机场油库地下水可视化

项目图示
图层管道

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算例工程下载地址

1 算例简介 2 操作步骤 2.1 新建项目 2.2 场地地图可视化 2.3 水流模型边界条件可视化 2.4 水流模型结果可视化 2.5 污染源的流线绘制 2.6 抽水井流线绘制 2.7 溶质运移模型结果可视化 3 小结

算例简介

本算例中研究区位于Waterloo市外距离飞机场很近的地方。区内地层分为三层：浅层含水层、中间的粘土淤泥半透水层、深层含水层。该区域周围有飞机燃料补充区（油库），两口城市抽水井（抽水井），以及一个不连续的半透水层区。以上特征如图所示：

在过去的十年中，飞机油库由于自然渗透作用使得上层含水层产生了羽毛状的污染区。区域地下水流方向从北到南。抽水井在研究区域南部，抽取深层含水层的地下水供城市生活使用。由于半透水层中天窗的存在，需要评价抽水井被燃料区污染的风险。

研究区域的MODFLOW和MT3DMS数值模型已创建运行完毕，本算例中，对研究区域的场地地图、水流模型边界条件、流场分布、污染烟羽等进行可视化展示。并且基于水流模型结果，对污染源（油库）和抽水井分别进行粒子追踪，更加直观的查看抽水井受污染的风险。

操作步骤

新建项目

打开EnviFusion软件，若软件界面仍有其他项目，点击菜单栏按钮关闭当前项目文件。
如需调整视图背景颜色，在属性面板中点击显示/隐藏高级属性按钮，显示高级属性，在背景属性中选择适宜的视图背景颜色。本算例中选择了预设渐变->玄铁背景颜色。

场地地图可视化

首先，导入MODFLOW水流模型模拟结果，为模型添加场地地图展示。

导入MODFLOW水流模型模拟结果。点击开始->导入数据，或点击打开数据文件按钮，打开算例文件夹\airport.mf2005文件夹中的efModFlow2005.nam文件，点击应用生成efModFlow2005.nam图层。其中hed文件为水头文件，lmt文件为MODFLOW生成的链接文件，其中记载了边界信息、参数信息、以及逐网格的水力梯度信息。
在该图层属性面板顶部右侧，点击显示/隐藏高级属性按钮，打开高级属性显示。在渲染子面板的坐标变换属性下，将Z方向缩放设为50，点击应用完成设置。在视图窗口可看到导入的MODFLOW模型网格，为方便后续查看，将网格垂向放大了50倍。
在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，点击计算->通用工具箱->网格->结构网格->提取子网格，生成结构网格->提取子网格1图层。在属性面板数据子面板中，将Z方向子坐标网格设为0至0；渲染子面板中，将渲染方式设为曲面，点击应用提取水流模型表面网格。
选中结构网格->提取子网格1图层，点击通用工具箱->曲面->曲面->蒙板，生成曲面->蒙板1图层。在属性窗口渲染子面板中，将色彩改为纯色，透明度设为0.5；在曲面蒙板选项中，导入算例文件夹\airport_input文件夹下的AIRPORT4.AIRPHOTO_Geo.BMP文件，并将其设置为材质，点击应用按钮完成设置。在视图窗口中可以看到带有三维高程起伏的场地地图。

水流模型边界条件可视化

导入MODFLOW水流模型文件，使用阈值裁切工具对MODFLOW水流模型结果进行裁切，展示定水头、河流和抽水井边界条件。

为方便后续操作，在对象浏览器中取消曲面->蒙板1图层的显示，打开efModFlow2005.nam图层的显示，并在efModFlow2005.nam图层属性面板渲染子面板中，将渲染方式设为网络，将透明度设为0.1。
在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，点击通用工具箱->网格->阈值裁切，生成阈值裁切1图层，将其重命名为阈值裁切1-定水头图层。在该图层属性面板数据子面板下，将标量数列设为网格ef定水头交换量，将最小值设为-0.001，最大值设为0.001，勾选反选选项；在渲染子面板中，将风格属性下的透明度设为0.3，点击应用完成设置。
非定水头网格的交换量为0，通过去除交换量为0的网格，将表示定水头的网格切出。视图窗口如下图所示：
点击创建->标注->文本标注，生成文本标注1图层，将其重命名为文本标注1-定水头图层。在该图层属性面板数据子面板中，在文本内容框中输入定水头；在渲染子面板中，将文本模式修改为标注文本，设置适宜的字体和字号，在标注位置属性中，勾选拖拽手柄选项，将标注文本拖拽到适宜的标注位置。注意拖拽时旋转视图查看标注是否放置在适宜位置，点击应用完成设置。
重复步骤3-4，生成阈值裁切2-河流图层和文本标注2-河流图层。在阈值裁切2-河流图层属性面板数据子面板中使用ef河流交换量作为标量数列，裁切范围为（-21.2，-0.01），不勾选反转选项；在渲染子面板中，将色彩设为纯色，点击下方的编辑按钮选择适宜的河流颜色，本算例将河流的RGB设为0、147和211，将透明度设为0.3。
在文本标注2-河流图层中，文本内容输入河流，水流模型的河流边界条件如下图所示：
重复步骤3-4，生成阈值裁切3-抽水井图层和文本标注3-抽水井图层。在阈值裁切3-抽水井图层中使用ef井交换量作为标量数列，裁切范围为（-550，-1），不勾选反转选项；将图层色彩设为纯色，点击下方的编辑按钮，将井的颜色选为绿色（RGB值为0、170、0）；将图层透明度设为1。
在文本标注3-抽水井图层中，文本内容输入抽水井，水流模型的抽水井边界条件如下图所示：

水流模型结果可视化

导入表示天窗位置的形文件，使用不同渲染方式和动画设置查看MODFLOW水流模型结果。

点击开始->导入数据，或点击打开数据文件按钮，打开打开文件对话框。
选择算例文件夹\airport_input\文件夹中的discontinuous1_arcs.shp文件，点击确认按钮导入文件，在对象浏览器中生成discontinuous1_arcs.shp图层，在该图层对应的属性对话框中点击应用，导入表示第二层天窗区域的形文件。
点击通用工具箱->散点->散点->曲面（三角化），生成散点->曲面1图层，在该图层点击应用完成设置。
选中散点->曲面1图层，点击通用工具箱->空间拓扑->升维拉伸，生成升维拉伸1图层，将其重命名为升维拉伸1-天窗图层。在该图层属性面板数据子面板中，将拉伸模式设为定长拉伸，缩放因子设为120；在渲染子面板中，将透明度设为0.5，在坐标变换属性中，将Z方向平移设为400，点击应用完成设置。将表示天窗的区域放在了第二含水层所在位置。
重复2.3步骤4，创建文本标注4-天窗图层，在该图层文本内容框中输入天窗，点击应用完成设置。视图窗口如下图所示。
在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，在该图层属性面板渲染子面板中，将渲染方式改为曲面，将色彩设为ef水头，点击下方的显示/隐藏颜色图例按钮，显示颜色图例，并点击右侧的编辑颜色图例属性按钮，在相应对话框中取消选项的选择；在风格属性中，将透明度设为1，点击应用完成设置。在视图窗口左击拖动鼠标旋转视图查看不同位置水位变化。
使用矢量流线方式查看模型流场结果。在efModFlow2005.nam图层属性面板渲染子面中，将渲染方式改为矢量流线，点击应用完成设置。
在项目浏览器中，将efModFlow2005.nam图层、阈值裁切1-定水头图层、阈值裁切3-抽水井图层，文本标注1-定水头图层、升维拉伸-1天窗图层，文本标注4-天窗图层设为可见，视图如下图所示：
矢量流线展示了MODFLOW模型径流量场的分布，可以看到水流整体从北向南流动，第一层部分流线通过天窗进入第三层，流动到抽水井位置，被井抽取。
在模型网格中设置散点，使用粒子追踪方式查看模型流场结果。在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，点击通用工具箱->网格->网格中心->散点，生成网格中心->散点1图层，点击应用在MODFLOW模型每个网格中心生成一个散点。
由于本算例中的MODFLOW模拟为稳定流模拟，没有时间步，为方便展示粒子追踪动，为流场授时。选中efModFlow2005.nam图层，点击通用工具箱->时间->授时，生成授时1图层，在该图层数据子面板的授时属性下，点击右侧的添加记录按钮，添加0和100的时间，点击应用可在该图层信息面板中看到时间信息由0-1变为0-100。
基于流场和网格中心散点进行粒子追踪。选中efModFlow2005.nam图层，点击数值模拟->自组织流场->向量->粒子追踪，生成向量->粒子追踪1图层。
在该图层数据子面板中，将向量选为ef径流量；在渲染子面板中，将渲染方式设为二维圆点，色彩设为ef水头，在二维圆点属性下将圆点半径设为8，点击应用生成粒子追踪的起始点。
在菜单栏右击打开动画面板，动画模式选择按帧数播放，帧数为240，开始和结束时间分别为0和100。点击播放按钮，播放动画，粒子运动方向即流场方向。

污染源的流线绘制

基于MODFLOW模型结果，在油库（污染源）位置绘制向前追踪的流线。

使用阈值裁切，提取油库所在的网格。在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，点击通用工具箱->网格->阈值裁切，生成阈值裁切1图层，将其重命名为阈值裁切4-油库。在该图层属性面板数据子面板下，将标量数列选为ef垂向入渗量，最小值设置为0，最大值设为5.33，勾选反选选项，点击应用得到表示油库的模型网格。
为方便查看，将efModFlow2005.nam图层的渲染方式改为网络，色彩改为纯色，将其透明度改为0.1，视图窗口如下图所示：
选中阈值裁切4-油库图层，点击通用工具箱->网格->网格中心->散点，生成网格中心->散点2图层。在该图层属性面板渲染子面板下，将色彩设置为纯色，点击下方的编辑按钮，将颜色设为橙色（RGB值为255、170和0），点宽设为5。点击应用在网格中心生成散点，用于下一步的流线绘制。
在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，点击数值模拟->自组织流场->向量->流线，在选择图层对话框中，为向量场选择efModFlow2005.nam图层，为粒子源选择网格中心->散点2图层，点击确定生成向量->流线1图层，将其重命名为污染源向前追踪-向量->流线1图层。
在该图层属性面板数据子面板中，向量选为ef径流量，追踪方向选择向前，最大追踪长度为20000；在渲染子面板中，将色彩设为纯色，点击应用完成设置，流线如视图窗口所示。流线为粒子在流场中的运动轨迹，可以看到污染源（油库）放置粒子后，随着流场从第一层通过天窗进入第三层，并被抽水井捕获。
为更好的展示污染源（油库）区域，导入表示油库位置的形文件。点击开始->导入数据，或点击打开数据文件按钮，打开打开文件对话框。
选择算例文件夹\airport_input\文件夹中的refuelling1_arcs.shp文件，点击确认按钮导入文件，对象浏览器中生成refuelling1_arcs.shp图层，在该图层对应的属性对话框中点击应用，导入表示油库区域的形文件。
点击通用工具箱->折线->折线->多边形，生成折线->多边形1图层，在该图层点击应用完成设置。
选中折线->多边形1图层，点击通用工具箱->空间拓扑->升维拉伸，生成升维拉伸2图层，将其重命名为升维拉伸2-油库图层。在该图层属性面板数据子面板中，将拉伸模式设为定长拉伸，缩放因子设为100；在渲染子面板中，将色彩设为纯色，点击下方的编辑按钮，将颜色设为橙色（RGB值为255、170和0）；在坐标变换属性中，将Z方向平移设为800，点击应用完成设置。
重复2.3步骤4，创建文本标注5-油库图层，在该图层文本内容框中输入油库，点击应用完成设置。视图窗口如下图所示。
在对象浏览器中选中污染源向前追踪-向量->流线1图层，点击通用工具箱->空间拓扑->等维裁切，生成等维裁切1图层。在该图层属性面板数据子面板下，将切块类型设为数据系列，数据系列选择ef积分时间，裁切值设置为180，勾选下方的反转选项；在渲染子面板中，将色彩设置为纯色，点击应用得到积分时间为0-180的追踪迹线。
在对象浏览器中选中等维裁切1图层，点击视图->动画打开动画面板。取消时钟1-Time动画轨的显示。在动画面板上方选择按帧数播放，帧数设为100。在动画列表中选择等维裁切1图层，选择裁切值属性，点击动画轨左侧添加按钮，添加动画时钟轨。
双击该动画轨，在编辑窗口编辑不同时间点对应数值（0，300），内插方式选择线性内插。输入完成之后点击确定完成设置。等维裁切1图层中的流线，随着积分时间的增加，流线逐渐增长。
从动画中可以看出，在油库位置放置粒子，基于MODFLOW流场进行向前（向汇）追踪，最终会污染第三层的抽水井。
点击播放按钮，播放动画，也可点击开始->录制视频按钮将设置的动画保存为avi格式文件。

抽水井流线绘制

基于MODFLOW模型结果，在抽水井位置绘制向前追踪的流线。

在抽水井位置创建散点，用于模拟之后的流线。点击创建->几何体->长方随机散点，创建方形随机散点1图层。在该图层属性面板数据子面板中，中心设置为（1416.67，550，4.14），散点数量、X长度、Y宽度和Z高度分别设置为100、80、80和8.196。
在渲染面板中，将色彩设置为纯色，点击下方的编辑按钮，将散点设置为红色；将风格属性下的点宽属性设置为5，点击应用完成设置。
为方便查看，仅保留西边抽水井。在阈值裁切3-抽水井图层中，将裁切值下限改为-440，点击应用完成设置。西边抽水井和方形随机散点如下图所示：
在对象浏览器中选中efModFlow2005.nam图层，点击数值模拟->自组织流场->向量->流线，在选择图层对话框中，为向量场选择efModFlow2005.nam图层，为粒子源选择方形随机散点1图层，点击确定生成向量->流线2图层，将其重命名为抽水井向后追踪-向量->流线2图层。
在该图层属性面板数据子面板中，向量选为ef径流量，追踪方向选择向后；在渲染子面板中，将色彩设为纯色，点击应用完成设置，粒子迹线如视图窗口所示。
可以看到抽水井的迹线不仅来自于第三层，还有通过天窗来源于第一层的粒子迹线。
在对象浏览器中选中抽水井向后追踪-向量->流线2图层，点击通用工具箱->空间拓扑->等维裁切，生成等维裁切2图层。在该图层属性面板数据子面板下，将切块类型设为数据系列，数据系列选择ef积分时间，裁切值设置为-20；在渲染子面板中，将色彩设置为纯色，点击应用得到积分时间为0至-20的追踪迹线。
在对象浏览器中选中等维裁切2图层，点击视图->动画打开动画面板。取消时钟1-Time动画轨的显示。在动画面板上方选择按帧数播放，帧数设为100。在动画列表中选择等维裁切2图层，选择裁切值属性，点击动画轨左侧添加按钮，添加动画时钟轨。
双击该动画轨，在编辑窗口编辑不同时间点对应数值（0，-50），内插方式选择线性内插。输入完成之后点击确定完成设置。点击播放按钮，播放动画，等维裁切2图层中的流线，随着积分时间的增加逐渐增长。

溶质运移模型结果可视化

导入MT3DMS溶质运移模型结果，查看污染源对抽水井污染风险。

点击开始->导入数据，或点击打开数据文件按钮，打开打开文件对话框。
选择算例文件夹\ airport.mt3dms文件夹中的MT3D.CNF文件。在对象浏览器中生成MT3D.CNF图层，在该图层对应的属性对话框中点击应用，导入MT3DMS文件。
在对象浏览器中选中MT3D.CNF图层，点击数值模拟->数据补齐->时间补齐（定序），生成时间补齐（定序）1图层。在该图层属性面板数据子面板中，将时间步长设为20；在渲染子面板中，将色彩设为ef浓度_MT3D001，点击下方的选择预设调色板按钮，选择适宜的调色板，本算例中选择的是RainbowRich，点击应用为溶质运移模型结果进行时间加密。
在动画面板中重新勾选时钟1-Time动画轨的显示，并取消其他动画轨显示。将动画播放方式改为按帧数播放，将结束时间设为最大值7.3e+3。点击播放按钮，播放动画，查看污染烟羽变化。
在对象浏览器中选中时间补齐（定序）1图层，点击工具->空间拓扑->等维裁切，生成等维裁切3图层。在该图层属性面板数据子面板下，切块类型选择数据系列，数据系列选择ef浓度_MT3D001，裁切值设置为0.001，勾选反转选项；渲染子面板下的色彩选项选择ef浓度_MT3D001，点击显示/隐藏颜色图例按钮，图层透明度设为0.7，点击应用完成设置，将污染烟羽外区域切除。
在对象浏览器中选中时间补齐（定序）1图层，点击通用工具箱->标注->时间->标注，生成时间->标注1图层。在该图层属性面板数据子面板下，将小数位设为0，前缀设为模拟时间：，后缀设为天，点击应用完成设置。
点击界面上方播放按钮，查看污染烟羽变化。污染在第一含水层中从北向南运动，经过天窗进入第三层，随着抽水井的抽水，向抽水井移动，最终与抽水井相接。
可使用污染物等值面展示污染物动态变化。选中时间补齐（定序）1图层，点击通用工具箱->地理地质->降维等值，生成降维等值1图层。在该图层属性面板数据子面板下，将数据系列设为ef浓度_MT3D001，等值面设为0.001，点击应用生成浓度为0.001的等值面。
点击界面上方播放按钮，查看污染等值面变化。可根据项目需要选择相应的等值面。