modflow飛機(jī)場(chǎng)作業(yè)

1、模擬場(chǎng)所位于Waterloo 市外距離飛機(jī)場(chǎng)很近的地方。模型區(qū)域內(nèi)有淺層的砂和砂礫含水層，深層砂和砂礫含水層，中間粘土和淤泥半透水層將上下兩個(gè)含水層分割。該區(qū)域周圍有飛機(jī)燃料補(bǔ)充區(qū)，城市供水水源地，以及一個(gè)不連續(xù)的半透水層區(qū)。城市供水水源地有兩口供水井。東邊水井的流量保持在550m3/d，西邊水井的流量是每天400m3。在過去的十年中，飛機(jī)燃料定時(shí)地排入到燃料區(qū)，自然滲透作用使得上層含水層產(chǎn)生了羽狀污染區(qū)。該指南將會(huì)說明建立該地區(qū)地下水水流和污染物運(yùn)移模型的必要步驟。該模型將會(huì)指出燃料污染對(duì)城市供水水源地潛在的影響。當(dāng)從平面角度上討論該模型時(shí)，模型區(qū)域頂部設(shè)定為北部，模型底部為南部，左邊和右邊

2、分別為西部和南部。地下水流在由淺層潛水含水層，中間弱透水層以及深層承壓含水層組成的三層含水系統(tǒng)中從北流向南（從頂部到底部）。淺層和深層含水層的滲透系數(shù)為2e-4m/sec，弱透水層的滲透系數(shù)為1e-4m/sec。2、天然狀態(tài)下水均衡分析天然狀態(tài)水均衡分析表： 第一層第二層第三層合計(jì)數(shù)量比例數(shù)量比例數(shù)量比例數(shù)量補(bǔ)給項(xiàng)降雨00邊界流入0.02180越流170小計(jì)111排泄項(xiàng)河流00邊界0開采0000越流4130小計(jì)111將該模擬區(qū)含水層系統(tǒng)分為三層，由頂層潛水含水層、中間一個(gè)弱透水層以及底部的承壓含水層組成。由于北部水頭高，因此地下水的流動(dòng)趨勢(shì)為由北向南。分析模擬區(qū)的各排泄項(xiàng)，潛水層的排

3、泄主要通過河流以及越流，弱透水層的排泄基本全部是通過越流排泄，而對(duì)于承壓含水層來說，絕大部分是通過邊界流出。3、現(xiàn)狀年下水均衡分析現(xiàn)狀開采條件下的地下水均衡表： 第一層第二層第三層合計(jì)數(shù)量比例數(shù)量比例數(shù)量比例數(shù)量補(bǔ)給項(xiàng)降雨00邊界流入0越流0.056210小計(jì)1611排泄項(xiàng)河流00邊界0.06060開采00越流10小計(jì)11164我們可以從現(xiàn)狀年表中可以發(fā)現(xiàn)，他與天然狀態(tài)下的分層均衡表作對(duì)比，首先來看潛水含水層，邊界流入較天然狀況下有少量增加。中部弱透水層的情況與天然狀況下相類似，但是越流量從增加到，這樣的情況說明在開采情況下可以改變地下水的運(yùn)動(dòng)速度。對(duì)于承壓層，邊界的補(bǔ)給大大地增加，

4、從增加到，越流也有所增加，但是幅度沒有邊界補(bǔ)給大。4、設(shè)計(jì)新增開采方案方案一 ：三口井的抽水量：?jiǎn)挝唬簃3/D開采井開采量Screen level bottom（m）screen level top(m)supply well330047supply well430047supply well530047三口井坐標(biāo)：井坐標(biāo)XYsupply well3326323supply well4564321supply well5838274Screen level bottom 4 m , screen level 7 m方案一中可以看到質(zhì)點(diǎn)示蹤和溶質(zhì)運(yùn)移都會(huì)進(jìn)入supply well 3, 說明su

5、pply well3影響到地下流場(chǎng)的分布和水頭的變化，從來影響溶質(zhì)容易的方向，二十年穩(wěn)定流后污染羽將進(jìn)入新開采井。所以否定方案一。方案二：井坐標(biāo)XYScreen level bottomscreen level topsupply well337712947supply well4101311947supply well5149011947三口井開采量： 單位：m3/D開采井模擬一模擬二supply well3300400supply well4300400supply well5300400方案二中從宏觀上考慮水頭是北高南低，而河流又是補(bǔ)給地下水的，將三口井打在河流的南部，可能對(duì)地下水流場(chǎng)的

6、改變對(duì)污染羽的影響較小。我們從方案二的質(zhì)點(diǎn)示蹤圖和溶質(zhì)運(yùn)移圖中可以看到新設(shè)計(jì)的三口井沒有受到影響。所以我們可以選擇方案二進(jìn)行抽水。方案二中當(dāng)抽水量從300立方增加到400立方時(shí)，也沒有受到污染羽的影響。所以我們采用方案二。方案二中三口井抽水400m3/D條件下的水均衡分析： 第一層第二層第三層合計(jì)數(shù)量比例數(shù)量比例數(shù)量比例數(shù)量補(bǔ)給項(xiàng)降雨00邊界流入0越流0.028228+0.028434120小計(jì)111排泄項(xiàng)河流00邊界000.021811E-05開采00.0001602150越流370.60 +0.02822810.028434E-050小計(jì)111結(jié)果分析：，到現(xiàn)狀年下，再到方案二中

7、的2890.594，我們可以發(fā)現(xiàn)補(bǔ)給項(xiàng)隨著水井開采量的增加而增加。二、隨著開采量的增加，對(duì)河流的排泄從減少到761.72。三、各個(gè)層之間的越流量也越來越大。四、排泄項(xiàng)中邊界量從減少到0.021811，我們可以看出井的開采對(duì)地下水流場(chǎng)的影響。5、模擬運(yùn)行結(jié)果圖天然狀態(tài)下等水頭線圖：現(xiàn)狀年下第1層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：現(xiàn)狀年下第2層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：現(xiàn)狀年下第3層等水頭線圖：現(xiàn)狀年下第3層速度矢量圖：現(xiàn)狀年下第5層等水頭線圖：現(xiàn)狀年下第5層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：現(xiàn)狀年下第5層速度矢量圖：現(xiàn)狀年10年溶質(zhì)運(yùn)移圖：現(xiàn)狀年20年運(yùn)移圖23列示圖：現(xiàn)狀年第六層20年溶質(zhì)運(yùn)移圖：現(xiàn)狀年第四層20年溶質(zhì)運(yùn)移圖：現(xiàn)狀年第一層20年溶質(zhì)運(yùn)

8、移圖：增加三口水井方案一、方案一第二層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：方案一第5層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：方案一第6層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：方案一第二層20溶質(zhì)運(yùn)移圖：方案一第5層20溶質(zhì)運(yùn)移圖：方案二第4層等水頭線圖：方案二第6層等水頭線圖：方案二第三層等水頭線圖：方案二第六層質(zhì)點(diǎn)示蹤圖：方案二第四層溶質(zhì)運(yùn)移圖：方案二第六層溶質(zhì)運(yùn)移圖：方案二增加到300開采量第五層溶質(zhì)運(yùn)移圖：6、Modflow軟件的特點(diǎn)Visual Modflow(簡(jiǎn)稱VM)可視化三維地下水流動(dòng)模型軟件，是目前最流行并被各國(guó)機(jī)構(gòu)認(rèn)可的三維地下水水流和溶質(zhì)數(shù)值模擬評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)可視化專業(yè)軟件系統(tǒng)，在地下水模擬領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。1 VisualModflow 在我國(guó)地下

9、水研究中應(yīng)用潛力巨大, 特別是流線示蹤模擬和任意均衡域的水均衡計(jì)算等功能, 對(duì)于科學(xué)制定水資源的可開采調(diào)蓄量和礦井防治水決策方案具有極其重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。這個(gè)軟件包由Modflow (水流評(píng)價(jià))、Modpath (平面和剖面流線示蹤分析) 和MT3D (溶質(zhì)運(yùn)移評(píng)價(jià)) 三大部分組成，并且具有強(qiáng)大的圖形可視界面功能。設(shè)計(jì)新穎的菜單結(jié)構(gòu)允許用戶非常容易地在計(jì)算機(jī)上直接圈定模型區(qū)域和剖分計(jì)算單元，并可方便地為各剖分單元和邊界條件直接在機(jī)上賦值，做到真正的人機(jī)對(duì)話。如果剖分不太理想需要修改時(shí)，用戶可選擇有關(guān)菜單直接加密或刪除局部網(wǎng)格以達(dá)到滿意為止。同時(shí)，用戶可選用不同的菜單分別單獨(dú)或共同運(yùn)

10、行Modflow、Modpath 和M T 3D 三大部分。各部分均設(shè)計(jì)了模型識(shí)別和校正的菜單。本軟件包可方便地以平面和剖面兩種方式彩色立體顯示計(jì)算模型的剖分網(wǎng)格、輸入?yún)?shù)和輸入結(jié)果。2Visual Modflow的模塊化結(jié)構(gòu)便于用戶根據(jù)實(shí)際需要添加程序和完善功能。界面分為輸入、運(yùn)行和輸出模塊。所有模塊都支持使用底圖，這些底圖可以是JPG、BMP或GIF等格式。輸入模塊的功能是完成初始條件和邊界條件的輸入。運(yùn)行模塊的功能是提供多種算法模擬計(jì)算。輸出模塊的功能是輸出直觀圖形結(jié)果，并可方便地計(jì)算出三維流線分布和任意時(shí)間水質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)位置。這個(gè)軟件系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是將數(shù)值模擬評(píng)價(jià)過程中的各個(gè)步驟天衣無縫似地連接起來，從開