地下水数值模拟基础知识.ppt

第一讲地下水数值模拟基础知识一、水循环与地下水地下水的赋存包气带饱水带含水层,隔水层与弱透水层：基本概念定义中的“相当水量，微不足道，较大水力梯度”是模糊的；含水层与隔水层的划分是相对的。从实际应用来看，区分含水层与隔水层应考虑岩层给出的水量是否具有实际意义。从理论意义来看，岩层是否透水还取决于时间尺度。含水层,隔水层与弱透水层：时间相对性含水层,隔水层与弱透水层:应用的相对性地下水分类潜水:概念潜水:基本要素潜水:主要特征潜水等水位线图承压水:概念承压水:主要特征承压水:含水层的储水与释水二、为什么需要开展地下水模拟工作地下水相关问题为了有效管理地下水，需要知道以下内容地下水管理需要知道地下水系统对管理行为的反应需要一个模型来提供地下水管理的信息数值模拟的类型二、数学模型321.地下水运动的基本方程连续性假设达西试验达西定律达西定律:渗透流速v参数讨论参数讨论参数讨论:渗透系数K达西定律地下水水均衡原理
地下水的水量和盐分在收支方面的数量关系，称为地下水均衡。其中水量均衡为水均衡，盐分均衡的话称为盐均衡。
在均衡期中，均衡区的补给量大于排泄量---正均衡。
在均衡期中，均衡区的补给量小于排泄量---负均衡。
地下水的均衡状况是通过建立地下水均衡方程实现的。其原理就是水量平衡原理，一般:
△W=X+W1+Z1+Y1+Z2+W2+Y2
其中：△W均衡期内地下水量的变化量，X：大气降水的入渗补给量，W1：地下水流入量，Z1：凝结水补给量，Y1：地表水入渗补给量，W2：地下水流出量，Z2：地下水蒸发量，Y2：地下水补给地表水量。44454647485354555657585960化学组分数学模型三、数值模拟方法NumericalMethods有限差分法的基本原理1、网格划分的基本类型MODFLOW网格系统四、地下水数值模型建模步骤模拟步骤一、概念模型（模型概化）收集研究区已有水文地质资料（二）数学模型绝大部分数学模型是无法用解析法求解的，数值化就是将数学模型转化为可解的数值模型。有限差分法:MOFLOW系列
GMS中MODFLOW
VisualMODFLOW
ProcessingMODFLOW
有限单元法:FEFLOW
积分有限差分法:TOUGH2，TOUGHREACT四、模型参数准备以及计算模拟：模型校正（参数识别）模拟：模型检验灵敏度分析预测后续检查与模型的重建（完善）模型的再设计地裂缝内容提要三、地下水流数值模拟资料需求小结