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水文地质学课程;与地下水有关的地质灾害与地质环境问题 ;地面沉降、塌陷;地 裂 缝;第5页/共147页;海 水 入 侵;地下采矿或进行各种地下工程（隧洞，地下厂房）时，地下水的涌入常使施工困难，成本增高，甚至造成毁灭性事故。 ; 地下工程渗漏水是严重的病害，是工程隐患，危害极大。目前我国隧道与地下工程渗漏较普遍，据统计约有三分之一的隧道存在渗漏。京津沪已建成的地铁工程也存在不同程度的渗漏。隧道与地下工程的渗漏问题不仅影响使用，而且治理渗漏的费用也很大。有的在建设之中就发生渗漏，造成的后果比较严重。如建设期间的隧道突水问题。;宜万铁路野三关隧道突水;Po Shan Road;深基坑排水;二、水文地质学的发展;二次世界大战战后 ，世界各地都出现地下水水位深降、地下水资源枯竭、地面沉降、海水与咸水入侵淡含水层、地下水污染等问题 ，正确地评价、开发、管理与保护地下水资源以及保护与地下水有关的生态环境，成为当务之急。离散介质电网络模拟一度成为主要的计算手段 1956年，开始将数值方法用于水文地质计算，60年代计算机出现后，复杂条件下水文地质问题的数学求解方法大量涌现 ，出现了大量的商业模拟软件 本世纪60 年代，同位素技术开始用于解决某些水文地质问题。随后，数学地质方法与遥感技术也开始引入水文地质学。近年来，能够有效处理大量空间信息的计算机软件系统 （Geographical Information System）受到水文地质学家的注意而开始应用;　MODFLOW (Modular three dimensional finite difference groundwater flow model) 是由美国地质调查局(U. S. Geological Survey) 的McDonald和Harbaugh 于80年代开发出来的一套专门用于孔隙介质中三维有限差分地下水流数值模拟的软件。自从它问世以来, MODFLOW 已经在全美甚至在全世界范围内, 在科研、生产、环境保护、城乡发展规划、水资源利用等许多行业和部门得到了广泛的应用, 成为最为普及的地下水运动数值模拟的计算软件。;MODFLOW 的一个显著特点就是它采用了模块化结构(Modular Structure) , 包括一个主程序(Main Program ) 和若干个相对独立的子程序包(Package)。每个子程序中有数个模块(Modu le) , 每个模块用以完成数值模拟??一部分。例如“河流子程序包”用来模拟河流对含水层的影响; “井流子程序包”用来模拟抽水井和注水井对含水层的影响;用来模拟抽水引起地面沉降的子程序包;用来模拟水平流动障碍的子程序包;溶质运移子程序包等。用户可以根据实际工作需要选用其中某些相关的子程序包对地下水进行数值模拟;第16页/共147页;第17页/共147页;第18页/共147页;　　 地下水模拟系统GMS (Groundwater Modeling System) 是美国Brigham Young University的环境模型研究实验室和美国军队排水工程试验工作站在综合MODFLOW、FEMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、SEEP2D、NUFT、UTCHEM等已有地下水模型的基础上开发的一个综合性的、用于地下水模拟的图形界面软件。由于GMS软件具有良好的使用界面,强大的前处理、后处理功能及优良的三维可视效果,目前已成为国 际上最受欢迎的地下水模拟软件。;第20页/共147页;IGW-INTERACTIVE GROUND WATER IGW是密西根州立大学Li Shuguang教授的研究团队把有限控制体积法运用于地下水渗流计算，开发出IGW数值模拟软件。该软件核心程序编制良好，且具有互动、实时、可视化分析和监测等综合功能。该模拟系统可进行各向异性介质中地下水水流流场及非均匀流场污染物运移的模拟计算 。该软件还在不断的完善和发展当中，其最突出的优点就是界面十分友好，人机对话容易。该软件还把GIS数据库嵌入程序当中，可以通过调用GIS数据直接建模。;GIS-BASED GROUNDWATER MODELING ;INTEGRATED 3D GROUNDWATER VISUALIZATION ;;第一章 基本概念 ;第26页/共147页;水文循环分为小循环与大循环。海洋与大陆之间的水分交换为大循环。海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。 无论地表水或地下水， 都是自然界水文循环中的一个环节， 均以大气降水为其补给来源 ;水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解与合成，转换速度缓慢，过去常被人们所忽视。随着对各种成岩、成矿地质作用认识的深化，水参与各种地质作用过程的意义不断被人们所认识。研究水的地质循环