MATLAB PDE工具箱在地下水科学实验教学中的应用.pdf

第 20卷 第 6期 安 全 与 环 境 工 程 Vo1．2O NO．6 2013年 11月 SafetyandEnvironmentalEngineering NOV． 2013 MATLABPDE工具箱在地下水科学实验教学中的应用 牛 宏 ，梁 杏 ，尼胜楠 ，孙蓉琳 (1．中国地质大学环境学院，武汉 430074；2．中国科学院上海天文台，上海 200030) 摘 要 ：利用 MATLABPDE工具箱求解 T6th典型地下水流系统模式 ，可得出地下水流系统模式图和流速分布 图，体现 了直观求解地下水流系统方法的多样性 。MATLABPDE工具箱与传统模拟软件 VisualMODFI()w 相 比，具有操作简单、易于掌握和出图方式多样的优势 。本文将两种方法求解地下水流系统模式进行 了对 比模拟研 究 ，并 比较 了两种方法的优缺点 。结果表明：MATIABPDE工具箱操作简便 、出图美观 ，有利于对基本概念 的理 解 ，但处理非均质介质问题存在局限性 ；Visual—MODFIOW 软件操作相对复杂、出图不够美观 ，不利于初学者操 作 ，但可以方便地处理复杂介质 。另外，介绍 了MATLABPDE工具箱在地下水科学实验教学 中的应用 ，以期发展 与改进模拟实验教学方法 ，使当代水文地质学的核心概念—— 地下水流系统理论得到更好的掌握与推广应用 。 关键词：MATLABPDE工具箱 ；Visual—MODFIOW软件 ；地下水流系统理论 ；模拟实验教学 中图分类号：X143 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671一l556(2013)060006—06 Application ofM ATLAB PDE ToolboxtotheExperimental TeachingofGroundwaterScience NIU Hong ，LIANG Xing ，NISheng—nan ，SUN Rong—lin (1．SchoolofEnvironmentalStudies，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China； 2．ShanghaiAstronomicalObservatory，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200030，China) Abstract：M ATLAB PDE toolbox canbeusedtosolveT6th’Stypicalmodeofgroundwaterflow systems anddraw themapofgroundwaterflow systemsandvelocitydistribution，whichreflectsthediversityofthe methodsofintuitively solvinggroundwaterflow systems．Comparedwith thetraditionalsimulation soft— ware(generaleommercia1softwareVisualM ODFLOW )。MATIAB PDE toolboxissimpleinoperationand easytograspandhasvariousdrawingways．Byacomparativesimulationstudy，thispaperdrawsthefol lowingconclusions：M ATLAB PDE toolboxisconvenientlymanipulatedandthemapsarebeautiful，which hasthebenefitforstudentstounderstandofthebasicconcept，butithaslim itationsinsolvingtheproblem ofinhomogeneousmedia；forVisualM ODFLOW ，theoperation isrelatively complex，themapsarenot suchbeautifu