华北科技学院 065201
摘要：Visual Modflow软件凭借其精确的网格离散，灵活的参数调整以及强大的后处理能力等特点,被广泛应用于污染物运移、地下水动态预测、水资源优化配置及环境保护等方面。
关键词：Visual Modflow软件；地下水；预测；数值模拟；
1前言
地下水位预测是一个非常复杂的自然过程，是自然环境与人类活动综合作用下，地下水系统的响应。正确预测地下水的动态是管理地下水的重要环节，当前地下水动态预测的方法主要为确定性方法、非确定性方法和综合预测方法。随着计算机技术的快速发展，数值模拟法以其适应复杂地质条件能力强，具有较好的仿真度和直观的可视度，成为越来越重要的预测方法。数值模拟结果即数值解，为数值的集合，与数学模型的解析解一一对应，数值模拟法的解法基础是有限差分法、有限单元法、边界元法、有限体积法和有限分析法。
2 Visual Modflow软件简介
Visual Modflow是有四个用户界面组成：主菜单、输入模块、运行模块和输出模块，另外还有帮助和设置系统。
Visual Modflow是三维地下水流动和污染物运移模拟实际应用的最完整、易用的模拟环境。这个完整的集成软件将Modflow、MODPATH和 MT3D同最直观强大的图形用户界面结合在一起。
Visual Modflow不仅可以模拟地下水的流动情况，也可以反演出水文地质参数，其实这就是一个模型识别的过程。这个过程大致包括以下的内容：根据勘测抽水的实际情况，再结合水文地质参数条件，给出各参数的初值，在Visual Modflow中建立数值模型，将参数的初值输入进去，经过反复的试算、分析、对比和修正，使初始的值逐渐趋于实际测定的值。
2.1 数学模型
Visual Modflow是基于有限差分法的数值模拟软件。有限元法是将所需要分析的连续体假想分为有限个单元所组成的组合体（即离散化）。
有限差分法求解偏微分方程的步骤如下： 1、区域离散化，即把所给偏微分方程的求解区域细分成由有限个格点组成的网格； 2、近似替代，即采用有限差分公式替代每一个格点的导数； 3、逼近求解。换而言之，这一过程可以看作是用一个插值多项式及其微分来代替偏微分方程的解的过程。
以下为Visual Modflow软件的数学模型：
（1）应用Visual Modflow软件模拟1400*1400*10m的各向同性匀质理想模型。设置六个观测点，观测模型运行1d、2d、3d、5d、10d、∞天的水头变化。通过对比解析解发现两者结果吻合，拟合度非常高。说明Visual Modflow软件应用在地下水模拟中具有良好的效果。
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基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目（3142015132）。
论文作者:叶海生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/19
标签：地下水论文; 数值论文; 水文地质论文; 软件论文; 参数论文; 微分方程论文; 过程论文; 《基层建设》2017年第9期论文;