GMS地下水模拟软件软件介绍.ppt

1、a，1，GMS软件是a，2，地下水模拟系统，简称GMS，美国Brigham young University的环境模型研究室是综合Modflow，Modpath GMS图形界面由下拉菜单、编辑栏、常用模块、工具栏、快捷键和帮助栏六部分组成，使用方便。 a、3、GMS软件具有良好的使用界面、强大的预处理、后处理功能和良好的三维视觉效果，目前已成为国际上最受欢迎的地下水模拟软件。 a、4、GMS简要介绍了GMS是EMS封装软件的一部分，它是一种模拟地下水渗流和溶质(污染物)传输的软件，可以计算2D和3D地下水动力场(MODAEM，MODFLOW )和污染物浓度场(MT3DMS )的污染物影响范围计

2、算并展示，a，5，可以模拟计算绷带中水流和溶质移动(FEMWATER )的钻头数据生成三维地层立体图和剖面图等的GMS核心计算模块为MODFLOW，数学模型计算采用有限差分法的GMS是直观的、a、6、一、GMS各子模块的功能概要二、GMS数据的输入方式三、基于GMS的地下水模拟模型、a、7、一、GMS各子模块的概要、GMS子模块分为两种类型，一个是计算模块，另一个是辅助模块计算模块包括模式流、Femwater、Mt3dms、Rt3d、Seam3d、Modpath、Seep2d、Nuft、Utchem等。 子模块包括Pest、Ucode、映射、三角形、球形、固态、T-progs、2D-Scatt

3、er points、3D-Scatter points等。 对各模块进行简单说明。 a、8、Modflow子模块是美国地质调查局于80年代开发的用于模拟孔隙介质中地下水流动的三维有限差分软件。 由于其结构的模块化、离散方法的简单、解决方法的多样化等特征，被广泛用于模拟各种地下水流系统，在应用中发展，现在发展成Modflow2k、GMS4.0的是这个最新版本。 Femwater子模块是用于模拟饱和流和非饱和流条件下水流和溶质移动的三维有限元耦合模型，也可以用于模拟盐水入侵等密度变化的水流和移动问题。 a、9、Mt3dms子模块用于模拟地下水系统中的对流、分散和化学反应的三维溶质运移模型。 在计算

4、过程中，需要与Modflow结合使用。 Rt3d子模块是用于处理多组反应的三维移动模型，适合于模拟自然衰减和生物恢复。 Seam3d子模块是用于模拟复杂生物分解问题的模型，包括酶、电子接收器。 Modpath子模块是三维跟踪器模型，其确定质点在一段时间内的稳定或不稳定流中的移动路径，并且需要与Modflow结合使用。 a、10、Seep2d子模块是用于计算大坝堤防截面泄漏的二维有限元稳定流模型，可以用于模拟受压流和无压力流问题，也可以用于模拟饱和和非饱和问题。 Nuft子模块用于模拟三维多相不等温水流和输送模型，它适用于解决包气带问题。 Utchem子模块是一种用于模拟多相流和运输的模型，抽水

5、和水位恢复模拟是理想的，已经被广泛应用的成熟模型。 以上是GMS中包括的9个子模块。 简单介绍GMS的9个辅助模块。a、11、Pest和Ucode子模块通常在使用Modflow、Feflow等计算模块时交替运用，调整所选择的参数，直到计算结果与野外观测值一致为止。 Map子模块用于在GMS中建立概念模型。 可以将Tiff、Jepg等形式的图形作为参考底图，在图形中指定表示源组件、边界、含水层的不同参数区域点、线、面的空间位置，并快速地建立概念模型。 Borehole子模块用于管理钻孔地层数据。 多结合Solid、T-progs模块建立地质结构模型。a、12、Solid子模块利用钻孔数据建立实体

6、模型，可以与Tins模块结合建立实际地层的三维立体模型，可以沿任意方向切断、旋转。 T-progs子模块利用钻头地层数据，利用转移概率计算方法模拟区域地层，建立了实际的三维立体模型。 Solid、T-progs子模块都可以与Modflow子模块结合，建立真三维地下水流模拟模型。 a、13、Tins是三维不规则网格，通常用于表示相邻地层的界面，多个Tins用于创建Solid模型和三维网格。 “a”、“14”、“2D-Scatter points”和“3D-Scatter points”子模块分别用于管理二维和三维分布点数据。 利用散点数据，可以进行空间插值。 a、15、GMS软件模块多，功能齐全

7、，能模拟地下水的所有水流和溶质传输问题，与其他同类模型软件相比，有很多优点。 1、用概念化方式建立水文地质概念模型是地下水数值模拟的重要步骤之一，它除了网格方式外，还利用Map模块，利用Gis中的Shp形式文件，建立用点线面表现的概念模型，并通过模型变换，实现点线面具有的属性与网格方式相比，不需要按网格单位进行操作、方便、迅速、准确。 a、16、2、前后处理结合了GMS的许多辅助模块，简单输入了一系列文件，实现了可视化输入的同时将计算模块的计算结果读入辅助模块进行后处理，实现了计算结果的可视化。 3 .版本更新快、功能不断完善的GMS软件不断升级，补充了许多新的应用，各模块的功能不断完善。 在

8、最新版本5.0中，添加了GIS模块，并且增强了Map模块的功能(4.0调入的只是位置数据，属性数据需要在GMS中增加用户本身，而5.0增强了此功能)。 另外，关于a、17、二、GMS数据的输入方式，由于GMS软件或多个模块集成，所以GMS软件数据的输入方式多，归纳起来有模块Map数据输入、外部GIS数据输入、工具性辅助模块数据输入这三种方式1 .模块Map数据输入使用Map模块提供的各种工具，在直接输入GMS的网格图像文件中制作用户需要的特征体(点、线、面)，输入扬水井位置、河川、各种区划等，传输给GMS模型。 在a、18和Map模块中，可以将*.tiff和*.jpg格式的文件导入到GMS中作

9、为参考底图。 在复杂的地区，该方法不太适用于Map模块本身，因此一般以下述方法建立概念模型。 2 .外部GIS数据输入与Map模块相似，用户需要的概念模型用特征来表现，但是该方式的数据不限于GMS，而可以使用其他的GIS软件，例如Arcgis、Arcview等独立地完成。 PS所需的数据是. shp格式。 这种方式实现了软件和数据之间的无缝连接，用户可以使用GIS软件构建自己的概念模型，这种方式在复杂的地区更有优势。 当然，GMS与CAD、sufer、Dem/Grid等文件兼容，利用量少，因此只介绍shp文件数据。a、19、建模准备、研究区工作参考底图的收集、TIF、GPG、DWG、DXF、G

10、IS形式等研究区钻孔资料收集反映地层结构的研究区大气降雨等气象资料收集观测孔水位等相关资料研究区河川湖水位等、a、20，导入定义建模基础、计算单位选择坐标系的地图，创建概念模型，a，21，计算单位，a，22，坐标系投影设定1，定义模型的坐标系2，实现不同坐标系之间的变换，a，23，导入参考底图，GIS，ca、a、24、建立概念模型、研究区边界、扬水井、河川、湖、流量边界、水头边界、a、25、Point、Arcs、Polygon、Arcs、Arcs、Arcs、a、26、特征对象类型： Point表示扬水井和回灌井，Vertex (电弧的顶点)，Node (节点)，Node (节点)，Arc (电

11、弧)表示边界，河川，排水路等，Polygon表示一般的水头边界和面状的补给，蒸发等，Polygon，Polygon 可以选择的数学模型是： a，28，层概念：可以基于特征对象(如modflowfewatermodasep2dart3d )创建多个层的每个层表示用户定义的研究区域的特性：研究区域的范围a、29，图层设置：a、30，数学模型和地层结构模块介绍，1，modapem (地下水流) 2，Modflow-Grid Approach (地下水流) 3，地层结构生成4，包括源组件层的含水层特征层等。 地下水流5、粒子示踪6、MT3DMS、a、31、地下水渗流模型的差异： 1、modapem单一

12、含水层稳定流计算研究区边界不规则。 水层的厚度原则上不会变化，但可以根据厚度来区分。 含水层渗透系数原则上没有变化，但参数分类2、Modflow-Grid Approach多层含水层稳定流和非稳定流下可计算的研究区边界不按规则矩形含水层厚度变化的各含水层渗透系数等参数原则上没有变化，参数分类很麻烦。 3、Modflow-Conceptual Approach多层带水层稳定流和非稳定流计算研究区的可按边界不规则带水层厚度起伏变化的各带水层参数分类很简单，a、32、单一带水层稳定流水动力场计算模块名：Modaem假定带水层中的地下水水水头不垂直变化平面二维数学模型。 优点在不分割：网格的情况下，在

13、modem模型、a、33、modem模型的例子中，练习1、学习图像坐标的对准、学习图像坐标的对准、学习图像坐标的对准、学习图像坐标的对准等练习arc和多边形的生成和使用3、创建概念模型和各属性图层4、运行模型5、等水位线的设置、a、34、Modflow-Grid Approach模型、1、网格分割3D网格单元的中心是计算节点Xy平面上的网格为直角矩形垂直方向网格、a、35、2、计算包的介绍(1)基本包的初始水位(Starting Heads )边界类型(IBound) ibound=1是流量边界ibound=0是防水边界ibound=-1是定水头边界，a， 36是(2)含水层包BCF (blo

14、ck-centered flow ) LPF (layerpropertyflow ) huf (hydrogeologicunitflow ) BCF看含水层(潜水、加压水、潜水和压力兼备)的性质LPF的参数代入与含水层的性质无关，被给予Kh、Kv、弹性储存率(storage )等。a、37、HUF被用于网格分割后的垂直方向上的某层网格包含多个含水层时，并不怎么被使用。a、38、(3)源汇项包面状源汇项：降雨渗透、蒸发点状源汇项：抽灌井线状源汇项：河川、排水路一般水头源汇项：湖、水库等，a、39、面状源汇项给予降雨补给(Recharge):软件补给强度(m/d )的点状源汇项抽灌井a .地下

15、水补给河川、地下水水位h，河川水位h，河床厚度m，河床渗透系数k，补给量q，Q=K (h-H) WL/M Q以负值表示水流的流出。河川宽度w、河川长度l、a、41、b、河川补给地下水，河川水位h、河川水位h、河床厚度m、河床渗透系数k、补给量q、Q=K (h-H) WL/M Q为正值，表示水的流入，河川宽度w、河川长度l、a、42、c、河川补给地下水(地下水位比河床低地下水水位h河川水位h、河床厚度m、河床渗透系数k、补给量q、河川宽度w、河川长度l、河床底水平HB、Q=K (h-HB) WL/M Q为正值，表示水的流入。 此时，河川补给量只与地表水位的变化相关，与地下水水位的变化无关。 输入

16、软件的参数为河流传导率=kw/m，单位为m/d。 河流起点和终点的水位水平和河床底水平。 只有a、43、排水路、排水作用。 排水量Q=Cond (HB-H )、地下水水位h、排水渠底水平HB、m、软件必须输入导水率Cond (单位为m/d )和排水渠底水平HB。 地下水水位低于HB时，Q=0。 a、44、一般水头源汇项(General Head )面状湖和水库源汇项用GMS进行一般水头处理。 和丝状的河很像。 湖水库和地下水水量交换： Q=Cond(H湖-H地下水) Area软件需要输入导水率cond (单位为1/d )和地表水的水位水平。 a、45、(4)压力期间(Stress Period )地下水动力场对边界条件和源汇项敏感，边界条件和源汇项变化时地下水动力场也相应变化。 因此，地下水渗流多为非稳定流，与时间有关。 GMS模拟计算地下水的非稳定流，采取压力期的方法，计算地下水水位的时间变化。 创建信息，包括、应力期间)、时间步长、a、46、Modflow-Grid Approa