GMS直接建模法.docVIP

GMS直接建模法 1.1 例题描述 直接建模法直接划分有限差分部分网格，然后在网格中加入源汇项和其他边界条件。直接建模法对简单问题效果好，方法直观，容易理解，对初学GMS使用者更合适。 我们将在本教案中解决下图1-1所示的问题。使用三层计算网格来模拟三个含水层，网格覆盖了一个75000ft*75000ft的正方形区域，网格由15行和15列构成，每个单元的计划观测大小为5000ft*5000ft，为了简单起见，每一层的顶板高程和底板高程都是平坦的，渗透系数显示为水平方向，垂直方向上我们用水平渗透系数的百分值。由于降水流进这个系统的因素，在输入过程里将被定义为降雨补给。排水管线、井（在图上没有显示）、和左边的一个湖，作为定水头边界，作为流出这个系统的因素。初始水头将设定为0，要求计算定态解。 图1-1：例题图示 1.2软件初始化 如果您尚未使用这个软件，直接启动GMS；如果您已经开始使用GMS，你需要选择File|New命令以确保程序设定恢复到默认状态。 1.2.1在桌面或菜单中点击GMS图标启动软件，点击File|New创建新文件名并选择File|Save as命令，保存在选定目录。 1.2.2 规定本次的计算单位，在菜单Edit|Units下选定长度以m为单位，时间以d为单位，其他单位本次计算不涉及，故忽略。 1.3计算所需模块 本次计算需要用到两个模块 Grid MODFLOW 1.4创建网格 解决问题的第一步是创建一个三维有限差分网格。 切换到3D Grid 模块 选择Grid | Create Grid命令，开始创建3D网格 选择X-dimension，输入长度值为75000，Number cells为15 选择Y-dimension，输入长度值为75000，Number cells为15 选择Z-dimension，输入长度值为15000，Number cells为3 （6）点击OK完成创建。 现在你可以通过 观察建立的3D网格了。 以后，我们可以在网格的每一层输入顶板高程和底板高程，因此，你在这一步输入的Z轴方向上的厚度将不会影响在MODFLOW里的计算。我们输入的维度数据，在这里是为了在输入高程数据前，使网格显示为一个正方形。 1.5 MODFLOW模型的创建 （1）选择 MODFLOW | New Simulation 命令 1.5.1 The Global Package（全局变量的赋值） MODFLOW的输入被分为独立的模块化软件包，有一些是课选择的，有一些是必须选择的，全局变量软件包是必选的。 1.5.1.1 Packages(程序包的选择) （1）选择Packages按钮， 程序包按钮是被用来选择什么程序被用来建立模型的。程序有，Flow package（水流模型）、Parameter Estimation Engine（参数估计方法）、Solver（有限差分求解方法）、Point sources/sinks（点源汇项）和Areal sources/sinks(面源汇项)。基本程序总是被使用的，因此不能关闭，下面选择其他程序。（2）选择DrainWell和Recharge程序。 （3）在Solver版块，选择Strongly Implicit Procedure（强隐式程序） （4）选择OK按钮，完成 1.5.1.2 The IBOUND Array（边界条件） 边界条件赋值通过指针参数来实现，指针参数IBOUND0，表示活动单元；IBOUND0，表示定水头单元；IBOUND=0，表示不活动单元，通过选择各层个单元赋值。在我们的例子中，所有单元都是活跃的，除了最左边一列的前两层，它将被设定为定水头。因此，我们要做的就是把30个定水头单元值设-1。然而，这个例子有另一种更简单的方法来编辑边界条件。这个方法将在后面的教程中描述，现在我们就保持所有单元活跃。1.5.1.3 Starting Heads 初始水头值用来表示非稳定流计算的初始值，在稳定流里计算无需赋值，但设定一个与计算结果相近的初始值可以提高计算效率，再者，日过初始水头值设定过小，软件便会默认含水层疏干。在本例中，我们设定初始水头值为软件缺省值0。 1.5.1.4 Top and Bottom Elevations （1）选择Top Elevation按钮， （2）注意是在Layer 1，选择Constant/Layer按钮， （3）输入数值为200，按OK完成 （4）选择Bottom Elevation按钮， （5）注意是在Layer 1，选择Constant/Layer按钮， （6）输入数值为-150，按OK完成 （7）层数改为，Layer 2 （8）选择Constant/Layer按钮， （9）输入数值为-400，按OK完成 （10