全流程GMS地下水数值模拟及溶质（包含反应性溶质）运移模拟技术教程

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前言

 GMS三维地质结构建模

GMS地下水流数值模拟

GMS溶质运移数值模拟与反应性溶质运移模

详情

1.GMS的建模数据的收集、数据预处理以及格式等；

2.GMS的建模流程，包括三维地质结构建模、直接建模及概念模型建模，熟悉软件的基本操作；

3.GMS基本模块TIN、Solids、MODFLOW2000/2005、MT3DMS、RT3D、MODPATH、PEST、SEAM3D在模拟地下水流动、地下水溶质运移、质点运移、化学反应等模块的应用过程；

4.GMS模型输出数据的处理，相关图件的编制和模拟结果的三维可视化展示；

5.能够利用数值模型进行均衡计算和地下水资源量评价；

6.能够构建地下水流模型并用于矿井涌水量、供水水源地等典型水流案例剖析；

7.能够构建地下水溶质运移和反应性溶质运移模型，用于地下水水质预测；

8.最新地下水环境影响评价导则（HJ 610-2016），地下水环评报告的撰写提纲和撰写要点。

9.全流程掌握数值模拟方法，并能够对模拟中出现的问题进行快速诊断处理。

第一地下水数值模拟理论模块

1.1 地下水渗流运动方程

1.2 地下水数值模拟建模思路

1.3 地下水数值模拟所需数据

1.4 地下水数值模拟求解过程

第二地下水数值模拟数据收集、准备及预处理

2.1 数据收集与下载

2.2 数据处理准备及导入

2.3 CAD和GIS图件交互与导入

2.4 地下水流场的准备以及导入

2.5 含水层概化与顶底板数据准备、导入

2.6 水文地质参数的计算与导入

2.7 各种源汇项数据的计算与导入

第三GMS各模块实践

3.1 Map 模块

3.1 TIN插值-等值线操作

3.2 钻孔-剖面-三维地质结构模型操作

3.3 2D和3D Grid模块及插值讲解及操作

3.4 UGrid模块

3.5 网格剖分

3.6 Package各项目

3.7 MODFLOW模块

3.8 MODPATH模块

3.9 MT3DMS 模块

3.10 RT3D模块

3.11 SEAM3D模块

3.12 PHT3D模块

3.13 PEST自动调参及灵敏度分析

3.14 数值模型手动调参方法

第四三维地质模型构建及与MODFLOW耦合

主要利用TIN、Boreholes、Solids模块构建数字化三维地质结构模型，数据准备、模块使用以及数字化三维地质结构模型构建。并将Solids和MODFLOW模块进行关联耦合，构建三维地质结构模型转入MODFLOW按照介质赋参进行水流模拟。

图1 数字化三维地质结构模型构建

图2 通过三维地质结构模型构建地下水流动模型

第五地下水流动数值模拟及报告编制

主要利用Map、2D、3D Grid、UGrid、MODFLOW、PEST模块练习构建地下水数值模型，网格剖分、模拟流场、各种源汇项、边界条件以及模型的自动调参和手动调参、模拟结果分析等内容。利用供水水文地质和矿床水文地质2个典型案例，包括水源地供水水资源评价和矿床排水矿井涌水量计算，进行地下水流数值模型构建和地下水资源评价。

一、供水水源地模型：

通过某供水水源地水流模型构建，建立用于预测水源地合理开采量模型的全过程，包括前期资料准备、抽水试验求参、水源地开采预测方案设定等；并通过模型预测提取未来不同方案下水均衡状态，从而探讨水源地合理的开采量。

7.1 模型边界及剖分

7.2 模型源汇项及赋值

7.3 模型初始流场及参数

7.4 模型识别验证及调参

7.5模型运行结果及分析

7.6 PEST自动调参和参数灵敏度分析

二、矿井涌水量评价模型

矿区水流模型构建过程，包括水文地质概念模型构建、矿区典型开拓工程概化、模型求解、识别验证；特别是后期不同水平（或中段）矿井涌水量预测的方案设定。矿区水文地质模型构建、开拓工程概化等，特别是预测方案设定和后期报告编制等。

主要MODFLOW、MODPATH模块在地下水流动模型基础上进行质点追踪模型构建。使用MODPATH模块等内容。 

第六地下水溶质运移模型

主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、MT3DMS模块在地下水流动数值模型基础上，构建地下水溶质运移模型，并掌握模拟结果分析等内容。此模型仅考虑对流、弥散作用，不考虑吸附、降解等作用。

第七反应性溶质运移

主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、RT3D模块在地下水流动数值模型基础上，学会构建地下水溶质运移模型，并掌握模拟结果分析等内容。此模型考虑对流、弥散作用等同时，也考虑吸附、降解等作用。

主要利用Map、2D、3D Grid、MODFLOW、RT3D模块在地下水流动数值模型基础上，学会构建地下水溶质运移模型，并掌握模拟结果分析等内容。此模型考虑对流、弥散作用等同时，也考虑化学反应等作用。