地下水数值模拟

第一章 地下水运动的基本理论

第一节 地下水流运动基本方程

一、达西定律

二、基本微分方程

第二节 地下水化学组分运移基本方程

一、含水层中溶质运移的机制

二、污染物运移模型的控制方程

第三节 NAPL迁移基本方程

一、土水系统中石油污染物的化学过程

二、土壤非饱和带中油水的驱替迁移

三、UTCHEM模型方程

第四节 有限差分法简介

一、显式有限差分法

二、隐式有限差分法

三、交替方向隐式法(ADI)

四、迭代方法

第二章 GMS软件介绍

第一节 GMS结构体系

第二节 GMS功能特点

一、属性对象

二、工具

三、例题

第三节 GMS界面介绍

第三章 MODFLOW直接建模法

第一节 例题与几何模型建立

一、例题

二、软件初始化

三、网格的创建

第二节 变量的赋值

一、MODFLOW模型的创建

二、全局变量的赋值

三、单元边界条件直接赋值

四、LPF模块赋值

五、降雨入渗模块输入

六、排水模块输入

七、水井模块输入

第三节 检查、保存和运行模型

小结

第四章 MODFLOW概念模型法

第一节 例题与几何模型建立

一、例题

二、输入模型底图

三、定义模拟范围界限

第二节 源汇项创建及参数输入

一、源汇项

二、定义分区面源抽水和大气降水补给

三、定义水文地质参数

第三节 网格剖分及高程

一、网格的剖分

二、网格高程插值

第四节 模型导入与运行

一、导入模型

二、定义各层类型

三、模拟运行与结果观察

小结

第五章 模型校核

第一节 例题

第二节 输入观测井

小结

第六章 模型参数反演

第一节 方法简介

第二节 参数区划法

一、定义区划带参数

二、指针值输入

三、启动参数估计引擎

四、输入初始水头

五、编辑参数

六、观察反演结果

第三节 试点法

一、调入PEST计算引擎

二、创建散点

三、输入散点集HK参数

四、运行和观察结果

五、观察渗透系数反演结果

小结

第七章 非稳定流模拟的数据管理

第一节 问题描述

一、例题描述

二、GMS时间管理

第二节 模型参数的输入

一、大气降水入渗的输入

二、地下水开采数据

三、湖泊入渗的输入

四、输入给水率

第三节 MODFLOW时间步长初始化

一、改变模拟类型

二、设置时间步长

第四节 模型运行与结果查看

一、模型导入与运行

二、非稳定流计算结果观察

小结

第八章 MODPATH

第一节 例题及模型创建

一、例题

二、定义孔隙度

第二节 井的粒子示踪

一、定义起始位置

二、流线和截获区的显示

三、观察粒子示踪随时间的变化

第三节 垃圾填埋场的粒子示踪

一、定义粒子束

二、设定显示颜色

三、流线长度和时间计算

四、通过区域代码设定截获区

小结

第九章 MT3DMS直接建模法

第一节 例题描述及模型初建

一、例题描述

二、导入流场模型

第二节 创建溶质迁移模型

一、初始化MT3DMS

二、基础运移模块

三、对流和离散系数

四、源汇项组件

第三节 运行模型及查看结果

小结

第十章 MT3DMS概念模型方法

第一节 立体描述及模型初建

一、例题

二、模型基础参数的输入

第二节 模型参数的输入

一、定义含水层特征

二、入渗浓度的赋值

三、离散组件的输入

第三节 运行模型并观察结果

第四节 吸附和分解的模拟

一、模型参数的输入

二、保存和运行模型

三、观察计算结果

小结

第十一章 DNAPL迁移模拟

第一节 问题描述及模型初建

一、问题描述

二、创建栅格

第二节 各个阶段的模拟

一、污染过程模拟

二、溶解过程

三、冲洗前的隔离井间示踪测试阶段

四、水冲洗处理阶段

五、表面活性剂冲洗处理阶段

六、水冲洗示踪测试PITT（可选的）

小结

第十二章 GIS模块介绍

第一节 未安装ESRIArcObjects

一、读取shapefile文件

二、查看shapefile文件

三、查看属性表

四、将shapefile转换为2D离散点

五、将GIS数据转化为GMS建立概念模型的属性对象

第二节 已安装ESRIArcObjects

一、创建概念模型和图层

二、启动ArcObjects

三、读出数据

四、查看shapefile文件

五、图形文件转化为属性对象

小结

参考文献

地下水是环境、资源、地矿、城建等领域重要的研究对象，地下水数值模拟是研究地下水的有力工具。《地下水数值模拟：GMS应用基础与实例》内容分为两部分。第一部分介绍地下水运动的基本方程，包括水流运动方程、非水相流体(NAPL)运动方程和地下水中化学组分迁移方程，其中非水溶性液体运动方程与GMS采用方程一致。第二部分以实例为基础，介绍在GMS环境下进行地下水数值模拟全过程，包括水文地质模型概化、几何模型建立、边界条件设定、参数赋值和反演，以及计算模拟与结果分析。通过《地下水数值模拟：GMS应用基础与实例》的学习，读者可以较为深入熟练地掌握地下水数值模拟的技术方法。
　　《地下水数值模拟：GMS应用基础与实例》可供环境、地矿、城建、水利等部门从事地下水研究的技术人员阅读，也可供环境、地矿、城建、水利等专业的高年级本科生及研究生作为教学用书使用。