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地下水数值模拟软件有哪些?GMS、Visual MODFLOW Flex、FEFLOW哪个更好用呢?

已有 2601 次阅读 2023-6-25 14:16 |系统分类:科研笔记

①全流程GMS地下水数值模拟技能培养及溶质运移反应问题深度解析

系统性呈现地下水数值模拟软件GMS建模方法同时,建立与实践项目过程中的重点问题相融合,在教学中不仅强调学习三维地质结构建模、水文地质模型概化、边界条件设定、参数反演和模型校核等关键环节,同时把地下水溶质运移模拟单独进行深度解析,融合多种典型案例模型的实操强化培训,不仅使学员掌握地下水数值模拟软件GMS的全过程实际操作技术的基本技能,而且可以深刻理解模拟过程中的关键环节,以解决实际问题能力。同时为满足从业人员项目实施过程中的困难,综合地下水环境建模及溶质运移需求。

1.地下水数值模拟理论
1.1 地下水渗流运动方程1.2 地下水数值模拟建模思路1.3 地下水数值模拟所需数据1.4 地下水数值模拟求解过程

2.地下水数值模拟数据准备及预处理
2.1 数据收集与下载2.2 数据处理准备及导入2.3 CAD和GIS图件交互与导入2.4 地下水流场的准备以及导入2.5 含水层概化与顶底板数据准备、导入2.6 水文地质参数的计算与导入2.7 各种源汇项数据的计算与导入

3.GMS各模块讲解与操作
3.1 Map 模块讲解与操作3.2 TIN插值-等值线操作3.3 钻孔-剖面-三维地质结构模型操作3.4 2D和3D Grid模块及插值讲解及操作3.5 UGrid模块讲解3.6 网格剖分讲解及操作3.7 Package各项目讲解及操作3.8 MODFLOW模块讲解及操作3.9 MODPATH模块讲解及操作3.10 MT3DMS 模块讲解及操作3.11 RT3D模块讲解及操作3.12 SEAM3D模块讲解及操作3.13 PHT3D模块讲解及操作3.14 PEST自动调参及灵敏度分析讲解及操作3.15 数值模型手动调参方法

4.GMS运行结果解读及图形处理
4.1 地下水水位计算结果及模型精度识别4.2 地下水水量均衡计算结果分析4.3 地下水溶质运移计算结果分析4.4 结果输出与可视化处理

5. GMS数据收集、下载及预处理
主要讲授GMS水流模型和水质模型建模过程中需要的数据收集、公开网站下载(例如气象数据、高程数据)及预处理等,并讲解地下水流场绘制方法,CAD和Arcgis进行相关数据文件的处理方法。

6. GMS实例专题一 数字化三维地质结构模型构建以及三维地质结构模型转入MODFLOW
主要利用TIN、Boreholes、Solids模块构建数字化三维地质结构模型,学习掌握数据准备、模块使用以及数字化三维地质结构模型构建。并将Solids和Modflow模块进行关联耦合,构建三维地质结构模型转入Modflow按照介质赋参进行地下水水流模拟的教学。

7.GMS实例专题二 地下水流数值模型构建
主要利用Map、2D、3D Grid、UGrid、MODFLOW、PEST模块练习构建地下水数值模型,学会网格剖分、模拟流场、各种源汇项、边界条件以及模型的自动调参和手动调参、模拟结果分析等内容。
7.1 模型边界及剖分
7.2 模型源汇项及赋值
7.3 模型初始流场及参数
7.4 模型识别验证及调参
7.5模型运行结果及分析
7.6 PEST自动调参和参数灵敏度分析

8.GMS实例专题三 地下水质点追踪模型构建
主要利用MODFLOW、MODPATH模块在地下水流动模型基础上进行质点追踪模型构建。学会使用MODPATH模块等内容。

9.GMS实例专题四 地下水溶质运移模型构建
主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、MT3DMS模块在地下水流动数值模型基础上,学会构建地下水溶质运移模型,并掌握模拟结果分析等内容。此模型仅考虑对流、弥散作用,不考虑吸附、降解等作用。

10.GMS实例专题五 地下水溶质运移模型构建
主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、RT3D模块在地下水流动数值模型基础上,学会构建地下水溶质运移模型,并掌握模拟结果分析等内容。此模型考虑对流、弥散作用等同时,也考虑吸附、降解等作用。

11.GMS实例专题六 反应溶质运移模型RT3D构建
主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、RT3D模块在地下水流动数值模型基础上,学会构建地下水溶质运移模型,并掌握模拟结果分析等内容。此模型考虑对流、弥散作用等同时,也考虑化学反应等作用。

12.GMS实例专题七 溶质运移模型SEAM3D构建
主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、SEAM3D模块在地下水流动数值模型基础上,学会构建地下水溶质运移模型,并掌握模拟结果分析等内容。

13.GMS实例专题八 溶质运移模型PHT3D构建
主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、PHT3D模块在地下水流动数值模型基础上,学会构建地下水溶质运移模型,并掌握模拟结果分析等内容。


②Visual modflow Flex地下水数值模拟及参数优化、抽水实验设计与处理、复杂的饱和/非饱和地下水流分析

主要围绕目前应用较为广泛的Visual Modflow Flex 系列版本开展,结合具体应用场景,实例讲解软件的全流程应用过程,包括数据处理分析、数值模型构建以及模拟结果的输出等。通过建模篇、优化篇、真实案例篇、复杂应用篇为内容主线,全面系统的提升参会学员的技能。

突破传统培训过程中以软件自带实例进行建模操作,导致学员无法深入掌握数据的获取、准备、处理等过程的弊端,以真实案例逐步分解透析开展实际操作培训。让您掌握模型建模的操作方法和技巧,能够高效地建立地下水模型,并掌握处理特殊问题的方法,解决地下水数值模拟技术实施过程中遇到的困难。

后期针对非稳定流抽水试验及复杂的饱和/非饱和地下水流分析内容的讲解,不仅掌握软件的应用能力,同时老师融合十几年的工作经验,让您能够面对负责业务的能力。

​专题一 地下水数值软件的操作流程、建模步骤和所需资料处理及相关注意事项

[1] Visual MODFLOW Flex特征

[2] Visual MODFLOW Flex软件界面及模块

[3] 地下水数值模拟的建模步骤及数据需求

专题二 模型建模操作方法 技巧、真实案例演练、特殊问题处理

[1] 直接模型建模的操作方法技巧

[2] 地下水水流模型实操及特殊问题处理

混合抽水井的模拟

潜水蒸发排泄的处理

数值模型中流速和流量的计算问题

基于数值模型的地下水资源量评价

[3]地下水溶质模型实操及特殊问题处理

不同类型污染物排放的模型设置

叠加背景浓度的处理

专题三 参数优化模块PEST方法讲解及实例操作

[1] PEST的操作方法及应用

[2] 参数优化模型方法与实操

专题四 真实地下水数值模型案例实训(一)

突破传统培训过程中以软件自带实例进行建模操作,导致学员无法深入了解数据的获取、准备、处理等过程的弊端,以真实案例逐步分解透析开展实际操作培训。

[1] 概念模型建模方法技巧

模拟区范围和边界条件确定、含水层结构概化、含水层参数分区等。

[2] 真实案例的概念模型构建
顶底板高程构建、含水层结构划分等

[3] 模型的要素输入及数据整理

初始水头、含水层参数、观测井输入导入

专题五 真实地下水环评案例实训(二)

[4] 模型的识别验证

识别验证过程中调参的原则和技巧

[5] 模型的预报与分析

预报情景的处理、预报结果分析、预报结果展示
[6] 模拟结果的输出与展示

专题六 Aquifer Test的操作及数据处理

[1] 抽水试验设计

[2] Aquifer Test的界面介绍

[3] 基于抽水试验数据的处理

[4] 抽水试验结果表达

[5] 问题交流与解答

专题七 复杂的饱和/非饱和地下水流分析(MODFLOW-SURFACT)

讲解模型中MODFLOW-SURFACT模块处理饱和/非饱和地下水流

[1]基于Richard公式的饱和/非饱和区域理论介绍

[2]模型中Unsaturated Zone Flow相关参数输入

[3]基于模型案例的模块学习


③全流程各工程类型地下水环境影响评价【一级】方法与MODFLOW Flex建模

主要围绕环评导则、结合不同行业类别、实例等讲解地下水环境影响评价的原则、方法、工作程序、模型操作、报告编制等,系统地培养各单位环评人员技能。涉及地下水流场绘制软件(Surfer)的操作流程及数据处理讲解、地下水数值模拟软件系统的操作与应用等,并针对化工、工业园区、固废堆积、矿山等真实案例进行训练,掌握不同项目的地下水环评技术,解决地下水数值模拟技术实施过程中遇到的困难。

专题一 地下水基础知识学习

[1]地下水的不同赋存类型
潜水/承压水;孔隙水/裂隙水/岩溶水
[2]地下水相关参数
渗透系数;给水度;贮水系数;弥散度
[3]地下水运动的基本规律
二维/三维水流连续性方程
各类边界条件介绍
[4] 溶质运移的基本规律

专题二 地下水环境影响评价过程讲解

[1]地下水环境影响评价基础:总则、影响识别、工作分级、技术要求、术语解析;
调查评价区范围确定
评价等级划分
地下水一级、二级以及三级评价技术路线
数值法与解析法预测思路
[2]地下水环境现状调查及影响预测:现场工作及实验方法,预测技术;
地下水统测点布设与选取
地下水流场绘制方法
[3]地下水环境保护措施与对策:基本要求与污染防控对策;
地下水监测孔布设
[4]地下水环境影响评价报告编写;
编写提纲
解析法模拟污染物运移状况

专题三 地下水数值软件的学习及操作

利用数值法开展污染物预测
[1]地下水数值模拟原理剖析
常用模拟软件介绍
模型边界的处理
稳定流/非稳定流的确定
模型的识别、验证与预测过程
混合开采井在模型中处理

[2]Visual MODFLOW Flex(支持win10系统)软件界面及模块实操
MODFLOW模块(水流)
MT3DMS模块(溶质运移)
PEST模块(参数优化)

[3] 地下水数值模拟的建模步骤
概念模型
数值模型
识别与验证模型
预测模型

[4]建立模型的资料需求及数据获取
数值模型的资料需求与处理
无资料区评价工作思路

专题四 相关专业软件(Surfer、Aquifer test)的学习

[1]地下水环评的资料需求及数据获取
地下水不同评价级别的资料需求
无资料区评价工作思路
网络数据的获取与处理
[2]Surfer软件的介绍
多源数据绘制等值线图
底图坐标配准
等值线图的白化
制作立体图
[3]地下水流场的绘制
编制环评报告图件
[4] Surfer软件基本操作
[5] 地下水抽水试验的目的及数据处理
抽水试验的类型
抽水试验的技术要求
抽水试验数据的处理及参数的计算
[6] Aquifer test软件的操作及实例应用

专题五 化工类建设项目地下水环评关键技术处理及上机操作

化工类建设项目地下水环评处理及【实例】操作
模拟区范围确定原则
源强的设置与模型处理
真实案例练习

专题六 化工类建设项目地下水环评关键技术处理及上机操作

工业园区规划类地下水环评处理及【实例】操作
模拟区范围确定原则
源强的设置与模型处理
真实案例练习

专题七 化工类建设项目地下水环评关键技术处理及上机操作

固废堆积类建设项目地下水环评及【实例】操作
模拟区范围确定原则
源强的设置与模型处理
地下水监测井设置
真实案例练习

专题八 化工类建设项目地下水环评关键技术处理及上机操作

矿山开发类地下水环评及实例操作
模拟区范围确定原则
山区裂隙含水岩层概化
源强的设置与模型处理
真实案例练习

专题九 建模中常见问题解决方法及经验分享

[1]边界条件及源汇项的概化;
一类、二类、三类边界的概化
[2] 不收敛问题的处理;
[3]水文地质参数的经验值分享
渗透系数
给水度/孔隙度
弥散度
[4]模拟影响范围、迁移距离等图件绘制和数据表制作
不同时间模拟结果平面图
敏感点污染物浓度变化曲线图
不同污染物迁移距离、最大浓度等统计表制作


④地下水热耦合模拟FEFLOW建模实践技术应用

【目标】:
1.掌握FEFLOW建模流程及各模块建模方法;
2.掌握水热耦合的模拟方法及典型项目应用问题处理;
3.通过多种实践案例应用,掌握实践工作中常见项目的模型搭建及特殊问题处理方法。

一、FEFLOW软件基础内容讲解
1.1 地下水数值模拟常用软件介绍
1.2 FEFLOW软件界面介绍
1.3 地下水数值模拟原理

二、掌握FEFLOW各模块的基本原理,以及在模型中的操作
结合具体案例对FEFLOW在三维地质结构模型和模拟地下水流动的应用过程进行详细讲解:
2.1 各个模块的相关界面和数据录入操作介绍
2.2 练习构建三维地质结构模型(例一)
2.3 依据讲解内容,练习构建地下水数值模型(例二),学会各种源汇项、边界条件、时间序列、节点参数的添加及模拟结果的导出
2.4 根据模拟结果,掌握FEFLOW模型输出数据的处理,相关图件的编制和模拟结果的三维可视化展示

三、地下水数值模拟溶质运移模型、水热模型建立(例三)
对于真实模型,学习如何建立概念模型、数学模型,练习模型的各种参数和源汇项输入,进行溶质运移、水热模拟。
3.1 构建真实例子的溶质运移概念模型
3.2 建立数学模型
3.3 练习模型的各种参数和源汇项输入,进行水流和溶质运移模拟

四、地下水数值模拟水热模型建立(例四)
学习如何利用数值模型进行水热模拟
4.1学习水热模型抽灌模式,网格剖分、边界条件、初始温度场赋值
4.2多孔介质参数赋值
4.3温度识别及含水层温度场模拟

五、地下水数值模拟水热模型建立(例五)

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