Skip to main content

地下水水源地稳定流模拟

info

本页面中的短视频为简短操作介绍，获取完整EnviFusion教学课程，请访问 在线课程。

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 创建MODFLOW模型 2.3 定义网格高程 2.4 定义活动区域 2.5 定义渗透系数 2.6 定义补给边界 2.7 定义定水头边界 2.8 定义河流边界 2.9 解释运行MODFLOW 3 小结

算例简介

操作步骤

新建项目​

  1. 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。

创建MODFLOW模型​

首先，导入场地地图，并创建用于运行MODFLOW2005模拟的网格。

  1. 点击计算->创建数据体->MODFLOW ->创建MODFLOW2005模型，创建流场模拟（MODFLOW2005）图层。

  2. 将模型网格划分设置为(70，88，1)，即XYZ方向的网格数分别为70、88和1。模型X边界分别设置为(0，30793)，Y边界分别设置为(0，43584)，Z边界分别设置为(-3380，3380)。勾选水平渗透系数选项，设置为8，垂向模式选择为：垂向渗透系数为绝对值。点击应用完成设置。

    用户应自行确认模型单位的一致性，单位会在后续操作中进行设置。本算例长度单位为ft，时间单位为天。此时系统将产生初始MODFLOW模拟图层。

定义网格高程​

接下来对网格进行细化，并使用高程文件定义网格高程。

  1. 点击菜单栏中的导入数据按钮，打开算例文件夹中的dense.csv文件，生成dense.csv图层，在该图层属性面板中点击应用完成设置。导入用于细化网格的点位置文件，在视图2中以表格形式可以进行查看。

  2. 选择dense.csv图层，点击通用工具箱->散点->表格->散点，或者在管道面板中，右击dense.csv图层，选择快速操作，输入要执行的命令关键词：表格，选择对应的命令表格->散点，生成表格->散点1图层，在该图层属性面板中点击应用完成设置。原始状态下csv文件中的高程信息保存在表格属性中，此步操作将csv文件中的网格转换为散点，便于下一步的高程赋值。在属性面板中对XYZ坐标进行一一匹配，单击应用。在视图1窗口中可以看到如下细化点位置。

  3. 选择创建ModFlow2005模型1图层，点击数值模拟->MODFLOW2005->网格聚焦，或者在管道面板中，右击创建ModFlow2005模型1图层，选择快速操作，输入要执行的命令关键词：网格聚焦，选择对应的命令网格聚焦，生成网格聚焦1图层，将其重命名为010网格细化-网格聚焦1。在选择图层窗口中，模型工程图层选择创建ModFlow2005模型1图层，焦点图层选择表格->散点1图层，单击确定。在该图层属性面板数据子面板中，将标加密系数设置为0.396，影响范围设置为4，单击应用，以曲面网络形式渲染，可以在视图1中看到细化后的网格。

  4. 接下来，点击菜单栏中的导入数据按钮，分别导入top.csv和bot.csv文件，用于定义模型顶部和底部高程。导入后的文件图层，均需要进行表格→散点的操作处理，将其属性转化为散点属性，并在属性面板中对XYZ坐标进行一一匹配，生成表格->散点2和表格->散点3图层。

  5. 选择010网格细化-网格聚焦1图层，点击数值模拟-> MODFLOW2005->MF2005网格高程，选择标量扭曲1图层为属性图层，点击确认生成MF2005网格高程1图层，将其重命名为020顶部高程MF2005网格高程1。在选择图层窗口中，模型工程图层选择010网格细化-网格聚焦1图层，高程图层选择表格->散点2图层，单击确定。在该图层属性面板数据子面板中，进行如下设置，将散点高程赋值给模型顶板。单击应用。

  6. 重复上一步骤，选中020图层，使用表格->散点2图层，定义底部高程，生成MF2005网格高程1图层，将其重命名为030底部高程MF2005网格高程1。在该图层属性面板数据子面板中，进行如下设置，将散点高程赋值给模型顶板。单击应用。

    为更好的查看模型网格，在030底部高程MF2005网格高程1图层属性面板渲染子面板中，将坐标变换属性下的，Z方向缩放设为50，点击应用完成设置，视图窗口如下图所示：

定义活动区域​

导入多边形文件，设置模型的活动区域。

  1. 点击菜单栏中的导入数据按钮，打开算例文件夹中的Sources & Sinks_ploy.shp文件，生成Sources & Sinks_ploy.shp图层，在图层面板中只保留此图层的显示，点击俯拾视角：Z轴向外工具，并单击视图1中的3D 按钮，切换为2D 查看。

  2. 选中Sources & Sinks_ploy.shp图层，通过快速操作命令，进行网格属性→散点属性操作，生成网格属性→散点属性2图层。在该图层属性面板中，勾选转换所有字段选项，单击应用。

  3. 在图层面板中选择网格属性→散点属性2图层，点击通用工具箱->属性->计算器，生成计算器1图层，将该图层重命名为IBound-计算器1图层。在该图层属性面板数据子面板中，结果数列名称设为IBound，数值为0，点击应用完成设置。

  4. 选择030 底部高程图层，点击数值模拟-> MODFLOW2005-> MF2005多边形赋值，选择IBound-计算器1图层为属性图层，点击确认生成多边形赋值1图层，将其改名为040IBound-MF2005多边形赋值1图层。在040图层属性面板数据子面板中将属性类别设为有效网格，层号为1，iBound选择为IBound数列，勾选反转，这样外部区域设置为无效单元格。点击应用完成设置。

    使用交互添加网格工具，可以随机查看内外部分的网格Ibound值，如下图所示，内部（红色）区域为1，即为活动单元格，外部（绿色）区域为0，即为不动火单元格。

定义渗透系数​

使用包含不同位置不同渗透系数的型文件定义模型渗透系数。

  1. 点击文件菜单栏中的打开选项，或点击界面上方的按钮，打开算例文件夹中的Hydraulic Conductivity_ploy.shp文件，生成Hydraulic Conductivity_ploy.shp图层点击应用完成设置。导入包含包含不同位置不同渗透系数的型文件，在视图2中以表格形式查看网格数据内容如下：

  2. 选择Hydraulic Conductivity_ploy.shp图层，进行网格属性->散点属性快速操作，生成网格属性->散点属性1图层。在该图层属性面板中，勾选下方的转换所有字段选项点击应用完成设置。

  3. 选择040IBound-MF2005多边形赋值1图层，进行MF2005多边形赋值操作，选择网格属性->散点属性1图层为属性图层，点击确认，生成MF2005多边形赋值1图层，重命名为050HK-MF2005多边形赋值1图层。在该图层属性面板中，将属性类别设为水平渗透系数，层号设为1，水平渗透系数选择散点HORIZONTAL点击应用完成设置。同时在渲染面板中以曲面形式展示不同区域的水平渗透系数。

定义补给边界​

使用包含不同位置不同补给的型文件定义模型补给。

  1. 点击文件菜单栏中的打开选项，或点击界面上方的按钮，打开算例文件夹中的Recharge_ploy.shp文件，生成Recharge_ploy.shp图层点击应用完成设置。导入包含包含不同位置不同补给的型文件，在视图2中以表格形式查看网格数据内容如下：

  2. 选择Recharge_ploy.shp图层，进行网格属性->散点属性快速操作，生成网格属性->散点属性3图层。在该图层属性面板中，勾选下方的转换所有字段选项点击应用完成设置。

  3. 选择050HK图层，进行MF2005多边形赋值操作，选择网格属性->散点属性1图层为属性图层，点击确认，生成MF2005多边形赋值1图层，重命名为050HK-MF2005多边形赋值1图层。在该图层属性面板中，将属性类别设为垂向入渗边界，层号设为1，垂向入渗率选择散点RECHARGERA，点击应用完成设置。同时在渲染面板中以曲面形式展示不同区域的补给率。

定义定水头边界​

导入型文件并为模型赋值定水头。

  1. 点击文件菜单栏中的打开选项，或点击界面上方的按钮，打开算例文件夹中的定水头.shp文件，生成定水头.shp图层点击应用完成设置。导入位置信息（模型区北部）的定水头文件，在视图1中显示如下：

  2. 选择定水头.shp图层，进行计算器快速操作，生成计算器2图层，重命名为定水头值-计算器2。在其属性面板中，结果数列为ef定水头，数值设置为1000。单击应用。

  3. 选中060图层，进行MF2005线赋值快速操作，模型工程图层选择060图层，属性图层定水头值-计算器2，生成MF2005线赋值1图层，将其命名为070定水头MF2005线赋值1图层。在该图层属性面板中，属性类别选择定水头边界，层号为1，固定水头选择散点ef定水头，单击应用。将初始水头以曲线显示，即可在视图1中看到定义好的定水头。

定义河流边界​

使用预处理完成的河流图层，为模型赋值河流边界。（关于河流图层的预处理方法可参考chemwest算例中河流边界定义部分的操作）

  1. 点击文件菜单栏中的打开选项，或点击界面上方的按钮，打开算例文件夹中的河流.efd文件，生成河流.efd图层点击应用完成设置。河流可在视图1中显示如下：

  2. 选择070定水头-MF2005线赋值1图层，点击数值模拟-> MODFLOW2005-> MF2005线赋值，选择河流.efd图层为属性图层，点击确认，生成MF2005线赋值1图层，将其重命名为080河流- MF2005线赋值1图层。

    在该图层属性面板数据子面板中将属性类别选为河流边界，层号为1，河流水头、传导系数和河底高程分别选择ef河流水位、ef河流传导系数和ef河底高程数列，点击应用，完成设置。以曲面形式可查看河流的三个参数分布。

解释运行MODFLOW​

解释运行创建好的水流模型。

  1. 选中080河流-图层，点击数值模拟-> MODFLOW2005->解释运行，生成解释运行MODFLOW1图层。在属性面板中，点击按钮选择模型文件生成的位置，将模型名保存为model。选择解算器为GMG，时间单位为天，长度单位为米，保存应力期为1，点击应用，系统将自动编译并运行MODFLOW模型，运行完成后会弹出调试窗口，显示MODFLOW水流模型引擎正常结束。

  2. 点击菜单栏中的导入数据按钮，，选择上一步中用户指定名称的MODFLOW文件夹中的efModFlow2005.nam文件。图层面板中生成efModFlow2005.nam图层，其中hed文件为水头文件，lmt6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。

    点击应用导入MODFLOW模型结果。

  3. 由于非活动区域水位值为0，需要对该区域进行裁切。选中efModFlow2005.nam图层，进行阈值裁切快速操作，生成阈值裁切1图层。在该图层属性面板，标量数列选择ef水头，最小值设为0，最大值设为1580，点击应用，完成设置。

    在渲染子面板选择渲染模式为矢量流线，系统将自动使用ModFlow计算所得的逐网格径流量绘制动态流线。流线的长度、持续时间等参数可以在渲染子面板的矢量流线处进行设定。水流模型的流线如下图所示：

小结

完成本指南中的算例后，可以学到以下内容：

  • 如何创建并运行地下水MODFLOW水流模型；
  • 如何使用网格聚焦功能细化网格；
  • 如何定义模型活动和非活动单元格
  • 如何使用csv文件为MODFLOW模型赋值；
  • 如何使用shp文件为MODFLOW模型赋值；
  • 如何导入efd图层文件，并为MODFLOW模型赋值；