VisualModflow在我国水资源评价研究中的应用潜力分析

如题所述

作为当代国际上最盛行的地下水资源评价的三维可视化标准专业软件系统包,Visual Modflow也同样有必要、也应该在我国迅速得到普及推广应用,这是我们与世界科技界接轨的迫切需要,也是我们赶超国际先进水平、追踪世界科技前缘新动向的迫切需要。与我国目前自行开发研制的数值模拟软件相比,该软件包具有许多明显的优势,例如,软件的系统化和可视化。

该软件包使整个数值模拟过程系统化,从定义剖分建模开始,到模拟计算运行,直到最后以图形、文字输出最终结果,具有一套完整的软件模块彼此紧密联接。可视化技术是展示分析数值模拟过程和最终结果的强有力工具,Visual Modflow很好地体现了这项技术在地下水数值模拟评价过程中的应用效果。

Visual Modflow在地下水模拟评价管理工作中具有以下几项特别重要且十分有效的功能。其一是水质点的向前、向后示踪流线模拟研究,Modpath是专门用于此项研究的模块。根据地下水稳定流数值模拟结果,Modpath可方便地计算出三维流线分布和任意时间水质点的移动位置。水质点示踪可分为向前和向后两种方式。所谓向前示踪就是指将示踪水质点定义在地下水系统补给区,水质点由补给区示踪渗流至排泄区;而向后示踪则是将示踪水质点定义在地下水系统排泄区,水质点由排泄区示踪追溯返回到补给区。示踪流线图可在平面和剖面两种图上展示。Visual Modflow的这个流线示踪功能对于我国地下水模拟评价工作具有非常重要的现实指导意义,特别是向后示踪技术,它可以直接被运用示踪确定一个水源地的地下水补给来源和补给通道等,并可计算出从地下水补给区渗流至研究区所经历的时间。这种借助于Modpath所进行的水文地质条件定量研究是对我国水资源评价长期以来处于定性分析阶段的一次革命,它必将大大提高我国水资源评价的整体研究水平。

任意水均衡域的均衡研究是Visual Modflow在水资源评价工作中的另一个重要功能,Zone Budge是被用于计算任意水均衡域均衡结果的专门模块。用户根据自己的研究目的和需要,可在模拟区域任意选定水均衡计算的均衡区,通过执行Zone Budge模块,可方便地得到所选定均衡域和整个模型的所有水均衡信息。这个功能可有力地帮助水资源评价用户直接确定研究区的侧向补给方式和补给量大小以及补给源的水质情况。此外,它的另一个重要用途就是通过断裂构造所在均衡域的水均衡计算,从而达到预测断裂导通量和其水质之目的,这一点在矿区防治水工作中尤为重要。

直接允许用户接受地理信息系统(GIS)的输出数据文件和各种图形文件是Visual Modflow在水资源评价中的另一个特点,这个功能对于充分发挥具有强大空间信息处理与分析功能的GIS技术在数值模拟评价中的作用意义重大,也为开发研制地下水三维数值模拟与GIS耦合评价模型奠定了坚实的基础。

Visual Modflow的另一个重要功能是可以自动识别和判断疏排含水层的疏干饱水状态和具体的分布范围,可直接应用判断确定大流量抽排含水层所处的水力状态和埋藏条件。这一功能对矿区长时间、大流量疏排强充水含水层具有重要的理论意义和实用价值。

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