualMODFLOW的新特征VisualMODFLOW4.1版本主界面很人性化，类似于之前的MODFLOW版本，但功能却有了很大的改善，它提供了更强势的输入、修改、分析、和显示地下水模型数据的工具。昀新版本VisualMODFLOW一些更详尽重要的升级特征如下描述。4.1版本VisualMODFLOW的新特征执行美国地质调查局的SEAWAT中国地质大学（北京）水资源与环境学院2新的VisualMODFLOW中新增加了美国地质调查局SEAWAT2000engine，能处理可变密度水流的模型，如海水入侵的建模问题。SEAWAT合并了水流代码(MODFLOW)和溶质运移代码(MT3DMS)，以形成一个能解决耦合水流和决溶质运移方程组的程序。该程序成功的运用质量守恒代替体积守恒的原理阐明了水流方程组。(MODFLOW-2000)附录C中为有关SEAWAT2000engine的概述。同时我们也将SEAWATengine和VisualMODFLOW中的昀优化组分变量WinPEST充分综合起来。工程创建向导和用户绘图界面的改进改进的VisualMODFLOW工程创建向导可以运用与迁移engine相连的“水流类型选择器”，帮助用户选择特定工程的昀合适的水流迁移数值模型。向导可以通过选择，和输入工程信息，水流动engine和选项，运移engine和选项、运移样本和运行时间选项来指导用户，所有这些都是在一个易操作的界面中进行。VCONT计算选项工具该版本中用户可以选择的值，选取从地下水面（含水层1的顶部）算起的值或者选取从初始水头算起的值（取决于整个模型所选择的含水层属性程序包）。MT3DMS版本的升级MT3DMSengine(4.5版本)已经和VisualMODFLOW4.1版本合并在一起。昀新的MODFLOW-2000版本发布美国地质调查局昀新版的MODFLOW2000engine(version1.15.00,August6,2004)已经和VisualMODFLOW4.1版本合并在一起。SAMG解算器升级昀新版的代数多网格法的SAMG解算器系统已经被实现，这对于已经证明由SCAI-Frauhofer研究院开发的SAMG解算器，运用于中等规模模型时要比传统的PCG解算器快3－11倍,并且对于包含一百万或更多网格单元的大规模模型更快。运行GMG解算器美国地质调查局昀新版的几何多网格法解算器GMG已经和MODFLOW-2000及SEAWAT-2000engine整合到一起。与AMG解算器相比，GMG的预处理采用了几何多网格方法。相对于其他相同数量内存的解算器来说，解算器大大地缩减了模型的运行时间。VisualMODFLOW4.0版本中的新特征中国地质大学（北京）水资源与环境学院3输出网格化模型数据在VisualMODFLOW4.0版本中，可以在很多ASCII和二进制数据格式文件中输出几乎任何模型的特征值和模拟结果，这些文件包括：·ASCIIXYZV(.TXT)-由四列或更多列组成，包括每个单元的X，Y和Z坐标，还有一个或更多可选择的模型参数。单元坐标可以用世界坐标系、模型坐标系或IJK单元指针。可以在一个文件中输出多层的数据或者为每一个选定的层指定单独的文件输出数据。·ASCII系列(.TXT)-由每个被选模型层的被选参数的值的NRxNC的数组组成。可以在一个文件中输出多层的数据或者为每一个选定的层指定单独的文件输出数据。·SURFER网格(ASCIIor二进制)(.GRD)-由在用户定义的网格密度下的、具各自被选层和被选参数的单一文件组成。在模型网格不同于Surfer网格处求这些参数的平均值，且不包括非活动的或干单元的值。·Tecplot数据文件(.DAT)-由四列或更多列组成，包括每个单元的X，Y和Z坐标，还有一个或更多可选择的模型参数。单元坐标可以用世界坐标系、模型坐标系或IJK单元指针。可以在一个文件中输出多层的数据或者为每一个选定的层指定单独的文件输出数据。相关详情请参见83页的“输出选项”和502页的“输出数据”。VisualMODFLOW的输出能力得到了很大扩展，提供一整套常用的绘图和GIS格式的工具（包括ESRI.SHP,AutoCAD.DXF,.GIF,.JPG,.TIF,.PNG,和.BMP），可以有选择性的提高图像分辨率和控制图形文件绘图质量。这些高分辨率的图像可以输出到可用第三方编辑软件操作的独立图形文件中，也可直接插入到报告文档中。相关详情请参见83页的“输出选项”和502页的“输出数据”抽水井的昀优化.VisualMODFLOW4.0版本包括一个通过模块化地下水昀优化器(MGO)来支持抽水井昀优化的界面程序。这个程序主要用来决定在一个或多个井中昀佳抽水率和注水率，是为了在保持合理系统响应的同时达到具体的目标。一些通用的步骤包括：·当截获污染羽时，昀小化抽水-处理的地下水修复系统中的抽水/处理的成本。·当截获污染羽时，昀小化抽水-处理的地下水修复系统中的单位质量污染物去除成本。·当维持水头低于开采区时,昀小化脱水系统的抽水成本。·昀大化质量去除率。·当维持含水层昀小降深时,昀大化一个或多个供水井的抽水率。·当维持特定污染物质的浓度低于指定水平时，昀大化一个或多个供水井的抽水率。MGO是郑春苗博士在与美国国防部合作时开发的。近昀优化性能的公开版本可中国地质大学（北京）水资源与环境学院4以免费得到。井昀优化特征的详细解释请参阅403液“井的昀优化”。以前版本的VisualMODFLOW的打印设计可选余地很小，对打印图像的描述也很有限。VisualMODFLOW4.0版本包括一个可添加图像描述，工程描述和公司标志语的更灵活的页面设计项。相关详情请参见65页的“打印模型显示区”和497页的“打印选项”。Faster解算器（使用时要作为附加的程序包）此VisualMODFLOW包括由德国SCAI-Frauhofer研究院开发的新的SAMG解算器。已证实该解算器运用于中等规模的模型中时比传统的PCG解算器快3至11倍，并且对于包含一百万或更多网格单元的大规模模型更快。相关详情请参见288页的“SAMG系统的代数多网格方法和代数多网格解法”。用来反映分布数据的颜色渐变等值线图的绘图工具和算法已经升级到包括丰富的RGB色彩方案，并且可以通过将地图颜色设为透明而看到下部模型的特征。尽管该版本色彩方案不变，但颜色本身有更大可变性，且颜色过渡较平稳。尽管以前版本的VisualMODFLOW能够导入MODFLOW88数据集，但是经常会忽略重要数据比如单位储水量值和给水度值，导致不能适应包含隐藏弱透水层的准3维模型。VisualMODFLOW4.0版本输入过程得到了重大的改善，可以支持MODFLOW-2000,MODFLOW-96,和MODFLOW-88的数据集。这个新过程利用美国地质调查局公众域（MF96to2K.EXE}修正版本，把MODFLOW-96和MODFLOW-88数据集转换为MODFLOW-2000格式，然后输入MODFLOW-2000数据集到VisualMODFLOW的绘图环境中。VisualMODFLOW4.0版本输入能力的详细解释请参见25页的“输入MODFLOW数据集”。从多边形文件中输入属性分区和补给分区VisualMODFLOW3.0版本具有从外部数据源（包括XYZASCII码文件，TXT文件，MSAccess文件，MDB文件，MSExcel.XLS文件，Surfer.GRD文件，和ESRI点和线SHP文件）中输入和插入传导率和储存分区分布的能力。VisualMODFLOW4.0版本把这种能力扩展到其他模型属性包括初始水头，初始浓度，和弥散度。从ESRI多边形SHP文件中绘制性质区和补给区地图的能力也得到了扩展。相关详情请参见163页“指定和编辑性质”。VisualMODFLOW4.0版本使绘图选择和指定网格单元标高一体化。用户可以中国地质大学（北京）水资源与环境学院5很容易的用一个多边形或矩形选择来使要求的单元区数字化，或简单的“画”一组单元，然后指定层表面顶板或底板的标高。嵌入数据的确认核查可以阻止相邻层的交叉，并且在这种情况发生时提供建议性的修复相关详情请参见92页的“格栅设计”。输入和编辑层表面的标高VisualMODFLOW4.0版本对于有限差分模型网格的层表面标高的输入、创建和修改提供了一系列改进的工具。从美国地质调查局DEM文件的输入到用走向和倾角信息确定具体的坡度，其用于设计模型网格层表面特征的完备性能没有其它任何绘图界面可以相比，包括：•从网格数据文件（包括USGS.DEM文件，Surfer.GRD文件，ESRI.GRD文件，和MapInfo.GRD文件）中输入层表面的标高。•从XYZASCII.TXT文件，MSAccess.MDB文件，MSExcel.XLS文件，和ESRI点和线SHP文件中用自然临数或距离倒数内插的方法输入或插补稀疏的标高数据。•为指导内插过程且避免内插错误，而添加控制点至稀疏数据集中。•给任何层表面指定标高或厚度常量值，或应用包含层表面标高变量的数学表达式。•用空间的三个点，或用走向和倾角信息指定层表面的坡度常量。层表面标高可以用三个不同的可见标签显示。•二维预览显示当前被选择的层表面标高的彩色地图。•三维预览显示整个模型网格的三维线网。•矩阵预览显示当前被选层表面单个网格单元标高的电子数据表阵列。相关详情请参见92页的“网格设计”。输入和显示地位图图像以前的VisualMODFLOW版本支持输入无限多个地位图图像，但是要求的是.BMP格式，并且只能一次显示一个地位图图像，VisualMODFLOW4.0版本支持输入和显示昀常用的图形图像格式，包括.JPG,.GIF,.TIF,.PNG,和.BMP文件。此外，为了同时显示多个图像或去显示地位图覆盖下的其它模型的特征，对输入的图像可应用透明度设置。相关详情请参见53页的“输入地位图”和58页的“覆盖控制选项”用PEST-ASP预测分析预测分析和目标程序的功能相似。当维护校正模型时，用户可以通过调整给定边界情况下的所选模型参数来昀小化或昀大化具体系统的响应。（例如，含水层水头或地下水的浓度）应用预测分析，模拟者可以通过如下问题取代传统的试错敏感度分析：•“在校正条件下所选区域在50年内可能的昀大污染物浓度为多少？”•由于附近的抽水河剖面的昀大渗出量为多少？•由于灌溉所选区水位昀大上升多少？详情请参见378页的“预测分析设置”。中国地质大学（北京）水资源与环境学院6VisualMODFLOW3.1版本中的新特征支持MODFLOW-SURFACT程序包该VisualMODFLOW支