地下水数值模拟的研究与应用进展 孙从军
浅析地下水数值模拟的研究与应用
浅析地下水数值模拟的研究与应用李鹭【摘要】地下水对于人类社会的进步和发展具有重要意义,地下水数值模拟现已成为研究地下水各种问题的重要手段.文章分析了地下水数值模拟的发展历程,总结了地下水数值模拟的步骤以及常用的方法;简要介绍了当今常用的地下水数值模拟软件,并着重分析了Visual MODFLOW、GMS、FEFLOW这3款软件;介绍了常用的地下水数值模型,分析了地下水水流数值模拟及地下水污染物运移数值模拟的研究应用进展情况;最后对地下水数值模拟的发展中应注意的问题提出了相关建议.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P133-136)【关键词】地下水;数值模拟;研究应用【作者】李鹭【作者单位】东华理工大学水资源与环境工程学院,江西南昌330013【正文语种】中文引言水资源是人类生存和发展必不可少的资源，其对促进社会进步和经济发展具有重要意义。
地下水是水资源的重要组成部分，是中国城市生活和工农业用水的重要供水水源[1]。
当今世界所面临的人口、资源、环境三大问题都直接或间接地与地下水有关。
但是，局部地区因地下水的不合理开采，也导致产生了含水层疏干、降水漏斗扩大、地下水污染、海水入侵、地面沉降等环境地质问题。
随着电子计算机和数值方法的发展，数值模拟逐渐取代传统的模拟技术，成为研究地下水运动规律和定量评价地下水资源的主要手段，而且其发展趋势已远远超出作为一种计算手段的原有范畴，成为模拟一些水文地质过程发生、发展的重要手段[2]。
利用数值模拟软件对地下水流及地下水污染物等问题进行模拟，以其有效性、灵活性和相对廉价性逐渐成为地下水研究领域的一种不可缺少的重要方法[3]。
1 地下水数值模拟地下水的数值模拟是随着地下水资源的定量评价深入研究而发展起来的。
应用数值模型模拟地下水流特征和溶质运移情况逐渐成为此研究领域的一种重要方法，并受到业内人士重视并加以广泛应用[4]。
地下水数值模拟的发展大概经历了三个阶段[5]：即1935年至1950年以解析法为主的第一时期；1950年至1960年，以基于达西定律与电学欧姆定律间相似性所研发产生的电网络模拟为主的第二时期；1965年至今，以数值模拟为代表的第三时期。
地下水数值模拟研究进展和发展趋势
地下水数值模拟研究进展和发展趋势第一篇：地下水数值模拟研究进展和发展趋势地下水数值模拟研究进展与发展趋势摘要：地下水数值模拟的应用研究进展国外对地下水数值模拟的研究和应用较早，且理论、技术等各方面相对成熟，目前已经从“水量问题”的应用研究逐步过渡到“水质问题”的应用研究上，以解决各种更复杂的地下水问题。
国内相关研究起步较晚、同国外存在一定的差距，主要应用研究在地下水位预测、地下水资源开发利用、地下水循环机制研究、地下水资源预报评价等水量、水位问题方面，但在加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地污染物的迁移问题方面的应用研究逐渐增多，并已取得了一定的成果。
关键词：数值模拟、进展、发展趋势随着计算机技术的快速发展，科学有效的数值计算方法在处理地下水污染、分析地下水资源评估等问题中的应用越来越广泛;利用数值模拟软件对地下水流等问题进行模拟，以其有效性、灵活性和相对廉价性逐渐成为地下水研究领域的一种不可缺少的重要方法［1］。
尤其针对加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地污染物的迁移问题，建立准确的数值模型进行预测是查明污染物污染潜水范围、程度及其分布特征最有效最直观的方法之一，同时还可以为污染区实施污染防治与修复等优化配置提供科学技术支持［2］。
地下水数值模拟的应用研究进展国外对地下水数值模拟的研究和应用较早，且理论、技术等各方面相对成熟，目前已经从“水量问题”的应用研究逐步过渡到“水质问题”的应用研究上，以解决各种更复杂的地下水问题。
国内相关研究起步较晚、同国外存在一定的差距，主要应用研究在地下水位预测、地下水资源开发利用、地下水循环机制研究、地下水资源预报评价等水量、水位问题方面，但在加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地污染物的迁移问题方面的应用研究逐渐增多，并已取得了一定的成果［4］。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上非常重要的水资源之一，广泛应用于工农业生产、城市供水以及生态环境保护等方面。
而地下水的数值模拟技术则是对地下水流动、污染传播等过程进行模拟和预测的重要工具，对地下水资源的合理利用和保护起着重要的作用。
随着计算机技术和数值方法的不断发展，地下水数值模拟技术也得到了迅速的发展，并在水资源管理、环境保护等领域得到了广泛的应用。
本文将就地下水数值模拟的研究进展和应用情况进行分析和探讨。
一、地下水数值模拟的研究现状地下水数值模拟是基于地下水流体力学原理和数值计算方法，利用计算机对地下水流动、污染传输等过程进行数值模拟和预测的技术。
地下水流体力学原理是研究地下水运动规律的重要理论基础，包括了地下水的流动方程、边界条件、初始条件等内容。
而数值计算方法则是将地下水流动的数学模型离散化和转化为计算机可处理的数值方法，包括有限元、有限体积、有限差分等数值方法。
通过地下水数值模拟技术可以对地下水的流动过程、水质变化等进行模拟和预测，为地下水资源的合理开发和管理提供了重要的决策支持。
目前，国内外学者对地下水数值模拟技术进行了深入的研究，不断提出了新的理论和方法，推动了该领域的不断发展。
在地下水数值模拟的理论研究方面，国内外学者通过建立地下水流动、污染传输等模型，不断完善了地下水数值模拟的理论体系。
通过考虑地下水与地表水、土壤等相互作用的深层流水系统理论、多孔介质的数学模型等研究，为地下水数值模拟提供了更加准确的数学模型和理论基础。
在数值计算方法方面，研究者们将有限元、有限体积方法与地下水流体力学理论相结合，提出了许多适用于地下水数值模拟的数值计算方法，如控制体积法、边界元法等，提高了地下水数值模拟的计算精度和效率。
地下水数值模拟的研究还涉及到了大量的实验研究和实际应用案例。
国内外学者们通过模拟实验和实际观测，对地下水的流动规律、水质变化等进行了深入的研究，为地下水数值模拟的精度和可靠性提供了重要的数据支持。
地下水人工回灌研究中数值模拟技术的应用进展
地下水人工回灌研究中数值模拟技术的应用进展地下水人工回灌是一种通过将处理后的废水或再生水注入地下水层中，以增加地下水量或改善地下水质量的技术。
在地下水人工回灌研究中，数值模拟技术的应用进展逐渐增加，成为研究中不可或缺的重要方法。
本文将介绍地下水人工回灌研究中数值模拟技术的应用进展及其优势。
首先，数值模拟技术能够模拟地下水流动和质量传输的过程，对地下水人工回灌的效果进行定量评估。
通过建立地下水模型，模拟不同注水量、注水时间和注水位置等参数对地下水流动和质量传输的影响，可以预测地下水回灌的效果，指导实际操作。
同时，数值模拟技术还能够模拟地下水层中各种有害物质的运移和转化过程，对地下水质量的改善起到重要的评估作用。
其次，数值模拟技术能够帮助优化地下水人工回灌方案。
在地下水人工回灌中，注水量、注水时间和注水位置的选择至关重要。
通过数值模拟技术，可以模拟不同方案下的地下水流动和质量传输，评估不同方案的效果，并找到最佳方案。
此外，数值模拟技术还能够分析地下水人工回灌对周围地下水层的影响，评估其潜在风险，从而优化回灌方案。
第三，数值模拟技术能够研究地下水人工回灌对地下水资源的保护和可持续利用的影响。
在地下水人工回灌过程中，注水量的选择直接影响到地下水资源的补给量和补给速度。
通过数值模拟技术，可以定量评估不同注水量下地下水资源的补给情况，为地下水资源的可持续利用提供科学依据。
在地下水人工回灌研究中，数值模拟技术的应用进展已经取得了一定的成果。
然而，目前还存在一些问题需要进一步研究和解决。
首先，地下水模型的建立需要大量的实地调查和数据采集工作，成本较高。
其次，地下水流动和质量传输的物理过程非常复杂，需要精确的模型和参数设置才能准确模拟。
最后，数值模拟结果的可靠性和精度需要进一步验证和评估。
综上所述，数值模拟技术在地下水人工回灌研究中具有重要的应用价值。
通过数值模拟，可以定量评估地下水人工回灌的效果，优化回灌方案，保护和可持续利用地下水资源。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上非常重要的自然资源之一，对人类生产生活有着重要的影响。
地下水模拟研究及应用进展能够有力地帮助人们了解地下水资源的分布特征、流动规律和变化趋势，为地下水资源的合理开发利用提供科学依据。
本文将对地下水数值模拟的研究与应用进展进行探讨，并分析其在地下水资源管理中的现状和前景。
一、地下水数值模拟的研究进展地下水数值模拟是利用数学模型对地下水系统的水文地质过程进行模拟和预测的一种技术手段。
它能够对地下水在地下水系统中的流动、传质和污染传播等过程进行定量分析和预测，为地下水资源的管理和保护提供科学依据。
近年来，地下水数值模拟的研究取得了一系列重要进展。
地下水数值模拟技术不断得到了改进和完善。
传统的地下水数值模拟方法主要包括有限元方法、有限差分方法和边界元方法等，随着计算机技术和数值计算方法的发展，地下水数值模拟技术不断得到改进和完善，模拟的精度和效率得到了显著提高。
地下水数值模拟的理论基础不断得到深化和拓展。
随着对地下水流动和传质规律的认识不断深入，地下水数值模拟的理论基础得到了深化和拓展，模型的精度和可靠性得到了显著提高。
地下水数值模拟的应用领域不断得到拓展和延伸。
地下水数值模拟技术不仅可以应用于地下水资源的开发利用，还可以应用于地下水资源的环境保护和地下水污染的防治等领域，其应用范围不断得到拓展和延伸。
二、地下水数值模拟的应用进展地下水数值模拟在地下水资源管理中的应用不断得到拓展和延伸。
地下水数值模拟在地下水资源的勘探和评价中得到了广泛应用。
通过对地下水系统进行数值模拟，可以对地下水资源的分布特征和储量进行准确评价，为地下水资源的合理开发利用提供科学依据。
地下水数值模拟在地下水资源的开发利用中得到了广泛应用。
通过对地下水系统进行数值模拟，可以对地下水开采方案进行优化设计，提高地下水的开采效率，减轻地下水的开采压力，保护地下水资源的可持续利用。
地下水数值模拟在地下水资源的环境保护和地下水污染的防治中得到了广泛应用。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是指地下岩石或土壤中的水资源。
研究地下水的数值模拟是目前地下水资源管理的重要手段之一，能够帮助我们更好地了解地下水的分布、流动和质量状况，预测地下水资源的变化趋势，以及优化地下水的开发和利用方案。
本文将就地下水数值模拟的研究与应用进展进行探讨。
地下水数值模拟是利用数学和计算机技术对地下水系统进行模拟和预测的过程。
随着计算机技术的不断进步，地下水数值模拟已经成为地下水研究的核心内容之一。
通过建立地下水流动和质量传输的数学模型，并利用计算机进行模拟计算，可以揭示地下水系统的运动规律和变化趋势。
地下水数值模拟的研究内容主要包括模型建立、参数获取、边界条件设定、数值计算方法选择和模拟结果分析等方面。
在模型建立中，研究人员需要根据地下水系统的特征和要解决的问题选择合适的数学模型，如基于Darcy定律的地下水流动方程、溶质运移方程等。
参数获取是模型建立的基础，通过现场观测或实验室试验获取地下水系统中的各种参数值，如渗透率、孔隙度、溶质运移参数等。
边界条件设定是指对数值模拟中的边界条件进行合理设定，如入渗条件、污染源位置和浓度等。
数值计算方法选择是指在模型计算中选择合适的数值计算方法，如有限差分法、有限元法等。
模拟结果分析是对模拟结果进行系统评估和分析，以验证模拟结果的可靠性和准确性。
地下水数值模拟在地下水资源管理中的应用十分广泛。
它可以帮助我们更好地了解地下水的分布和流动规律，为地下水资源的合理开发和利用提供科学依据。
地下水数值模拟可以预测地下水系统的变化趋势，为地下水资源管理者提供决策支持。
在水源地保护和水量调控方面，地下水数值模拟可以帮助我们预测干旱年份地下水资源的供应能力，以及不同抽水方案对地下水位和水质的影响。
地下水数值模拟还能够对地下水污染进行模拟和预测，为地下水污染防治提供参考。
通过模拟不同污染源的密度和速率等参数值，可以评估潜在的污染来源，以及污染物在地下水中的传输速度和分布范围。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是一种通过数学模型和计算方法来模拟和仿真地下水流动和污染迁移的过程。
随着计算机技术的发展和应用需求的增加，地下水数值模拟在地下水资源管理、污染治理和环境保护等方面的研究和应用得到了广泛的关注和推广。
本文将介绍地下水数值模拟的研究和应用进展，包括模型建立、参数估计和数据处理、模拟计算和结果分析等方面的内容。
地下水数值模拟的研究和应用需要建立适当的数学模型。
数学模型是对地下水流动和污染迁移过程的描述，其中包括质量守恒和动量守恒方程。
针对不同的研究对象和目标，可以选择不同的模型类型，如稳定状态模型、非稳定状态模型、多相流模型、多尺度模型等。
模型的建立需要根据实际情况选择适当的数值计算方法和边界条件，并进行数值离散和求解。
参数估计和数据处理是地下水数值模拟的重要环节。
模型的参数包括渗透系数、孔隙度、初始条件等，其中一部分参数可以通过实地观测和实验室试验得到，另一部分参数则需要通过数值拟合和优化方法来估计。
模型的输入数据也需要进行处理和预处理，如地表水和地下水水位、地下水位变化、水化学数据等。
然后，模拟计算是地下水数值模拟的核心内容。
模拟计算主要通过数值方法和计算机程序来求解数学模型，得到地下水流动和污染迁移的解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法、网格法等，计算机程序可以通过编程语言来实现。
模拟计算的过程中需要注意选择合适的时间步长和空间网格，以保证计算结果的精度和稳定性。
结果分析是地下水数值模拟的最终目的和应用环节。
模拟结果可以通过可视化和图形分析的方式进行展示和解释，以便更好地理解和应用。
模拟结果可用于评价地下水资源的可持续利用能力、预测和预警地下水污染的风险、优化地下水开发和污染治理策略等。
模拟结果的不确定性分析和灵敏度分析也是结果分析的重要组成部分。
地下水数值模拟的研究和应用已取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战，如模型精度和稳定性的保证、参数估计和数据处理的可靠性、计算效率和模型可操作性等。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用计算机技术建立地下水流动和污染扩散的数学模型，通过数值计算方法模拟地下水的运动过程，以及水质的演变过程。
地下水数值模拟的研究与应用已经取得了一系列的进展。
地下水数值模拟研究成果已经在地下水资源管理和保护中得到广泛应用。
通过数值模拟，可以较准确地模拟地下水的流动和水质变化，预测地下水对人类活动和环境的响应。
这对于合理规划地下水开发与利用，保护地下水资源，防止地下水污染具有重要意义。
在地下水开发与利用规划中，可以通过数值模拟研究地下水对开采的响应，合理控制开采量，防止地下水过度开采。
在地下水污染控制与治理中，可以通过数值模拟研究污染物在地下水中的传输规律，指导污染源的治理措施。
地下水数值模拟还在地下水污染监测与预警中发挥了重要作用。
通过数值模拟，可以模拟污染源的排放过程以及污染物在地下水中的传输过程，预测地下水污染扩散的趋势和影响范围。
这对于污染源的控制与污染物的清除具有重要意义。
在地下水污染预警中，地下水数值模拟也可以模拟地下水系统的响应特性，为地下水污染的预测与预警提供依据。
地下水数值模拟的研究还面临一些挑战。
地下水流动与污染扩散过程具有复杂性、非线性和不确定性，数值模拟的精度和可靠性有待提高。
现有模型对地下水系统中不同因素的相互作用还缺乏全面的认识。
未来需要深入研究地下水流动与污染扩散机理，提高数值模拟模型的准确性和可靠性。
地下水数值模拟的研究与应用已经取得了一系列的进展，并在地下水资源管理和保护、地下水资源评价与管理、地下水污染监测与预警等方面得到了广泛应用。
但同时也面临一些挑战，需要继续深入研究和改进模型，提高模拟的准确性和可靠性，为地下水资源的可持续利用和环境保护提供科学依据。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展【摘要】地下水数值模拟是地下水研究领域的重要工具，随着数值模拟方法的不断发展，其在水资源管理、环境保护和地质勘探等领域的应用也越来越广泛。
本文从数值模拟方法的发展、在水资源管理中的应用、在环境保护中的应用、在地质勘探中的应用以及未来发展方向等方面进行了系统的总结和探讨。
研究表明，地下水数值模拟在提高水资源利用效率、保护地下水资源、指导环境管理和勘探地下资源等方面具有重要意义。
加强地下水数值模拟的研究和应用，将对促进资源有效利用和环境保护具有积极的推动作用。
未来，我们需要进一步完善数值模拟方法，提高模拟精度，探索更广泛的应用领域，推动地下水数值模拟在各领域的发展和应用。
【关键词】地下水数值模拟、研究、应用、发展、水资源管理、环境保护、地质勘探、未来发展方向、重要性、总结、展望1. 引言1.1 地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是通过数学模型和计算机仿真技术，对地下水系统的水文地质特征进行描述和分析的一种方法。
随着计算机技术的不断进步和地下水问题的日益凸显，地下水数值模拟在水资源管理、环境保护、地质勘探等领域中扮演着重要角色。
在过去的几十年中，地下水数值模拟方法得到了长足发展。
从最初的一维流动模型，到如今的三维多孔介质模型，模拟精度和可靠性不断提高。
各种数值模拟软件的涌现，也为地下水研究提供了便利。
地下水数值模拟在水资源管理中的应用主要包括水资源评价、水资源保护、水资源规划等方面。
通过模拟地下水流动、水质变化等过程，可以更好地指导水资源管理工作，保障人民的饮用水安全。
在环境保护领域，地下水数值模拟被广泛应用于地下水污染源追踪、地下水保护区划定等方面。
通过模拟地下水流动和污染传输，可以及早发现、预防和处理地下水污染事件，减轻环境压力。
地下水数值模拟还在地质勘探领域发挥重要作用。
通过模拟地下水对地下结构的影响，可以为石油、矿产勘探提供重要参考依据。
未来，地下水数值模拟方法将继续发展，模拟精度将进一步提高。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是一种基于现代计算机技术，以数学模型为基础的地下水动力过程模拟方法。
在过去的几十年里，随着计算机技术的不断发展和数值模拟方法的不断完善，数值模拟在地下水资源管理和环境保护等领域中发挥着重要的作用。
本文将着重介绍地下水数值模拟的研究与应用进展，以及未来发展的趋势。
近年来，随着计算机技术的不断提高和数值模拟方法的不断完善，地下水数值模拟的研究内容得到了不断拓展。
在地下水数值模拟中，主要研究的内容有以下几个方面。
1. 地下水流动数值模拟地下水流动数值模拟是地下水数值模拟的核心内容之一。
它主要是研究地下水在不同场合下的流动情况，并对流动过程进行模拟和预测。
目前，地下水流动数值模拟的研究内容已经涉及了地下水流动的各个方面，包括单井试验、地下水流域、地下水动力系统等。
土壤水分数值模拟是利用计算机模拟土壤水分变化的过程，以模拟来补充实地试验、采样监测等方法不可取的缺点。
在土壤水分数值模拟中，主要研究土壤热量、水分及盐分的扩散、平衡和变化等现象。
地下水污染数值模拟是在地下水流动数值模拟的基础上，对地下水中的污染物的扩散、运移和转化等过程进行模拟和预测。
随着经济和社会的快速发展，地下水污染已经成为世界各国所面临的难题，而地下水污染数值模拟正是解决这一问题的重要手段。
地下水数值模拟从研究向实际应用转变，实现了从实验室到现场、从小区域到大区域、从单个污染源到污染整个区域等局限性的突破，不断拓展着应用领域。
目前，地下水数值模拟应用较为广泛，主要应用于以下几个方面。
1. 地下水资源管理地下水资源管理是地下水数值模拟最为广泛的应用之一，主要是在对地下水资源进行管理和开发过程中，利用数值模拟方法进行预测和评估，以提高地下水资源利用效益和保护水源环境。
2. 土壤污染评价在土壤污染评价中，地下水数值模拟是评价土壤污染的重要手段之一。
它可以通过对污染物在土壤、地下水、大气等介质中的运移和转化过程进行数值模拟来评价土壤污染的程度和范围。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展1. 引言1.1 地下水数值模拟简介地下水数值模拟是指利用数学模型和计算机技术对地下水系统进行模拟和预测的方法。
通过模拟地下水系统的水文地质特征、水文动力过程和水文化学过程，可以更好地理解地下水运动规律，预测地下水资源的变化趋势，指导地下水资源的合理开发和利用。
地下水数值模拟的基本原理包括建立地下水数学模型、确定模型参数、选择数值计算方法、进行模拟计算和模拟结果分析。
地下水数值模拟常用的模型包括地下水流模型、地下水热盐模型、地下水污染迁移模型等，可以根据实际问题的不同选择合适的模型进行建模。
地下水数值模拟在水资源管理、环境保护、地质灾害防治等领域有着重要的应用价值。
通过地下水数值模拟，可以预测地下水位变化、地下水资源补给和排泄规律，为科学合理地开发利用地下水资源提供参考依据。
地下水数值模拟还可以用于评估地下水污染风险、指导地下水污染防治，保护地下水资源环境。
地下水数值模拟是一种强大的工具，为研究人员提供了深入理解地下水系统运行机制和分析地下水问题的方法。
通过不断地研究和应用，地下水数值模拟将在未来发展中发挥更加重要的作用。
1.2 地下水数值模拟的重要性地下水作为重要的水资源之一，对人类生存和发展具有重要意义。
地下水数值模拟是研究地下水流动规律和预测地下水变化的重要手段。
其重要性主要体现在以下几个方面：1.优化地下水资源管理：地下水数值模拟可通过对地下水流动模式的研究和模拟，优化地下水资源的开发和利用。
通过模拟可以更好地预测地下水位变化、水质变化等情况，有助于科学合理地规划地下水资源的开发和利用方案。
2.保护地下水环境：地下水数值模拟可以帮助研究人员识别地下水受到威胁和污染的情况，从而采取合适的措施进行保护和修复。
通过模拟可以及时发现地下水受到污染的源头和扩散路径，指导环境保护工作的开展。
3.灾害预警和防范：地下水数值模拟可以用于预测地下水位变化、地下水涌出、地下水泛滥等情况，为灾害预警和防范提供科学依据。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用计算机和数学模型对地下水系统进行模拟和预测的一种方法。
通过数值模拟，可以预测地下水的水位、水量、水质以及地下水与地表水和土壤水之间的相互作用等情况。
本文将探讨地下水数值模拟的研究和应用进展。
地下水数值模拟的研究主要集中在以下几个方面：第一，模型建立。
地下水数值模拟的第一步是建立数学模型。
常用的地下水数值模型有有限元法、有限差分法和边界元法等。
这些方法可以将地下水系统离散化，并通过计算机模拟地下水系统的运动规律。
第二，参数估计。
地下水数值模拟需要大量的参数来描述地下水系统的特性，如孔隙度、渗透率、水头等。
这些参数往往难以直接测量，需要通过试验或其他方法进行估计。
目前研究者们提出了一系列参数估计的方法，如反问题求解、遗传算法等。
数值算法。
由于地下水系统的非线性和复杂性，数值模拟需要高效、稳定的算法来求解方程。
近年来，随着计算机技术的进步，地下水数值模拟中出现了一些新的数值算法，如并行计算、多核计算等。
除了研究方面，地下水数值模拟也广泛应用于实际工程和科学研究中。
以下是一些地下水数值模拟的应用进展：第一，地下水资源管理。
地下水是重要的水资源，然而地下水资源的开发和利用存在一定的风险。
通过地下水数值模拟，可以模拟地下水系统的响应，帮助决策者科学地管理地下水资源，避免资源的过度开发和污染。
第二，地下水污染控制。
地下水污染是当前面临的重要环境问题之一。
通过地下水数值模拟，可以对地下水污染的来源、传输和演化进行模拟和预测，为地下水污染控制提供科学参考。
地下水排水和灌溉。
地下水数值模拟可以帮助工程师科学地设计地下排水和灌溉系统，提高系统的效率和可靠性。
通过模拟地下水的水动力行为，可以优化排水和灌溉的方案，减少水资源的浪费。
第四，地下水地热利用。
地下水中的热量可以被用于供暖和制冷，被广泛应用于地热能利用。
地下水数值模拟可以模拟地热系统的热量传递过程，优化地下水热交换器的设计，提高地热能利用效率。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用计算机模拟地下水系统的运动，分析其变化规律以及对人类活动的响应。
该技术可以为地下水资源的开发利用、管理调控提供科学依据和技术支持。
本文将从模拟方法、模型评价和应用进展三个方面，介绍地下水数值模拟的研究与应用进展。
一、模拟方法地下水数值模拟主要分为两种方法，即有限差分法和有限元法。
有限差分法是最早被广泛使用的一种方法。
其核心是根据地下水系统所在的二维或三维空间建立差分网格，并在每个时间步长内计算各节点的水量变化。
该方法的优点是速度快、稳定性高，但其局限性也很明显，即数值稳定性受精度约束较强，能计算的复杂地下水问题较少。
另一种方法是有限元法。
该方法将空间连续介质离散成许多小单元，从而建立以基础方程为核心的微分方程组，通过解方程组得到未来水位的预测。
相较于有限差分法，有限元法具有解算精度高、模拟能力强等优点，并且能应用于较复杂的地下水问题。
二、模型评价模型评价是地下水数值模拟的必要前提，其目的是验证模型对真实情况的拟合程度和对未来演变的预测能力，以及评价模拟结果的精度和可靠性。
地下水数值模拟的模型评价指标包括：1）拟合能力——即模拟结果与实测数据的吻合程度；2）预测能力——即通过建立历史数据与观测结果的关系，对未来演变做出的预测结果的准确性；3）灵敏度——即对模型输入参数的变化如何影响模拟结果；4）精度——即结果误差的大小；5）可靠性——即结果误差的置信度和可信度。
这些指标需要通过验证、敏感性分析和不确定性分析等方法进行评价和验证。
三、应用进展地下水数值模拟的应用领域很广，例如地下水资源管理、地下水环境保护、污染物迁移研究等领域。
以下是地下水数值模拟在不同领域的应用进展：1、资源管理2、环境保护地下水污染是当前环境保护的重要问题，地下水数值模拟可用于模拟污染物在地下水中的迁移和传输。
借助模拟结果，有助于预测和评估地下水环境受到的影响，以及对污染进行治理和防范措施。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展随着经济的发展和人口的增加，地下水扮演着越来越重要的角色。
管理和保护地下水资源需要可靠的数据和科学的理论基础。
地下水数值模拟是一种定量地描述地下水系统响应的方法，它已成为地下水研究和管理的重要工具。
本文旨在综述地下水数值模拟研究的进展和应用情况。
地下水数值模拟应用广泛，涉及地下水资源管理、地下水污染防治、地下水开采等领域。
模型可以用于预测未来地下水系统的动态变化，提供科学依据和技术支持。
地下水数值模拟模型的目标是构建一个精细的地下水系统模型，包括地下水位、水流速度和水质等因素。
地下水模型的结果可以提供地下水资源开发与管理、地下水污染管理和防治、灌溉和排水、环境评价、生态保护等方面的科学支持。
地下水数值模拟的主要方法有有限差分法、有限元法、边界元法、网格自适应方法等。
各种方法有各自的优缺点，在不同的应用中选择适当的方法是至关重要的。
最近，数据驱动的模型正在成为研究热点，这些模型可以利用传感器、高分辨率遥感数据、模拟数据等数据源来推断地下水系统。
地下水模型的建立需要大量的地下水数据和可靠的参数估计方法。
数据的来源包括地下水位、水质、土的物理学性质、降雨等要素。
参数估计方法包括遗传算法、蒙特卡罗方法、最小二乘法等。
这些估算方法不断地在改进中，以使地下水模型更加精确可靠。
除了精度、可靠性和合理性之外，地下水模型的适用性也是模型应用的重要考虑因素之一。
不同的模型对于不同的场景、时间尺度、空间尺度、数据可获得性等都有不同的适用性。
地下水数值模拟在很多领域得到了成功的应用，例如在顶层切割和地下水位下降中做出科学决策，地下水质量模拟与评价，地下水污染防治等方面。
但是，也存在模型精确度不足、数据缺失、地下水模型的时间和空间尺度不匹配等问题，这些问题需要不断地在后续研究中得到解决。
总之，地下水数值模型是研究和管理地下水资源的重要工具。
随着各种研究方法的不断创新和进步，地下水数值模型将会在更广泛的范围内得到应用，使我们更好地了解地下水系统和有效地管理地下水资源。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用数学模型和计算机技术对地下水系统进行仿真和预测的方法，已经成为地下水资源管理和保护的重要工具。
本文将对地下水数值模拟的研究与应用进展进行综述。
地下水数值模拟研究的历史可以追溯到上世纪50年代，当时的研究主要集中在二维和三维地下水流动模型的建立和求解方法上。
随着计算机技术的进步，地下水数值模拟的研究逐渐得到推广和应用。
现在已经发展出了多种不同类型的地下水模型，包括流域水文模型、地下水流动模型、污染输运模型等。
地下水数值模拟的研究内容主要包括模型建立、模型求解和结果分析三个方面。
模型建立主要是根据研究区的地质地貌特征、水文地质参数和边界条件等，确定数学模型的类型和参数。
模型求解则通过数值计算的方法，将数学模型转化为离散的差分方程或有限元方程，并利用计算机技术进行求解。
结果分析主要是对模拟结果进行评价和解释，并提取有关的水文地质信息。
地下水数值模拟的应用主要涉及水资源管理、地下水污染预测和地下水开采等方面。
在水资源管理中，地下水数值模拟可以帮助决策者制定合理的水资源规划和管理方案，优化水资源的利用和配置。
在地下水污染预测中，地下水数值模拟可以用于预测污染物的传输和扩散过程，评估污染源对地下水的影响，为地下水保护提供科学依据。
在地下水开采中，地下水数值模拟可以用于预测地下水位的变化和水量的变化，指导地下水的合理开采和管理。
近年来，随着计算机技术的进一步发展和应用，地下水数值模拟的研究也取得了一系列进展。
一方面，模型的建立和求解方法不断创新和改进，例如引入了新的地下水流动方程、改进了数值计算方法、考虑了人工干预等因素，提高了模型的精度和适用性。
数据采集和处理技术的进步使得模型的输入数据能够更加准确和全面，例如通过卫星遥感数据获取地表地貌信息，通过无线传感器网络获取地下水位和水质数据等。
尽管地下水数值模拟已经取得了一定的研究和应用进展，但仍然存在一些挑战和问题。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是指利用数学模型和计算机技术对地下水系统进行模拟和预测的方法。
它可以模拟地下水的流动、溶质迁移、热传导等过程，为地下水资源管理、地下水污染控制、地下工程设计等提供科学依据。
本文将对地下水数值模拟的研究与应用进展进行综述。
地下水数值模拟的研究始于20世纪60年代。
当时，由于计算机技术的发展和对地下水资源的需求日益增加，人们开始将数学模型应用于地下水系统。
最早的地下水模型是基于二维的Darcy定律和扩散方程，模拟了地下水的流动和溶质迁移过程。
随着计算机技术的提高和数学模型的完善，地下水数值模拟逐渐发展成为一个成熟的学科领域。
在地下水数值模拟中，常用的数学模型包括流体流动模型、溶质迁移模型和热传导模型。
流体流动模型描述了地下水的流动过程，可以用于预测地下水的流向和流速。
溶质迁移模型描述了地下水中溶质（如污染物）的迁移过程，可以用于预测地下水的污染扩散。
热传导模型描述了地下水中热的传导过程，可以用于预测地下水的温度变化。
地下水数值模拟的应用非常广泛。
在地下水资源管理方面，地下水数值模拟可以用于评估地下水资源的可持续利用性，预测地下水位和地下水补给量，指导地下水的开发和利用。
在地下水污染控制方面，地下水数值模拟可以用于评估地下水污染的危害程度，分析污染源的扩散规律，指导地下水污染的治理和修复。
在地下工程设计方面，地下水数值模拟可以用于评估地下水对工程的影响，指导地下工程的布置和施工。
随着计算机技术的不断进步，地下水数值模拟的精度和效率也在不断提高。
传统的二维模型正在逐渐向三维模型发展，三维模型能更准确地模拟地下水流动和溶质迁移过程。
地下水数值模拟还与其他学科相结合，如地质学、水文学和生态学等，形成了多学科交叉研究的新趋势。
地下水数值模拟可以与地质信息系统（GIS）相结合，实现地下水资源管理的空间分析和决策支持。
地下水数值模拟是一门重要的科学研究领域，它在地下水资源管理、地下水污染控制、地下工程设计等方面具有重要的应用价值。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上重要的自然资源之一，对人类生产生活具有重要的影响。
近年来，随着城市化进程的加快和工业化的发展，地下水资源受到了严重的威胁和破坏。
为了更好地保护地下水资源，科学家们开展了大量的地下水数值模拟的研究与应用，并取得了一系列的进展。
地下水数值模拟是通过数学和计算机技术模拟地下水在地下流动和传输过程中的物理和化学规律。
它可以帮助人们了解地下水的动态变化，预测地下水的水文响应，评估地下水资源的可持续利用性，指导地下水管理和保护工作。
第一，地下水数值模拟在地下水资源评价和管理方面的应用。
通过对地下水水文地质条件、人类活动和环境因素等的综合分析，可以建立地下水资源评价模型，评估地下水资源的可利用量和可持续利用性。
根据模拟结果可以制定相应的管理和保护措施，保障地下水资源的合理利用。
第二，地下水数值模拟在地下水污染传输和修复方面的应用。
地下水污染是目前地下水面临的严重问题之一。
通过数值模拟可以模拟地下水中污染物的迁移和转化过程，预测地下水污染的发展趋势和范围，为地下水污染治理和修复工作提供科学依据。
地下水数值模拟在地下水动力学和地下水循环研究方面的应用。
地下水动力学是指地下水在地下层中的流动规律。
通过数值模拟可以模拟地下水的流动速度、流向和流量分布等，进而揭示地下水的动态变化规律。
地下水循环是指地下水与表层水体的相互作用和交换过程。
数值模拟可以模拟地下水和地表水的相互作用，优化地下水与表层水体的利用和管理。
当前，地下水数值模拟研究面临一些挑战。
地下水数值模拟需要大量的地下水数据支撑，包括水文地质数据、水文数据和地球物理数据等。
这些数据存在获取困难和不全面的问题，会影响模拟结果的准确性和可靠性。
地下水系统是一个复杂的系统，受到许多因素的影响，模拟过程需要考虑的参数众多，模型的建立和参数的选择都需要科学合理。
地下水数值模拟需要大量的计算资源和计算时间，对计算机技术的要求较高。
地下水数值模拟研究与应用进展
地下水数值模拟研究与应用进展随着环境问题和地球科学研究的深入，地下水数值模拟的研究与应用越来越受到。
本文将简要介绍地下水数值模拟的研究背景、方法及应用进展，同时展望未来的发展趋势和研究方向。
核心主题地下水数值模拟是利用计算机技术和数学方法来模拟和研究地下水运动、储存和分布规律的一种重要手段。
通过地下水数值模拟，我们可以更好地理解和解决地下水资源的合理利用、环境地质灾害防治等问题。
背景/引言地下水作为一种重要的水资源，在全球范围内都有广泛的应用。
然而，由于地下水的隐蔽性和复杂性，对其进行准确模拟和预测一直是一个难点。
随着计算机技术的不断发展，数值模拟逐渐成为研究地下水问题的主要手段。
目前，地下水数值模拟已经广泛应用于工程地质、水文地质、环境科学等领域。
研究方法地下水数值模拟的主要方法包括有限元法、边界元法、有限差分法等。
其中，有限元法是一种常用的方法，它将地下水流动问题离散化为一系列微分方程，然后利用计算机求解。
边界元法是一种更精确的方法，它对研究区域的边界进行离散化处理，从而减少了计算量。
然而，这些方法都有一定的局限性，需要根据具体问题进行选择和调整。
应用进展地下水数值模拟在多个领域都已经取得了重要的应用进展。
在油气勘探方面，地下水数值模拟可以用来预测油气藏的分布和储量；在环境监测方面，地下水数值模拟可以帮助评估和预测地下水污染的发展趋势；在灾害评估方面，地下水数值模拟可以预测地质灾害的发生概率和影响范围。
地下水数值模拟还在水文水资源、地热资源等领域得到广泛应用。
近年来，随着大数据和人工智能等新技术的不断发展，地下水数值模拟也逐步融合这些新技术，使得模拟的精度和效率得到进一步提升。
例如，利用深度学习算法对地下水数值模拟进行优化，可以提高模拟结果的准确性；同时，通过数据挖掘技术，可以对大量的地下水数据进行分析和处理，从而更好地为数值模拟提供数据支持。
未来展望随着科技的进步和研究的深入，未来地下水数值模拟的研究将会有更多的发展机遇和挑战。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水是地球上非常重要的自然资源之一，对于人类的生活、工业生产和农业生产都起着至关重要的作用。
由于地下水的特殊性质以及地下环境复杂多变的特点，地下水的数值模拟一直是地下水研究领域的热点和难点之一。
近年来，随着科技的不断进步和地下水数值模拟技术的不断发展，地下水数值模拟在地下水研究和应用中的作用越发凸显，取得了一系列重要进展和应用成果。
一、地下水数值模拟的研究进展地下水数值模拟是基于地下水流体力学原理和数学模型，采用计算机等工具对地下水流动、传输和化学反应等过程进行模拟和预测的一种重要手段。
近年来，地下水数值模拟领域的研究取得了许多重要进展，主要表现在以下几个方面：（一）模拟模型的不断创新地下水数值模拟的模型是在对地下水流体力学和地下水水文地质特征进行深入研究的基础上建立起来的，因此模拟模型的不断创新是地下水数值模拟研究的重要方向之一。
在模拟模型方面，研究人员提出了一系列新型模型，如多孔介质模型、双孔隙模型、非饱和流模型等，不断丰富和完善地下水数值模拟的理论体系。
（二）模拟技术的不断提升随着计算机技术和数值模拟技术的不断发展，地下水数值模拟的模拟技术得到了很大的提升。
目前，地下水数值模拟技术已经能够有效地模拟地下水流动、污染迁移、地下水资源评价等一系列复杂的地下水问题，为地下水资源的合理开发和利用提供了重要的技术支撑。
（三）安全性和可靠性的提升地下水数值模拟领域的研究人员在提高模拟精度和准确性的也不断提升模拟结果的安全性和可靠性。
通过对地下水数值模拟技术的不断改进和完善，模拟结果得到了更加准确和可信赖，为进一步的地下水资源管理和保护提供了重要的决策支持。
二、地下水数值模拟的应用进展地下水数值模拟技术在地下水研究和应用领域的应用也取得了很大的进展，主要表现在以下几个方面：（一）地下水资源评价和管理地下水数值模拟技术在地下水资源评价和管理方面发挥了重要的作用。
通过对地下水数值模拟技术的应用，研究人员能够对地下水资源的分布、运移规律和供给状况等进行科学合理的评价，有效地指导地下水资源的合理开发和利用。
地下水数值模拟的研究与应用进展
地下水数值模拟的研究与应用进展地下水数值模拟是一种通过建立数学模型来模拟地下水流动和质量运移的方法。
它可以帮助我们预测和理解地下水系统的行为，为地下水资源管理提供科学依据。
在过去的几十年里，地下水数值模拟在水资源管理和环境保护方面得到了广泛的应用。
本文将介绍地下水数值模拟的研究和应用进展。
地下水数值模拟的研究主要涉及下列几个方面：数学模型的建立、参数估计和模型验证、数值方法和计算效率的提高以及数据处理和可视化方法的发展等。
首先，地下水数值模拟需要建立一个适当的数学模型来描述地下水流动和质量运移的过程。
常用的模型包括Darcy方程、质量守恒方程和运动方程等。
研究者们通过将这些方程相互结合，并加入适当的边界条件，建立地下水数值模型。
其次，参数估计和模型验证是地下水数值模拟研究的关键步骤。
由于地下水系统常常是非常复杂的，模型参数的估计成为一个很大的难题。
研究者们利用各种方法来估计参数，如历史观测数据的拟合、敏感度分析和反问题求解等。
同时，模型验证也是不可或缺的一步，它可以评估模型的准确性和可靠性。
第三，数值方法和计算效率的提高是地下水数值模拟研究的另一个重要方面。
由于地下水模型往往需要进行大量的计算，因此如何提高计算效率成为一个重要的研究方向。
研究者们通过改进数值方法和优化计算算法，来降低计算成本和提高计算速度。
最后，数据处理和可视化方法的发展为地下水数值模拟的研究和应用提供了更好的工具。
研究者们可以利用地理信息系统（GIS）和遥感技术等，对地下水相关数据进行处理和分析，更好地理解地下水系统。
同时，可视化方法也可以将模拟结果以图形或动画的形式展示出来，使研究者们和决策者们更容易理解和使用模拟结果。
综上所述，地下水数值模拟的研究和应用已经取得了显著的进展。
未来，我们可以预见地下水数值模拟将继续发展，为水资源管理和环境保护提供更多的科学支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013 年 10 月第 31 卷第 5 期
9
地下水数值模拟的研究与应用进展*
孙从军1，2 韩振波1 赵 振2 范 宇1
( 1. 东华大学环境科学与工程学院，上海 200051; 2. 上海市环境科学研究院，上海 200233)
摘要: 地下水数值模拟逐渐成为研究分析地下水各种问题的重要手段。对地下水数值模拟的模型求解方法和软件平 台进行简要介绍; 分析阐述了地下水数值模拟的应用进展情况，从广泛应用于研究水量评估、水资源管理、地下水动态 变化等“水量问题”，逐步发展为研究水源地、规划地等水资源评估及加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾填埋场、工业废 料填埋场、矿区、核废料处置场等污染场地评估的“水质问题”，并愈加广泛，逐渐成熟; 最后，提出地下水数值模拟的 发展趋势，并进行展望，对地下水数值模拟的应用推广具有一定的借鉴意义。 关键词: 地下水; 数值模拟; 应用研究; 水质问题
①难以处理不规则或者曲线 Visual 状含水层边界，各向异性和非 MODFLOW 均质含水层或者倾斜的岩层。 解决方 法 为 进 行 数 学 上 或 者 计算机程序上的处理，但是增 加了复杂性; ②在溶质运移中 等问题，解精度不高
有限单元法
其基本 求 解 思 想 是 把 计 算 域 划分为 有 限 个 互 不 重 叠 的 单 元，在每 个 单 元 内，选 择 一 些 合适的 节 点 作 为 求 解 函 数 的 插值点，将微分方程中的变量 改写成 由 各 变 量 或 其 导 数 的 节点值 与 所 选 的 插 值 函 数 组 成的线性表达式，借助变分原 理或加权余量法，将微分方程 离散求解。
FEFLOW
1. 2 常用的软件平台 随着计算机软件工业的发展，国外开发了许多功
能多样的地下水数值模拟软件，这些软件凭借其具有 模块化、可视化、交互性、智能化、求解方法多样化等 特点，大大简化了建模过程，并不断发展和完善，从而 得 到 广 泛 应 用。 这 些 软 件 平 台 包 括 Visual MODFLOW、 FEFLOW、 GMS、 Visual Groundwater、 Processing MODFLOW、HydroGeo Analyst、Groundwater Vistas、WHIUnSat Suite、ArcWFD 等，其中国内最常用 的是 Visual MODFLOW、FEFLOW、GMS 等［8］。这 几 款常用软件的功能、特点［4，8 － 15］见表 2。
模型求解方法
基本原理
优点
缺点
典型代表 软件
有限差分法
将求解域划分为差分网格，用 有限个 网 络 节 点 代 替 连 续 的 求解 域。 其 以 Taylor 级 数 展 开等方法，把控制方程中的导 数用网 格 节 点 的 函 数 值 的 差 商代替进行离散，从而建立以 网格节 点 上 的 值 为 未 知 数 的 代数方程组。
环境工程
2013 年 10 月第 31 卷第 5 期
11
表 2 Visual MODFLOW、FEFLOW、GMS 的功能及特点 Table 2 The functions and features of Visual MODFLOW，FEFLOW and GMS
模型名称
开发者
功能
特点
Visual
尽管每款软件都在不断地增加、升级模块，增强 功能，扩大应用领域，但是面对动态变化的地下水系 统、错综复杂地质条件、各具特点的研究对象等诸多 问题，每款软件都不可能适用所有地下水问题，要根 据所研究区 域 的 实 际 情 况、实 际 需 求 选 择 合 适 的 软 件。譬如，对于小区域污染场的溶质迁移问题，所研
求解地 下 水 模 型 的 方 法 有 解 析 法、数 值 法 和
环境工程
10
2013 年 10 月第 31 卷第 5 期
物理模拟法。数值法是目前求解模型所用的主要 方法［3］。数值法的常用方法有有: 限 差 分 法、有 限
中最常用的方法 为 有 限 差 分 法 和 有 限 单 元 法［4 － 5］ ( 原理及 特 点［6 － 7］ 见 表 1 ) 。 经 过 几 十 年 的 发 展，
①对所有地下水流动，溶质运移以及热量运 计算机内存和运算量较大，计 移问题计算过程基本相同，即程序有较好的 算时间较长，对于大区域问题 统一性，处理不同问题之间的“嫁接”方便、 研究，尤其在模型识别与校验 简单; ②处理具有不规则边界、且各向异性 过程中，有碍研究应用进程。 的非均质含水层，以及倾斜岩层和复杂边界 等比较方便; ③可以根据工作需要或者项目 要求在同一个计算式内采用多种单元形状 和插值函数，建 立 不 同 大 小 的 计 算 单 元，从 而能 够 适应水头、浓度等变量的变化或 要 求; ④解决水流问题、物质运移问题都有较 高的精度。
加 拿 大 Waterloo 水 在 MODFLOW 模型基础上，综合已有的 MODPATH、 求解方法简单实用、适应范围广泛、可视化功能的强大
MODFLOW 文地质公司
MT3D、RT3D 和 WinPEST 等地下水模型，应用现代可 正成为最为流行、最有影响的地下水模拟平台环境; 采
视化技术开发研制的地下水水流模型; 可以模拟二 用模块化结构，兼容性强; 多用于地下水流模型; 对于
单元法、边 界 单 元 法 和 有 限 分 析 法 以 及 由 此 发 展 20 世纪 80 年代 末 期 地 下 水 数 值 模 拟 计 算 方 法 已
而形成的 特 征 有 限 单 元 法 和 特 征 有 限 差 分 法，其 经比较成熟。
表 1 有限差分法与有限单元法的原理及特点
Table 1 The principles and characteristics of finite difference method and finite element method
DOI: 10. 7617 / j. issn. 1000 － 8942. 2013. 05. 003
ADVANCES IN RESEAGROUNDWATER NUMERICAL SIMULATION
Sun Congjun1，2 Han Zhenbo1 Zhao Zhen2 Fan Yu1 ( 1. School of Environmental Science and Engineering of Donghua University，Shanghai 200051，China;
维、三维饱和流状态下的水流和污染物运移。
复杂的地质条件、不饱和流动、变密度流( 海水入侵) 、
热对流等棘手的问题往往不适合。
GMS
美 国 Brigham Yung 综合性的图形软件界面综合 MODFLOW、MODPATH、 基于概念模型和网格模型的地下水模拟软件; 含有制
0 引言 随着计算机技术的快速发展，科学有效的数值计
算方法在处理地下水污染、分析地下水资源评估等问 题中的应用越来越广泛; 利用数值模拟软件对地下水 流等问题进行模拟，以其有效性、灵活性和相对廉价 性逐渐成为地下水研究领域的一种不可缺少的重要 方法［1］。尤其针对加油站渗漏场、石油渗漏场、垃圾 填埋场、工业废料填埋场、矿区、核废料处置场等污染 场地污染物的迁移问题，建立准确的数值模型进行预 测是查明污染物污染潜水范围、程度及其分布特征最
* 国家环保公益性行业科研专项“加油站渗漏污染地下水的监测技术 及管理对策( 201109014) ”。
有效最直观的方法之一，同时还可以为污染区实施污 染防治与修复等优化配置提供科学技术支持［2］。因 此，总结和学习数值模拟的研究应用进展，对建立真 实有效的数值模型，并进行预测和应用，具有重要参 考意义。本文对地下水数值模拟的模型求解方法和 常用的几款软件平台进行简单介绍，并对其应用进展 情况进行分析阐述，旨在总结其发展趋势及在研究污 染场中的应用方法、应用范围，为相关的地下水研究 提供一定的参考借鉴。 1 模型求解方法及常用软件 1. 1 模型求解方法
究污染物浓度相对较低，具有高精度要求的特殊性， 同时计算速度不会是阻碍研究进程的关键因素，选用 基于有限元的 FEFLOW 作为研究区数值模拟模型的 软件平台，比较合适。针对大区域的水流、水位等问 题，不细考虑复杂的地质条件，显然要求较高的计算 速度，采用 Visual MODFLOW 比较合理。 2 地下水数值模拟的应用研究进展
①对于一维二维流等简单问题，它的数学表 达式和计算过程都比较简单直观、易懂; ② 算法效率比较高，对一些概化比较简单均匀 的研究区，比 如 岩 性、厚 度 相 对 比 较 均 匀 的 地区，运算速度快，占用内存少; ③对于解决 地下水流问题来说，有限差分法的精度比较 好; ④有丰富的、可借鉴的实践经验。
2. Shanghai Academy of Environmental Sciences，Shanghai 200233，China)
Abstract: Numerical simulation of groundwater is being an important tool to analyze complicated groundwater problems． The optimization methods and software of the modeling were briefly introduced． It was elaborated the application of groundwater numerical simulation analytically，which was first widely used in the research on water quantity problem，such as water volume evaluation，water resources management，dynamic changes of groundwater，then gradually developed into a study on water quality problem，which behaved in two aspects: one was water resources assessment，especially acted in water sources， planning land; and the other was contaminated site assessment，including fuel stations leakage field，oil leakage field， landfill，industrial waste landfill，mined land，nuclear waste disposal field． It has achieved even more wide development on this aspect，and become mature． Finally，the development trend of the groundwater value model was proposed，which was useful to some purpose and provided references for the future work． Keywords: groundwater; numerical simulation; research and application; water quality problem