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[软件教程]FLAC 中的边界条件设置_PPT [复制链接]

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离线csu_lijun

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只看该作者 72楼 发表于: 2009-01-07
好东西,谢谢共享
离线swjtuwzd

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只看该作者 73楼 发表于: 2009-02-04
谢谢啦,呵呵
理论联系实践,多多交流,一起进步。
离线hengshan168

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只看该作者 74楼 发表于: 2009-02-05
    
离线hengshan168

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只看该作者 75楼 发表于: 2009-02-05
谢谢楼主,好好学习下了
离线bangbang130

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只看该作者 76楼 发表于: 2009-02-05
对于岩土数值分析边界是很重要要的,希望能学到东西,谢谢
离线hengshan168

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只看该作者 77楼 发表于: 2009-02-05
  
离线hengshan168

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只看该作者 78楼 发表于: 2009-02-05
谢谢楼主
希望多得些工程实例
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yuanap 土币 +50 2009-02-05
春水东流 土币 +10 f&e:hao 2009-02-05
离线gengdj123

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只看该作者 79楼 发表于: 2009-02-11
3.9.5一般水头边界
在数学上,一般水头边界程序的功能与河流、排水沟和蒸发程序包的功能相类似,其中从外源中流入或从单元中流出的水量与单元水头和外源的水头之间的差异成比例。正如其名字那样,该边界条件是适用于一般情况。有关一般水头边界程序包的完整详细的假设、限制和运行在USGS MODFLOW手册第11章有所描述。
一般水头边界可用于表述许多不同情况,在这些地方流入或流出模型的水量取决于模型中的单元水头。该边界可用于:
l    代表模型中的那些受模拟区外的具有已知水位标高的大型地表水体影响的水头,
l    提供了一种地下水流动的局部模型与区域模型之间的联系。
一般水头边界程序包要求为包含该边界的每一单元输入如下信息:
l    一般水头:该水头为一般水头边界的地表水体的水面标高。该水头可能是基于物理实体,比如一个大湖,也可能只是通过模型校正而得到的。
l    传导系数:传导性系数是一个数字参数,它代表一般水头边界和地下水体之间流动的阻力。
与河流、排水沟和蒸发程序包相比,一般水头边界程序包给线性方程提供了一个任何方向都没有上限的水头值。因此,当模型单元水头和参考水头之间的水头差增加时,流入或流出单元的水量也可以无限制地继续增加。相应地,应小心地避免在模拟过程中出现不切实际的系统流入流出量。传导系数值可以是基于物理实体(代表了模拟区和大湖之间的含水层的传导性),或通过模型校正来得到。
一般水头边界的输入与河流边界的输入相类似。Assign Line的一般水头边界参数输入窗口如下所示。
要输入一个一般水头边界的时间表:
1)    在指定一般水头边界对话框中单击Import按钮。
2)    输入的文件中数据必须用空格隔开,格式如下:
    对于Assign Single、Assign Poly和Assign Windows:
      Start   Stop   GH  Cond
    对于Assign Line:
      Start  Stop  SPGH  EPGH  SPCond  EPCond
    其中:Start为开始时间
          Stop为结束时间
          SP为起始点
          EP为结束点
          GH为一般水头
          Cond为传导系数值
          SPGH为开始点的一般水头
          EPGH为结束点的一般水头
          SPCond为开始时传导系数值
          EPCond为结束时传导系数值
3.9.6排水沟
MODFLOW的排水沟程序包用来模拟诸如农田排水沟之类物体的效应,它从含水层中排水的速率同含水层水头与某些固定的水头或标高之间的差值成比例。排水沟程序包假定如果含水层的水头降至排水沟的固定水头以下,排水沟就不起作用。
MODFLOW排水沟边界条件的数值实现与河流、一般水头边界相似。有关排水沟程序包的完整详细的假设、限制和运行见USGS MODFLOW手册第9章。
排水沟程序包要求对包含该边界的每一单元输入如下信息:
l    排水标高:指排水标高,或者说是排水沟中自由水面的排水水头。假设排水沟仅部分有水时才有用,因此排水沟中的水头大约为排水沟的中值标高。
l    传导系数:排水沟的传导系数是一个综合系数,它表示排水沟和地下水系统之间所有的水头损失。这种水头损失是由排水沟附近的聚流状态、排水沟周围的外部材料、沟底材料、排水沟墙的存在以及排水沟口被化学沉淀物,植物根系等阻塞的程度所引起的。
没有一个普遍的用于计算排水沟传导系数的公式。在大多数情况下,地下水模拟工作者无法得到计算排水沟传导系数所需的详细资料。这些资料包括排水沟的详细的水头分布、排水沟附近的含水层水力传导系数、填充材料的分布、排水管道的大小和数量、阻塞物的数量以及阻塞物的水力传导系数。通常用水流的测量值和水头差来计算水管传导系数。一般情况下在模型校正时要修正排水沟传导系数。
实际上,如果选择了合适的系数,河流程序包可代替排水沟程序包。排水沟边界的输入和河流边界相类似。Assign Line的排水沟边界参数输入窗口如下所示。
要输入一个排水沟边界时间表:
1)    在指定排水沟边界对话框中单击输入按钮。
2)    输入的文件中数据必须用空格隔开,格式如下。
对于Assign Single、Assign Poly和Assign Windows:
  Start   Stop   Drain  Cond
对于Assign Line:
  Start  Stop  SPDrain  EPDrain  SPCond  EPCond
  其中:Start为开始时间
        Stop为结束时间
        SP为起始点
        EP为结束点
        Drain为排水沟标高
        Cond为传导系数值
        SPDrain为开始点的排水沟标高
        EPDrain为结束点的排水沟标高
        SPCond为开始时传导系数值
        EPCond为结束时传导系数值
3.9.7档墙(水平流障)
Visual MODFLOW中的水平流障(HFB)程序包,或档墙边界程序包是用来模拟阻碍地下水水平流动的垂向伸展的薄层低渗透性物体。该程序包不需要在大量的模拟单元中减小格距就可以模拟这类物体,因此提高了模拟效率。从概念上来说,这些物体大致相当于一系列的位于有限差分网格的相邻单元的边界上的水平流动屏障。
HFB程序包的主要假定是屏障的宽度与网格单元的水平方向的长度相比可以忽略。程序中没有明确考虑屏障宽度,但它在MODFLOW中用一种水力特性来表示,这种水力特怔定义为流障的水力传导系数除于屏障宽度。
HFB程序的解析方法和数值方法的实现见USUG的Open-File Report 92-477:“Documentation of a Computer Program to Simulate Horizontal-Flow Barriers Using the US Geological Survey’s Modular Three-Dimensional Finite-Difference Groundwater Flow Model, by Paul A. Hsieh and John R. Freckleton”和MODFLOW程序包参考手册。
要定义一个档墙或水平流障边界:
1)    在输入窗口的顶部菜单栏中选择Boundary。从下拉菜单中选择Wall;再从边部菜单栏中选择Assign Single或Assign Line。
2)    把光标移到你想要定义水平流障边界的网格单元上。
3)    单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Line,单击鼠标右键结束。
4)    出现一个弹出窗口提示你输入数据,包括档墙厚度和档墙的水力传导系数。一个标有‘Face’的输入框让你填入是在单元哪个面(上、下、左、右)上使用HFB。在该窗口中单击鼠标来改变有HFB的面。
5)    输入号码“Code #”,用来为档墙边界单元分组。具有相同编号的单元组可以一起复制到模型的另外层位中去。
注意:每个单元只能有一个边为档墙边界。因此,当要设置一条对角线为档墙边界时,每个单元只能设置一条边为档墙边界。然后你必须编辑单元线,给档墙指定相邻单元的垂直边来构成你的档墙边界。
3.9.8补给边界
MODFLOW用补给程序包(RCH)来处理地下水补给。补给程序包用来模拟地下水来自大气的补给。大多数情况下,大气补给表现为降水向地下水系统的入渗结果。除了大气降水补给以外,补给程序包还可以用来模拟其它来源的补给,比如人工补给。
在Visual MODFLOW中补给仅输入到顶层即第一层中。因为天然补给是由地表进入地下水系统的,因此没有必要在同一垂直列的多个深度同时发生补给。然而,在一次模拟中,各层之间的地下水水位垂向位置可能会有所不同。你可以在Run菜单中指定补给只发生在第一层还是包含地下水水位的层(即最高的有效层)。
在USUG MODFLOW手册的第七章中有详细的补给程序包的描述。
当用户第一次从主菜单中选择Recharge时,系统将会让你输入补给的缺省值。在Visual MODFLOW中,不同的补给参数通过如下弹出对话框窗口输入。在补给输入模块窗口中的边部菜单栏上选择Assign Single、Assign Line、Assign Poly、Assign Windows中的一项,即可进入该弹出窗口。
要定义补给边界条件:
1)    在输入环境的顶部菜单栏中选择Boundary。从下拉菜单中选择Recharge;再从边部菜单栏的Assign Single、Assign Line、Assign Poly和Assign Window中选择其中的一个选项。
2)    把光标移到你想要定义补给边界的网格单元上。
3)    单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Line,单击鼠标右键结束。如果你选择的是Assign Poly,单击鼠标右键结束对多边形的外部边界数值化。如果你选择的是Assign Window,选择窗口区的一个角,然后把光标移到对角并再次单击鼠标左键。
4)    给补给区设置一个“Property#”,把补给单元分组。如果要设置一种新属性,选择New,并输入属性的值。你可以在对话框中用上下箭头键滚动察看数据库中已有的属性。
5)    具有相同属性号的单元组可以用边部菜单栏中的Edit Property一起进行编辑。
对于稳定流模拟,使用的是第一时段的补给值。你也可以把已有的“Property#”通过Copy Schedule From:(从...中复制时间表)复制过去。然后用Multiply Values by:(即乘上一个常数)来得到一个新的随时间变化的属性。
对于Recharge中的Assign Line,假定沿线补给为常数。这对于线性边界比如掩埋的河床等,是很有用的。
3.9.9蒸发
MODFLOW用蒸发程序包(ET)来处理蒸发作用。蒸发与蒸腾程序包模拟植物蒸腾、直接蒸发和从地下水饱水区渗出到地表的水的去除效应。该方法以以下假设为基础:
l    当地下水位位于或高出地表(层1的顶板)时,蒸发损失达到用户设定的最大值。
l    当地下水位标高在地表以下的“消失深度(Extinction Depth)”,或低于第一层时,将不会出现蒸发作用。
l    在这两个界限之间,蒸发作用随水位标高变化呈线性变化。
在Visual MODFLOW中蒸发仅输入到顶层。输入参数可设置1000个不同的分区,如下面的ET属性数据库所示。
该程序包在MODFLOW手册的第10章中有所描述。
要定义蒸发边界条件:
1)    在输入窗口的顶部菜单栏中选择Boundary。从下拉菜单中选择Evapotranspiration。
2)    再从边部菜单栏的Assign Single、Assign Line、Assign Poly和Assign Window中选择其中的一个选项。
3)    把光标移到你想要定义蒸发边界的网格单元上。
4)    单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Line,单击鼠标右键结束。如果你选择的是Assign Poly,单击鼠标右键结束。如果你选择的是Assign Window,选择窗口区的一个角,然后把光标移到对角并再次单击鼠标左键。
5)    给蒸发区设置一个“Property#”,把蒸发单元分组,如果你要设置一个新的属性,选择New,并输入属性的值。你可以在对话框中用上下箭头键滚动察看数据库中已有的属性。
6)    具有相同属性号的单元组可用边部菜单栏中的Edit Property一起进行编辑。
对于稳定流模拟,使用的是第一时段的蒸发值。你也可以把已有的“Property#”通过复制(Copy Schedule From:),然后用乘以一个常数(Multiply Values by:)的方法而得到一种新的随时间变化的属性。
对于Evapotranspiration中的Assign Line,假定一条线的起始和结束点的蒸发值是相同的。这对于线性边界比如掩埋的河床等,是很有用的。
3.10质点(MODPATH)
MODPATH(Pollock,1989)由USUG研制开发的计算机程序,它利用MODFLOW的稳定流模拟的输出结果来计算三维质点追踪。MODPATH可用于计算三维流线和在指定时间的质点的位置。
MODPATH使用一个半解析质点追踪方案。该方法假定每个网格单元的各方向的速度分量在它们自己的坐标方向上呈线性变化。该假定使得我们可得到一个描述网格单元内的流线的解析表达式。已知单元内质点的任意初始位置,那么该单元内流线上的其它点的坐标及这两点之间的所需的时间间隔都可以计算出来。
MODPATH程序的理论和数值的实现见MODFLOW参考手册中所附的USGS Open-File Report89-381:“Documentation of Computer Programs to Compute and Display Pathlines Using Results from the US Geological Survey Modular Three-Dimensional Finite-Difference Groundwater Model, by David W. Pollock”。
要进入MODPATH输入窗口,在输入模块窗口的顶部菜单上单击Particles,在边部菜单栏中将出现如下附加菜单项。
Add Particle    加入单个质点。单个质点可加入到任何一层的向前或向后的对流流线模拟中。
Add Line    加入一条质点线。质点可沿着一条指定的向前或向后的对流流线模拟线加入。
Add Circle    加入一个质点环。质点可沿着一个向前或向后的流线模拟环的周长加入。这通常用于指定井周围的质点来进行俘获带的预测。
Delete    删除质点。
Tracking    改变指定质点的追踪方向。沿地下水流向(向前)追踪的质点为绿色。与地下水流向相反(向后)的追踪质点为红色。
Copy    把质点复制到其它层、行或列。
Release Time    指定向前追踪质点的释放时间(用于MODPATH的瞬变流模型)。
任何质点输入都可以以剖面或平面视图显示。
要加入单个质点:
1)    在边部菜单栏中选择Add Particle。出现一个单质点(Single Particle)对话框,让你输入追踪方向。选择好方向,但是你只有在加完所有单个质点后才能单击OK。
2)    把光标放到你想要加入质点的位置并单击鼠标。每一次单击鼠标就加入一个质点。完成加入单个质点后单击OK。
要加入一质点线:
1)    从边部菜单中选择Add Line。
2)    把光标移到你想要加入线的起点并单击,把线延伸到线结束的位置,再次单击鼠标。
3)    出现一个质点线(Line Particle)对话框,让你输入追踪方向和质点数。完成后单击OK。

加入一质点环:
1)    从边部菜单中选择Add Circle。
2)    把光标移到你想要加入质点的环中点,单击鼠标左键。移动光标把环延伸至划出了所需区(一般就是那些有井的单元)的边界,再次单击鼠标。
3)    出现一个质点环(Circle Particle)对话框,输入追踪方向和质点数。完成后单击OK。

要删除质点或质点组:
1)    从边部菜单栏中选择Delete。将出现一个删除质点(Delete Particle)对话框。在未选择完质点前切勿单击OK。
2)    把鼠标置于你想要删除的质点上并单击。如果在质点线或质点环上单击将会选择该线或环上所有质点。选择完了质点后,单击OK删除质点。

要改变质点的追踪方向:
1)    在边部菜单栏中单击Tracking。
2)    把光标置于你想改变追踪方向的质点上并单击鼠标。要向前改变方向,用鼠标左键;要向后改变方向,用鼠标右键。在质点线或环上单击鼠标将选择该线或环上所有的质点。

要从当前层复制质点到其它层:
1)    在边部菜单栏上单击Copy。将出现一个质点复制(Copy Particle)对话框。在未选择完想要复制的质点及要复制的目标层前切勿单击OK。
2)    把光标放置到你想要复制的质点上并单击鼠标。在质点线或质点环上单击将选择该线或环上所有质点。
3)    选择你想要复制的目标层(Select All将选择所有层)
4)    当你选择完了质点和目标层后,单击OK。
3.10.1质点释放时间
在瞬变流模拟中释放质点的时间可在如下对话框中设置,用Release Time按钮即可进入该对话框。该选项仅对向前追踪的质点有效。
第一选项即同时释放所有质点,将对所有质点设置相同的释放时间。
第二选项即在不同时间释放质点,将允许你给单个质点或质点组设置释放时间。下面设置的时间是相对于模拟的起始时间。
要在不同时间释放质点:
1)    单击Release Time,将出现质点释放选项(Particle Release Options)对话框。
2)    把光标置于你想改变释放时间的质点上并单击鼠标左键。在对话框中输入时间后选择Assign设置这些质点的释放时间。重复这一过程。单击质点线或质点环将选择该线或环上的所有质点。
3)    选择OK退出。
3.11标注
在Visual MODFLOW中包括了一些简单的标注功能,可以给你的模型结果输出增加文本、线、箭头和形状的标注。
当你在输入窗口选择Annotate选项时,如下附加菜单将出现在边部菜单栏中。
Add Arrow    给当前层、行或列加入一箭头。
Add Rectangle    给当前层、行或列加入一矩形。
Add Circle    给当前层、行或列加入一圆。
Add Text    给当前层、行或列加入一文本。
Add Line    给当前层、行或列加入一条线。
Edit Single    编辑与箭头、文本、线、圆或矩形有关的属性。
Move Single    移动箭头、文本、线、圆或矩形。
Erase Single    删除单个箭头、文本、线、圆或矩形。
Erase Box    删除一个窗口内的标注对象。
标注对象的属性包括位置、线宽、填充情况、颜色以及旋转角(如果有的话)。还有一个如下图所示的编辑文本设置窗口,可让你选择是显示所有的层、行或列还是仅显示当前层、行或列的标注。
3.12区域均衡
区域均衡使用稳定流或瞬变流的MODFLOW模拟的结果来计算子区的水均衡状况。区域均衡利用MODFLOW在逐单元流动选项下生成的均衡数据采用列表的方法来计算均衡情况。用户只需简单地指定要进行均衡计算的子区即可。这些子区域以‘zones’属性输入,类似于其它如水力传导系数之类的属性的输入。模拟完成后,区域均衡的结果可以在Output的Zbud窗口中察看。
区域均衡程序的理论和数值的实现见MODFLOW程序包参考手册中所附的USGS报告“A Computer Program for Calculating Subregional Water Budgets Using Results from the US Geological Survey Modular Three-Dimensional Finite-Difference Groundwater Flow Model, by Arlen W. Harbaugh”。
从顶部菜单栏中选择Zbud,将显示如下附加的边部菜单项:
Assign Single    给单个单元设置不同的水均衡区。
Assign Polygon    把所定义多边形中的单元设置为水均衡区。
Assign Window    把所定义窗口中的单元设置为水均衡区。
Copy Layer    把设置的区从一层复制到另一层。
Database    显示所有定义的水均衡区列表,并显示与区号相应的颜色。
要指定一个均衡区:
1)    从顶部菜单栏中选择Zbud。
2)    在边部菜单栏中选择Assign Single、Assign Polygon或Assign Window。
3)    把光标移到你想要指定为一个子区的网格单元上。
4)    单击鼠标左键。如果选择的是Assign Single,将出现区域设置(Assign Zone)对话框。你可以选择或按下鼠标左键在模型中“画”单元。鼠标右键取消对单元的选择。如果是Assign Polygon,单击鼠标右键闭合多边形。如果是Assign Window,就用鼠标左键来选择窗口各角点。
5)    在区域设置对话框中,输入区域号。1号区域缺省定义为整个模拟区并为白色。如果你要设置新区,选择New,然后选择所需单元。你可使用对话框中的上下箭头键来察看数据库中的区域。
3.13 MT3D简介
MT3D是一个用来模拟三维地下水流动系统中对流、弥散和化学反应的计算机模型。该模型设计用于连接诸如Visual MODFLOW 之类的中心格式的有限差分流动模型,这种连接基于以下的假设即浓度场的变化并不会影响流场。MT3D用一种混合的Euler-Largrangian法来求解对流-弥散方程,这种方法是将特怔值法(MOC)和改进的特怔值法结合起来使用。
用户在运行这个程序之前应该先熟悉溶质运移理论、有限差分方法、特怔值法以及MT3D的程序结构。有关溶质运移理论的基础性文献可见Freeze和Cherry(1979)、Dominico和Schwartz(1990)及Fetter(1993)的文章。我们积极鼓励用户阅读Visual MODFLOW 中包含的MT3D手册。有关特怔值法的其它资料可见Zheng(1993)。
用户在决定MODFLOW /MT3D对某个特定的问题是否适用时,应对MODFLOW /MT3D的长处和弱点了然于心。Henry(1995)对一些常用的地下水模拟程序进行了比较,认为MODFLOW /MT3D最适合用于水平流动系统的溶质运移问题,而用于那些具有较大的垂向梯度和沿有限差分网格对角线方向流动的地下水系统时就应当小心从事。Henry(1995)还指出MT3D不能处理系统的象穿层之类的各向异性问题。这些因素通常在流动分析时并不那么重要,但在涉及运移时就可能会变得重要起来,因为浓度羽迁移途径可能会受到这类因素的强烈影响。
3.13.1 MT3D各种版本之间的比较
现在Visual MODFLOW 支持MT3D的1.1版(USEPA,公共版),DoD_1.5版(国防部,公共版),1.86版(S.S. Papadopulos,有版权版本)和MT3D96(S.S. Papadopulos,有版权版本)。以下总结了从MT3D1.1版到MT3D DoD_1.5和MT3D96的主要修正和改进之处:
1.    MT3D采用体积加权方案代替了MOC法中根据质点浓度计算单元浓度的简单的算术平均法。这个改变可显著地减少不规则网格间距的MOC解的质量平衡差异。
2.    修改了MOC法中的操作分离方案以提高极度非均质含水层模拟的解的准确度。
3.    为更好地处理弥散交叉项,改进的弥散包在计算弥散量时采用了“弥散传导系数”。
4.    改进了对瞬变地下水贮存项和非均匀孔隙度分布问题的处理,减少了这些情况引起的质量平衡差异。
5.    改进了显式、上游有限差分的解的时间步进控制以确保稳定。
6.    支持MODFLOW BCF2包的二次湿润功能。
7.    支持MODFLOW河流流动(STR1)包。注意RIV1和STR1包不能在同一次模拟中使用。
8.    允许多应力期运移模拟与单应力期稳定流模型结合使用。MT3D只需读入一次由MODFLOW保存的、包括运移模拟所需的流动速率和汇/源项数据的流动—运移连接文件。
9.    在汇/源混合包(SSM)中加进了一个新的汇/源类型,它可用于定义那些在不同应力期内浓度不同的定浓度单元。
MT3D96与MT3D1.5版相比具有如下特怔:
1.    生成详细的质量均衡资料,包括含水层内任意时间的总质量,净质量流入量与质量贮存之间的差异。另外,逐单元的质量,包括溶解相和固相,可保存到一个可选的输出文件(.cbm)中,用于后处理。
2.    支持三维、逐单元地指定所有化学反应的系数。
下表总结了MODFLOW /MT3D的长处和弱点:
长处    弱点
l    得到企业界和政府的承认l    直接与应用最广泛的三维地下水流动模型MODFLOW 集成l    模块化,能够处理附加的运移过程l    标准FORTRAN程序,可编译用于DOS、Windows、UNIX、Macintosh等环境l    对三维模拟来说,对计算机内存的要求相对较少。    l    对存在很大的垂向梯度/流速的问题会出现数值法方面的问题l    在层厚度有变化的模型中,可能会引入局部的质量平衡误差l    用MOC法求解在水面上存在污染源边界条件时会引入数值法方面的问题
3.14 MT3D的输入
从输入模块的顶部菜单条上选择MT3D进入MT3D输入屏幕,输入屏幕的顶部菜单条包括以下菜单项:
File  Initial Conc.  Boundaries  Calibrate  Dispersion  Chem. Reaction  Flow  Help
File    保存文件、打印或回到主屏幕。
Initial Conc.    输入或修改初始浓度分布。
Boundaries    输入或修改TRANSPORT的浓度边界。
Calibrate    插入或修改TRANSPORT的检验资料。
Dispersion    插入或修改弥散资料。
Chem. Reaction    设置吸附或放射性衰变的参数。
Flow    转至FLOW输入屏幕。
Help    获得一般帮助。
在首次进入MT3D输入屏幕时,会提示你为整个模拟区输入一个初始浓度。然后就可以通过选择Initial Concertration来修改这个初始浓度。
3.15 初始浓度
MT3D要求所有单元都有一个初始(背景)浓度,但它可以是零。除此处可以输入初始浓度外,MT3D运行模块也允许用户从ASCII码或.GRD文件,或者是上一个Visual MODFLOW 的模拟轮次的结果中输入初始浓度。此时,输入模块中指定的值将无效。这就允许运移模拟可以从一个实测的或模拟的浓度羽开始。
选择了Initial Concentration之后,边上会出现如下的菜单:
Assign Single    对某个单元赋初始浓度。
Assign Polygon    对定义的多边形赋初始浓度。
Assign Window    对定义的窗口赋初始浓度。
Edit Single    编辑某个单元先前所赋予的初始浓度。
Edit Property    编辑先前给属性所赋予的初始浓度。
Copy layer    将赋予某一层的属性复制到另一层上。
Database    浏览及编辑所有赋予的属性。
Inactive Trans    指定对运移无效的单元和区域。
要赋初始浓度:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单上选择Initial Concertration。
2)    从边上菜单条上选择以下一项来赋给初始浓度:Assign Single 、Assign Polygon或 Assign Window。
3)    将光标移至你想要赋一个不为缺省(背景)浓度的值的网格单元上。
4)    单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个设置初始浓度(Assign Initial Concentration)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Polygon来选择单元,则要用鼠标的右键来结束。如果用的是Assign Window,则单击左键来选择窗口的另一个角。
5)    利用设置初始条件(Assign Initial Condition)对话框,你可以输入你要设置的属性的编号。如果你要设置一种新属性,就选择New,然后输入浓度值。你可以利用对话框的上下箭头在数据库中已有的属性之间滚动。

要编辑初始浓度:
1)    要将一个单元已设置好的浓度值改为另一个不同的已有值,则从边上菜单中选择Edit Single。它会允许你从先前设置的属性值中选择一个。
2)    要改变某个特定属性的值,则从边上的菜单中选择Edit Property或Database,会有一个对话框出现,并允许你修改任何一个先前设定的初始浓度属性的值。
3.15.1 定义运移边界几何形状
Visual MODFLOW 允许你在流动模拟区域的某个子区上进行污染物运移模拟。MT3D并不对那些已定义为对运移无效的单元进行污染物的运移模拟。因而如果溶质到达了一个对运移模拟无效的单元时,地下水可以通过该单元,但溶质将形成上游运移边界。因而,污染物边界应该设在预期浓度羽将到达的地区之外。
要定义对运移无效的单元:
1)    在MT3D输入模式下的顶部菜单上选择Initial Concentration;然后从边上的菜单元条中选择Inactive Trans,再从弹出菜单上选择Mark Poly. Inactive或Mark Single。你可用这些选项分别来定义一个内部单元都无效的多边形或单个的无效单元。
2)    将光标移至定义其为边界的区域的一个角上,然后移至多边形的另一角上并单击鼠标左键。要闭合多边形,只需单击一下鼠标的右键即可。重新定义的区域在屏幕上将以阴影表示。
3.15.2 复制无效单元
单击边上的Inactive Trans菜单项,出现的弹出菜单上的Copy Single和Copy Polygon允许你将无效单元复制到模型其它的层位上。
要复制无效单元:
1)    在MT3D输入模式下的顶部菜单上选择Initial Concentration;然后从边上的菜单元条中选择Inactive Trans,再从弹出菜单上选择Copy Single或Copy Polygon。然后按你的选择的方法,选择某个单元或沿要复制的单元画一个多边形。选中的单元会变成黑色。
2)    从单元复制窗口中,选择复制的目的层,并按下OK。
3.16 边界
MT3D的边界条件模块用于设置和修改运移边界条件。MT3D提供的边界条件类型有:
l    定浓度边界
l    补给浓度边界
l    蒸发浓度边界
l    点源浓度边界
3.16.1 定浓度边界
对于这种第一类浓度边界条件,整个边界上浓度都已确定,并在整个模拟期间保持不变。定浓度边界类似于一个向模拟区提供溶质的污染源。这类边界条件的实例有:一个长期以固定浓度释放溶解相污染物的泄漏点。
从顶部菜单上选择Constant Concentration后,边上的菜单中将会出现以下一些菜单项:
Assign Single    给单个单元设置定浓度。
Assign Line    给单元组成的线设置定浓度。
Assign Polygon    给单元组成的多边形设置定浓度。
Assign Window    给一长方形窗口设置定浓度。
Edit Property    编辑先前为属性设置的定浓度值。
Copy Layer    将某层设置的属性复制到另一层上。
Erase Single    清除以前给单个单元设置的定浓度。
Erase Poly    清除以前给某个区域设置的定浓度。
要设置定浓度值:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Boundaries,然后再从下拉菜单中选择Constant Concentration。
2)    从边上的菜单条中选择一项来设置定浓度:Assign Single,Assign Line,Assign Polygon或Assign Window。
3)    将光标移至你想要设置定浓度单元的网格上,单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个设置定浓度(Assign Constant Concentration)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Line来选择单元,单击鼠标左键来设置一条线段,单击右键结束这条线。如果用的是Assign Polygon,则要用鼠标的右键来结束。如果用的是Assign Window,则单击左键来选择窗口的另一个角。
4)    利用设置定浓度(Assign Constant Concentration)对话框,你可以输入你要设置的属性的编号。如果你要设置一种新属性,就选择New,然后输入浓度值。你可以利用对话框的上下箭头在数据库中已有的属性之间滚动。最后,按下OK。
3.16.2 补给浓度边界
在补给模块中,你可以定义由FLOW输入模块指定的补给相应的溶质浓度。
从顶部菜单上选择Recharge Conc.后,边上的菜单中将会出现以下一些菜单项:
Assign Single    给单个单元设置补给浓度。
Assign Line    给单元组成的线设置补给浓度。
Assign Polygon    给定义好的多边形设置补给浓度。
Edit Single    编辑先前为某个单元设置的补给浓度值。
Erase Single    清除以前给某个单元设置的补给浓度。
Erase Poly    清除以前给某个区域设置的补给浓度。
Copy Layer    将给某层设置的属性复制到另一层上。
Copy Single    将给某个单元设置补给浓度的复制到其它选中的层上。
Copy Distrib    复制FLOW输入模块中设置的瞬变或稳定的补给分布,并设置补给流量浓度。
下面是一个用于给FLOW输入模块中指定的补给设置浓度值的对话框。
要设置补给浓度值:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Boundaries,然后再从下拉菜单中选择Recharge Conc.。
2)    从边上的菜单条中选择一项来设置补给浓度:Assign Single,Assign Line或Assign Polygon。
3)    将光标移至你想要设置补给浓度单元的网格上,单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个设置补给浓度(Assign Recharge Concentration)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Line来选择单元,单击鼠标左键来设置一条线段,单击右键结束这条线段。如果用的是Assign Polygon,则要用鼠标的右键来结束。
4)    利用设置补给浓度对话框,输入与当前补给流量相应的号码。输入起始和终止时间,以及浓度。最后,按下OK关闭对话框。

要复制补给通量分布:
1)    对某种属性,从边上的菜单上选择Copy Distrib来复制(FLOW输入模块中设置的)瞬变或稳定的补给的空间分布。
2)    选择你要从中复制补给分布的属性号(用上下箭头选择或直接在I/O框中输入属性号),设置Code #来设置该补给浓度边界,然后选择Copy完成。
3)    输入与这个补给通量相应的浓度值,并按OK关闭对话框。
3.16.3蒸发浓度边界
在本模块中,你可以定义由FLOW输入模块指定的蒸发相应的溶质浓度。
从顶部菜单上选择Boundaries和Evapotr. Conc.后,边上的菜单中将会出现以下一些菜单项:
Assign Single    给单个单元设置蒸发浓度。
Assign Line    给单元组成的线设置蒸发浓度。
Assign Polygon    给定义好的多边形设置蒸发浓度。
Edit Single    编辑先前为某个单元设置的蒸发浓度值。
Erase Single    清除以前给某个单元设置的蒸发浓度。
Erase Polygon    清除以前给某个区域设置的蒸发浓度。
Copy Layer    将给某层设置的蒸发浓度属性复制到另一层上。
Copy Single    将给某个单元设置蒸发浓度的复制到其它选中的层上。
Copy Distrib    复制FLOW输入模块中设置的瞬变或稳定的蒸发分布,并设置蒸发流量浓度。
要设置蒸发浓度值:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Boundaries,然后再从下拉菜单中选择Evapotr. Conc.。
2)    从边上的菜单条中选择一项来设置蒸发浓度:Assign Single,Assign Line或Assign Polygon。
3)    将光标移至你想要设置蒸发浓度单元的网格上,单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个(Assign Evapotranspiration Flux)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Line来选择单元,单击鼠标左键来设置一条线段,单击右键结束这条线段。如果用的是Assign Polygon,则要用鼠标的右键来结束。
4)    利用设置蒸发浓度对话框,输入与当前蒸发浓度相应的号码。输入起始和终止时间,以及浓度。最后,按下OK关闭对话框。

要复制蒸发分布:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Boundaries,然后再从下拉菜单中选择Evapotr. Conc.。
2)    对某种属性,从边上的菜单上选择Copy Distrib来复制(FLOW输入模块中设置的)瞬变或稳定的蒸发的空间分布。
3)    选择你要从中复制蒸发分布的属性号(用上下箭头选择或直接在I/O框中输入属性号),设置Code #来设置该蒸发浓度边界,然后选择Copy完成。
4)    输入与这个蒸发通量相应的浓度值,并按OK关闭对话框。
3.16.4 点源浓度边界
点源边界浓度只能设置在已有的流动边界上,如河流、排水沟和井单元上。这是给单元内的内源或汇设置浓度的唯一的方法。
从顶部菜单上选择Boundaries和Point Source后,边上的菜单中将会出现以下一些菜单项:
Assign Single    给单个单元设置点源浓度。
Assign Window    给定义好的窗口设置点源浓度。
Assign Polygon    给定义好的多边形设置点源浓度。
Edit Single    编辑先前为某个单元设置的点源浓度值。
Erase Single    清除以前给某个单元设置的点源浓度。
Erase Polygon    清除以前给某个区域设置的点源浓度。
要设置点源浓度值:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Boundaries,然后再从下拉菜单中选择Point Source。
2)    从边上的菜单条中选择一项来设置点源浓度:Assign Single,Assign Window或Assign Polygon。
3)    将光标移至你想要设置点源浓度单元的网格上,单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个设置点源浓度(Assign Point Source)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Window来选择单元,单击鼠标左键来设置窗口。如果用的是Assign Polygon,则要用鼠标的右键来结束。
4)    利用设置点源浓度对话框,输入与当前点源浓度相应的号码。选择从流动边界条件中复制时间表或者设置一个新的时间表。输入起始和终止时间,以及浓度。最后,按下OK关闭对话框。
3.17 验证
我们可以加入一些记录某个特定位置(单元)的浓度——时间资料的观测井,并可以将实测浓度与计算浓度比较,帮助进行模型的校验。模型会保存系统设置的每个观测点的每个运移时间步的浓度值。
从顶部菜单上选择Calibrate后,边上的菜单中将会出现以下一些菜单项:
Add Obs.    加入一个浓度观测井。
Del Obs.    去掉一个浓度观测井。
Edit Obs.    编辑已有的浓度观测井。
Import Obs.    输入浓度观测井资料。
要加入一个浓度观测井:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Calibrate,从校验的边上菜单中选择Add Obs.。
2)    将鼠标移至你要加入观测井的单元上,按下左键。将出现观测井输入(Observation Well Input)屏幕。
3)    输入观测井名称,如有需要,输入井的坐标。
4)    要输入观测井的垂向位置,在输入屏幕上选择“Set Obs Point”,在井的正确的观测位置上按下鼠标。将会有一红线移至该处。另外,你还可以直接输入观测标高。
5)    在屏幕右边,给观测井输入实测浓度。可以输入任何实测浓度及相应的时间(见下面输入说明)。对稳定模拟,用第一次实测水头。
6)    选择OK完成观测井输入。

要从一个文件中输入观测浓度资料:
1)    以下列格式建立一个空格分隔(即以空格而不是逗号作为分隔符)的文本文件,每个时间和实测水头占一行。
时间                实测值
其中
    时间   = 观测时间
    实测值 = 实测浓度
2)    从“Edit Observation Point”对话框中选择Import,将会提示你选择包含实测水头资料的文件,文件扩展名必须是.TXT或者.ASC。

要从一个文件中输入观测浓度资料:
1)    以下列格式建立一个空格分隔(即以空格而不是逗号作为分隔符)的文本文件
Name    X    Y    Z    T    C
其中
    Name    = 观测井名称(<=20个字符,不能有空格)
    X        = 观测井的X坐标
    Y         = 观测井的Y坐标
    Z         = 观测点标高(即屏幕标高)
    T        = 观测时间
    C        = 观测水头
2)    每个实测浓度必须占一行。如果同一个井有多次观测资料,则观测井的名称和坐标都必须重复输入。
3.18 弥散
当你第一次从顶部菜单上选择Dispersion时,系统会提示你输入整个模拟区域内的“纵向弥散系数(Longitudinal Ratio)”,“水平向弥散系数(Horizontal Ratio)”和“垂向弥散系数(Vertical Ratio)”。这些初始(缺省)值在后面可以加以更改。指定的纵向弥散系数是土体类型的一种表征(与连通空隙的弯曲程度相关),它代表了污染物沿浓度羽的流动路径的扩散倾向。MT3D需要以纵向弥散系数的比例(分数)表示的水平横向(浓度羽宽度方向)和垂直横向(浓度羽高度方向)的弥散系数。分子扩散系数也应在此对话框中输入。MT3D的水动力弥散系数是弥散系数、流速(机械弥散)加分子扩散系数之和。
选择Dispersion后,边上的菜单中将会出现以下一些菜单项:
Assign Single    给单个单元设置纵向弥散系数参数。
Assign Polygon    给定义好的多边形设置纵向弥散系数参数。
Assign Window    给单元窗口设置纵向弥散系数参数。
Edit Single    编辑先前为某个单元设置的纵向弥散系数参数。
Edit Property    编辑先前为各属性设置的纵向弥散系数参数。
Database    察看与编辑所有设定的纵向弥散系数。
Dispersion Options    编辑各层水平横向和垂直横向弥散系数对纵向弥散系数的比例及扩散系数。
要设置弥散系数值:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Dispersion。
2)    从边上菜单条中选择Assign Single,Assign Window 或Assign     Polygon中的一项来设置弥散系数。
3)    将光标移至你想要设置弥散系数的网格区上,单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个设置弥散系数(Assign Dispersion)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Window来选择单元,按下鼠标左键来设置窗口。如果用的是Assign Polygon,则要用鼠标的右键来结束。
4)    利用设置弥散系数对话框,你可以输入你要设置的属性的编号。如果你要设置一种新属性,就选择New,然后输入弥散系数值。你可以利用对话框的上下箭头在数据库中已有的属性之间滚动。
5)    按下OK。

要修改弥散系数比率:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Dispersion,然后在边上的菜单上选择Dispersion Options。
2)    在Dispersion Package窗口中修改每层的水平横向:纵向,垂直横向:纵向的弥散系数比率。
3)    按OK关闭对话框。

要设置分子扩散系数:
1)    从(MT3D模块的)顶部菜单条上选择Dispersion,然后在边上的菜单上选择Dispersion Options。
2)    在Dispersion Package窗口中修改每层的分子扩散系数值(单位:L2/T)。
3)    按OK关闭对话框。
3.19 化学反应
这个菜单选项用于指明MT3D所用的化学反应的参数。MT3D模型中可以有污染物的吸附(阻滞)和溶质与吸附相的衰变(放射性衰变与生物降解)。MT3D还允许你为阻滞系数的计算选择吸附等温线的类型(线性、Freundlich或Langmuir)、指定用于确定等温线的常数、以及给出孔隙介质的容重。
有关各种等温线的类型、每种等温线变量之间的关系和衰变项的求解的详细资料,请参阅MT3D参考手册。
3.19.1 MT3D v.1.1,1.86或DoD_1.5
如果在主菜单的Setup选择了MT3D v.1.x作为运移计算的数值引擎,那么它所用的参数在每个层中都是不变的,每个模拟层只指定一个值。从边上的工具条上选择Default/Options后,将出现以下输入窗口:
在MT3D中,对溶解相和吸附相的一级衰变反应(放射性衰变与生物降解)的计算是分开进行的。
3.19.2 MT3D96
如果在主菜单的Setup下选择了MT3D96作为运移计算的数值引擎,那么化学反应就是基于单元而不是基于层进行设置的,这在模拟某些补救方法如反应墙时特别有用。从边上的工具条上选择Default/Options后,将出现以下输入窗口:
选定合适的反应包后,选择OK。边上工具条上的下列选项就会被激活:
Assign Single    给单个单元设置化学反应属性。
Assign Polygon    给一个不规则的单元区域设置化学反应属性。
Assign Window    给一个长方形的单元区域设置化学反应属性。
Edit Property    编辑为某区内所有单元设置的化学反应属性。
Copy Layer    从当前层向模型中其它层复制一个或所有的属性区。
Database    察看与编辑属性数据库。
Dispersion Options    指定发生的化学反应,如果有吸附反应,指明它的类型。
在数据库窗口可以让你察看及编辑属性。每层都设置了一个缺省的属性。这些属性并没有限定设在一层,它们可用于单个的单元中。
要设置化学反应属性:
1)    如果你还没有输入过属性,选择Edit Property来编辑设定为1号属性的缺省值(白色)。它会提示你为所选的化学反应输入合适的资料。
2)    从边上菜单条中选择一项来设置弥散系数:Assign Single,Assign Polygon或Assign Window。
3)    将光标移至你想要设置属性的网格单元上。
4)    单击鼠标左键。如果你选择的是Assign Single,就会出现一个设置化学反应属性(Assign Chemical Reactions Property)的对话框。你可以选择或者通过按住鼠标左键来“画”出单元;鼠标右键可以取消对单元的选择。如果你是用Assign Polygon来选择单元,则要用鼠标的右键来结束。如果用的是Assign Window,单击鼠标左键来设置窗口。
5)    利用设置化学反应属性对话框,你可以输入你要设置的属性的编号。如果你要设置一种新属性,就选择New,然后输入该属性的值。你可以利用对话框的上下箭头在数据库中已有的属性之间滚动。

要编辑属性的值:
1)    从边上的菜单条上选择Edit Property或Database。将出现一个对话框,让你修改任何先前设置的属性的值。
Visual MODFLOW允许用户从当前层向所有其它的模拟层位复制部分或全部属性分布。
要向其它的模拟层位复制属性分布:
1)    从边上的菜单条上选择Copy Layer。会有一个对话框出现。要复制所有的属性分布,选择“Copy All Properties”,如只复制一种属性,则选择“Copy Only Property #_”。将光标移至输入框中输入想要复制的属性号。
2)    接下来,选择属性复制的目的层。
3)    选择OK完成属性复制。
3.20 工具
单元检查器(Cell Inspector)可在输入、运行和输出模式下调用。当你将交标移到模拟区域的时候,你可以让它显示你想要的信息。
单元检查器具有将你想要的信息进行显示/隐藏的功能。有两种方法可以显示/隐藏要显示的值。如果你在Cell Values选项卡上按下鼠标右键。就会出现一个弹出菜单让用户选择或取消要显示的参数。
第二种方法是选择Options选项卡,按击能够显示的单元参数。如果在参数的题头上双击鼠标则其下的次级参数都将会被选中或取消。你还可以单击窗口底部的“All On”或“All Off”按钮来选中或者取消所有的参数。
选中/取消参数的方法在输入、运行和输出菜单中是一致的。然而,用于输入中的参数与输出和运行菜单中的参数会有一些细微的差别。
选定参数后,当你将光标移到模拟区域时,窗口中的值就会根据单元的值而更新。
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