GMS地下水数值模拟及溶质（包含反应性溶质）运移模拟技术教程

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前言

GMS三维地质结构建模

GMS地下水流数值模拟

GMS溶质运移数值模拟与反应性溶质运移模

第一地下水数值模拟理论模块

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

第二地下水数值模拟数据收集、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

第三GMS各模块实践

3.1 Map 模块

3.1 TIN插值-等值线操作

3.2 钻孔-剖面-三维地质结构模型

3.3 2D和3D Grid模块及插值

3.4 UGrid模块

3.5 网格剖分

3.6 Package各项目

3.7 MODFLOW模块

3.8 MODPATH模块

3.9 MT3DMS 模块

3.10 RT3D模块

3.11 SEAM3D模块

3.12 PHT3D模块

3.13 PEST自动调参及灵敏度分析

3.14 数值模型手动调参方法

第四三维地质模型构建及与MODFLOW耦合

主要利用TIN、Boreholes、Solids模块构建数字化三维地质结构模型，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按照介质赋参进行水流模拟的教学。

图1 数字化三维地质结构模型构建

图2 通过三维地质结构模型构建地下水流动模型

第五地下水流动数值模拟及报告编制

主要利用Map、2D、3D Grid、UGrid、MODFLOW、PEST模块练习构建地下水数值模型，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。利用供水水文地质和矿床水文地质2个典型案例，包括水源地供水水资源评价和矿床排水矿井涌水量计算，教会学员进行地下水流数值模型构建和地下水资源评价。

一、供水水源地模型：

通过某供水水源地水流模型构建，建立用于预测水源地合理开采量模型的全过程，包括前期资料准备、抽水试验求参、水源地开采预测方案设定等；并通过模型预测提取未来不同方案下水均衡状态，从而探讨水源地合理的开采量。

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

二、矿井涌水量评价模型

通过某矿区矿井涌水量预测模型的构建，达到用数值法计算矿井涌水量的目的。

矿区水流模型构建过程，包括水文地质概念模型构建、矿区典型开拓工程概化、模型求解、识别验证；特别是后期不同水平（或中段）矿井涌水量预测的方案设定。矿区水文地质模型构建、开拓工程概化等，特别是预测方案设定和后期报告编制等。

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。使用MODPATH模块等内容。 

第六地下水溶质运移模型

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，构建地下水溶质运移模型，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。

以典型化工园区为例，某构筑物泄露导致污染地下水的模型，在不考虑化学反应的情况下，地表泄露物质渗漏进入地下水含水层后的预测模拟。

第七反应性溶质运移

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，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。

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，构建地下水溶质运移模型，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。