Visual MODFLOW使用说明书.docx

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VisualMODFLOW使用说明书

VisualMODFLOW使用说明书

2006年12月31日

1．整体特征

VisualMODFLOW主要由四个用户界面组成：

主菜单、输入模块、运行模块和输出模块，另外还有设置和帮助系统。

主菜单下包括以下选项：

[文件]选择或退出VisualMODFLOW文件。

[输入]进入输入模块修改当前的VisualMODFLOW数据集。

[运行]进入运行模块修改时间参数及数值模拟。

[输出]进入输出模块对数值模拟结果后处理。

[设置]选择变量及溶质运移模型。

[帮助]关于VisualMODFLOW的主要信息。

在[文件]下有七个选项可供选择：

[打开]打开一个已经存在的文件，[新建]建立一个新的数据集，[另存为]将当前模型赋与一个新的文件名，[输入]输入一个已经存在的MODFLOW数据集（其扩展名为.BAS）,[输出]输出图形为世界坐标系下的AutoCADDXF格式或模型坐标系下的EMF格式。

[打印]，[退出]。

1．1界面设计

打开一个文件后，不论是输入、输出还是运行，其界面是相似的。

顶部菜单栏依据不同模块变化。

侧菜单栏包括视图选项及当前模块或界面的特定功能，侧菜单栏有如下选项：

[ViewColumn]显示沿列的截面图，[ViewRow]显示沿行的截面图，[ViewLayer]显示层平面图,[Goto]显示指定的行、列、层，[Previous]显示前一行、列或层，[Next]显示下一行、列或行。

立方体导航器：

提供了一个代表模型区域的简化三维模型。

坐标区：

显示指针所在位置的当前坐标及单元号。

状态栏：

描述当前显示模块的功能性和使用性。

功能键：

F1－帮助；F2－为将来的三维模型作保留；F3－储存文件；F4－显示文件选择对话框，可以输入DXF格式图片；F5－放大；F6－缩小到满屏；F7－移动（点击左键拖至该点到新位置并单击）；F8－在行视图或列视图下指定垂向放大的数目；F9-覆盖层（显示或隐藏图层特征）；F10－返回主菜单。

1．2新建模型

在主菜单[文件]下选择[新建],将会出现一个新建模型的对话框，选择储存文件的地址并输入新文件的名字，按[保存]继续建模型。

接下来会出现输入对话框，在这里可以赋予底图（.BMP或.DXF）,选择网格的大小,指定行数、列数和层数，并指出模型中X、Y、Z坐标系的最大最小值；如果选择“使用底图创建模型”，那么X、Y坐标系的最大最小值将由文件产生，定义的网格尺寸不可以改变。

同时要对数据集选择单位。

之后，选择[新建]创建模型。

VisualMODFLOW支持的底图格式是.DXF和.BMP,在选择“使用底图新建模型”后，会出现一个对话框，在该对话框中，可以使用以下图标：

[放大]选择放大区；[缩小]点击此键，模型区恢复到满屏；[调整区域]点击区域角点，拖拽到适当地方，双击模型区域使[调整区域]和[旋转区域]模式之间进行转换；[旋转区域]点击区域角点，旋转适当角度；[排列区域]使模型区域在X轴方向排列；[满区域]扩大模型区域到整个底图；[新图]指定新图作为底图。

当用DXF文件作为底图时，可以用鼠标或输入数值改变区域大小。

外部坐标即为输入的DXF图像的坐标，起始点是模型原点的世界坐标位置，显示模型或为模型设置属性时网格坐标系和局部坐标系同时使用。

在输入DXF文件时会受到一些限制：

A.块信息、有颜色的项及符号不能输入，B.冻结层必须解冻，C.要输入单实线。

当用BMP文件作为底图时，因为该文件没有坐标系，所以必需有地质参考信息。

调整模型区域前，要有两个已知世界坐标的参考点，点击左键，在对话框中输入坐标，此时会出现红色星号表示地质参考点。

坐标输入后在文本框中输入网格坐标、旋转角度、行数、列数并显示网格。

通过地质参考点给定图像坐标后，起始点是模型原点的世界坐标位置，显示模型或为模型设置属性时网格坐标和局部坐标同时使用。

1．3输入已存在的MODFLOW模型

选择主菜单的[文件]→[输入]，可以输入已经存在的MODFLOW模型。

当输入MODFLOW数据集时，VisualMODFLOW会从当前的MODFLOW文件中的数据重建数据集。

但是，由于数据或VisualMODFLOW中的特定背景，轮廓线可能变化。

因此用户必须检查数据集确保所有的信息都已正确输入。

1．3．1输入MODFLOW数据集时受到的限制

层间流量－VisualMODFLOW需要输入各层的层厚、层导水性，然后在转换中得到层间流量。

当存在的MODFLOW模型隐含弱含水层时，对于变化流量会导致严重的问题，因为弱含水层的层厚和导水性已合并到了流量项。

垂向导水性－输入MODFLOW数据集期间，忽略了.BCF程序包中的垂向导水性。

VisualMODFLOW认为垂向和水平向的导水性比值为1：

10，输入数据集后该比率可被改变。

含水层底板标高－如果VisualMODFLOW遇到的是类型0或2（见运行模块层类型），则用户被提示输入层底板标高，对于第一含水层，用户被提示输入顶板标高。

如果含水层底板标高发生变化可能会出现一些问题。

将所有层设置为类型3可以使MODFLOW在重新产生数据集时损失的数据最少。

储水率、给水度和孔隙度－在输入过程中给每一层的储水率、给水度和孔隙度设置一个值，这些值可被逐个单元修改。

溪流子程序包－VisualMODFLOW不支持溪流子程序包，但是如果存在则不能被忽略。

弱含水层压缩性程序包－VisualMODFLOW不支持弱含水层压缩性程序包，但是如果在MODFLOW数据集中存在则不能被忽略。

1．3．2用VisualMODFLOW运行溪流子程序包

尽管VisualMODFLOW不允许用户建立或可视化输入的溪流程序包数据，但是它可以创建合适的MODFLOW.IN文件并输入已存在的MODFLOW模型。

使用用户提供的溪流数据运行MODFLOW模型需要FILENAME.BAS文件。

在VisualMODFLOW输入数据转换期间，程序会为溪流程序包数据（filename.STR）检测工作簿,如果该文件存在，则VisualMODFLOW运行MODFLOW模型时会使用此数据文件。

.STR文件所包含的数据结构必须能被.BAS文件中的模型网格和应力期识别，如果模型网格和应力期改变了，那么.STR数据文件必须调整以反映模型网格和应力期的变化。

选择MODFLOW.BAS文件后，要为新的VisualMODFLOW模型定义一个名字，如果选择的名字同MODFLOW文件名，那么原有的MODFLOW文件在转换时要被覆盖。

接下来要修改模型单位，默认的时间单位直接同原始.BAS文件，用户可以修改长度、导水性、补给量的单位。

单位选好后会出现一个问是否要以.DXF文件形式输入底图，如果回答是，则提示选择.DXF文件，如果回答不是，则要求你确认或输入模型基本点，其默认值是原始.DXF文件或零。

如果数据集缺失任何文件，那么输入中断。

在输入相同的数据集之前，最好创建文件并把它们放置在与.BAS相同的地址，如果你不想创建文件或在输入时包括它们，则修改.BAS文件使之对这些文件来说不包括单位编号。

在这里，要求输入每一层的顶底板标高，如果含水层是类型1或3（见运行模块层类型），那么这些数据不能修改。

编辑完层标高后，你将被提示输入指定和计算渗透系数数目，数目越少输入时间越快。

然后你会被问是否要编辑或显示导水性数据集，若选择是，会出现单一的无重复的数据，必要时可以修改。

最后一个对话框是要用户输入储水率、给水度和孔隙度。

输入程序完成后，将会进入主菜单。

1．4改变存在的模型单位

创建好模型后，有时需要修改模型单位。

选择[文件]→[改变单位]，在对话框中可以改变单位，但是VisualMODFLOW中不包含单位转换程序，它不会改变数值，例如，如果你将长度单位米变为英寸，若水头值为10米，不会变为32.81英寸，只是变成10英寸。

因此不在万不得已最好不要修改单位。

1．5打印

VisualMODFLOW中有两种类型打印对话框：

第一类是从二维图表进入；第二类是从文件→打印进入。

1．5．1从图表打印

在输入或输出模块下的图表对话框中选择[File]→[Print]，会出现一个对话框，在对话框中进行打印机、页面和工程图明细表设置。

打印机设置：

所用打印机及页面大小显示在对话框的上方，选择“PrinterSetup”对打印机进行设置。

页面：

包括定义图表在页面的位置、打印格式和图形描述。

装订边的页边距要比对边稍大些，页边距单位是毫米或英寸。

页面设置可以选择以下选项中的任一项：

Borders：

沿着页边距和所选工程图明细表显示细轮廓线；

Description：

显示对要打印图形的描速；

ProjectTitle：

显示对工程的描速；

CompanyLogo：

显示对公司的描述；

ProgramTitle：

显示对VisualMODFLOW的描述。

工程图明细表（TitleBlocks）：

用来设置工程标题及公司标识语。

其中[Font]用来设置字体类型、颜色和大小；[Align]用来设置文本的排列（左对齐、右对齐或居中）。

文本区在[Fort]下方，在这里可以编辑文本。

在Bitmap下装载文件（.BMP格式）。

工程名和公司标识语都以扩展名.INI文件储存。

1．5．2从模型打印

直接在各个模块下的文件下拉菜单下选择打印。

在对话框中选择[Select]对打印机进行设置。

1．6常用工具

常用工具包括：

OverlayFunction、Ichart和CellInspector

1．6．1OverlayFunctionFeatures（覆盖层功能特征）

不同层的不同特征，如网格线、观测井和渗透区可以在屏幕上显示或不显示，这些称为覆盖层。

主菜单显示的覆盖层只是底图，计算结果的覆盖层仅在输出模块可得到。

点击F9键，对图形特征进行修改，使图形更好地显示出来。

覆盖层顺序不反映绘画顺序，查看或修改绘画顺序点击[Default]为[UserDefined]。

1．6．2Ichart（图表属性）

图表可以在VisualMODFLOW的下列部分找到：

[Input]→[Grid]→[EditElevation]→[Gridbyrow]或[GridbyColumn],[Input]→[Wells]→[PumpingWells]→[Graph],[Run]→[RunMODFLOW],[Run]→[RunZoneBudget],[Output]→[HeadEquipotentials]→[Graphs]和[Output]→[Budget]→[FlowBudget/BalanceGraphs]。

右击图表区选择属性，在工具条中选择[Properties]按钮，或者[View]下选择[Properties]。

属性对话框包括七项：

TheAxisTab（坐标轴）－编辑坐标轴名、值的范围、XY坐标轴的格式以及显示或隐藏坐标记号。

对话框的左边是X轴的属性，右边是Y轴的属性。

选择Automin或Automax后坐标轴的最大最小值自动设置，当未选择Automin或Automax，在Min或Max指定最小最大值；Visible－显示或隐藏坐标轴标记；Logarithm－在对数坐标中适用，如果最小值是负值会转为最小正数；Invert－选择后坐标值倒置；Grid－显示或隐藏网格线；Ticklabelfrequency－标记线刻度值出现的频率，默认值是1。

[NameFont…]－设置字体类型、大小和颜色；[LabelFont...]－设置坐标轴刻度值的类型、大小和颜色；[Color…]－设置坐标轴或刻度颜色。

TheTitlesTab（标题）－可以改变、显示或隐藏图表名或页脚。

其中Alignment－设置文本对齐方式（左对齐、右对齐或居中）；Shadow－向上投影、向下投影或无投影；Visible－显示或隐藏标题或页脚。

TheSeriesTab（序列）－更改各系列在图中的显示情况。

其中，SetOrder－改变系列在表中的显示顺序，[Add]－添加另一个序列到图表；[Delete]－删除所选序列，[Edit…]－编辑所选序列。

序列属性一栏从上到下分别是：

序列名、线的类型、线宽、使用X轴附坐标、使用Y轴附坐标、颜色（线或充填物）、符号。

在符号对话框中有[FillColor…]－填充符号颜色，[PenColor…]－符号轮廓线颜色。

TheLegendTab（图例）－显示、隐藏或改变图例的外形。

其中，Visible－显示或隐藏图例，Transparent－选择后图例背景透明，[Color…]－设置图例背景颜色，[Font…]－设置图例文本字型、颜色和大小。

在Frame表格中改变图例边框的颜色、线宽、线性及其可见性；在Position表格中设置图例显示的位置；在Shadow表格中设置阴影颜色、宽度及其可见性。

TheSettingsTab（设置）－设置图形区、图形背景和图形边框等。

其中，Exaggerate－设置垂向扩大倍数；View3D（％）－指定图形绕Y轴旋转的百分数；当选择ClipSymbols后，坐标轴的最大最小值将等于数据的最大最小值，若不选会有一定偏移；[PlotColor…]－设置图形区背景颜色；[BackColor…]－设置图形区外围颜色；Frame[Color…]－设置图形区边框线的颜色；Gradient[StartColor…]－设置开始背景梯度的颜色（仅在图形区外围）；

Gradient[EndColor…]－设置末尾背景梯度的颜色（仅在图形区外围）；Direction－指定梯度的方向（从左到右、自上而下或无）；BarStyle－用来设定条形统计图表的线条类型，有四种类型：

Clustered－每一线条独立放置，X轴开始，在它的值处结束，第一个线条表示序列表的最后一个；Z-Ordered－一个线条在另一个后方，X轴开始，在它的值处结束，第一个线条表示序列表的第一个；Stacked－一个线条在另一个上方，一个序列在它下方一个序列结束处开始；100％Stacked－一个线条在另一个上方，一个序列在它下方一个序列结束处开始，序列开始点和结束点是按它所占整体的百分数来区分的。

在Picture表格中可以定义bitmap图像。

TheAxis

（2）Tab（坐标轴2）－同坐标轴。

TheInfoTab（信息）－设置用户希望在图表中显示的信息。

1．6．3CellInspector（单元检测）

选择[CellInspector]后会出现一个对话框，在CellValue制表下单击鼠标右键可以选择要显示的参数，或者在Options制表下选择要显示的参数。

选择参数后选择CellValues,在模型区内移动指针，对话框中的值会随之而变。

2．输入模块

输入模块主要是新建一个新的VisualMODFLOW模型，或编辑已经存在的模型。

VisualMODFLOW的数据集可以由两种方式产生，一种是使用VisualMODFLOW的图形环境；另一种是用文本编辑器来修改数据文件，但VisualMODFLOW不检查其数据的连续性和合理性。

因此，在使用文本编辑器修改数据集时要谨慎。

打开新建好的或已经存在的模型后，从主菜单中选择[输入]。

在此屏幕下可以定义三维差分单元格，井的位置，校正模型时所用的水头和浓度观测点，流量和运移的属性、边界条件，初始水头，路径开始点，分析流量的区域及其他特征。

输入模块的主菜单由左到右依次是：

[文件]、[网格]、[井]、[属性]、[边界]、[粒子]、[区域预算]、[工具]和[帮助]。

2．1文件

[文件]下拉菜单中从上到下依次为：

[储存]、[输出]、[打印]和[主菜单]（返回主菜单）。

2．2网格

网格设计对话框允许用户定义和离散模型区域，用户可以添加或删除网格线或者删除计算所得单元格。

选择[网格]后，一个网格侧菜单处于活动状态，由上到下依次是：

[不活动网格]在下拉菜单设置模型的活动和不活动区域。

[编辑网格]打开编辑行、编辑列或编辑层对话框，在此可以添加、删除、移动、输入或输出行、列、层。

[编辑标高]逐个单元编辑单元格的顶底板标高。

[编辑范围]编辑网格的尺寸。

[平滑]选择X平滑或Y平滑，打开对话框指定平滑项，该选项只有在层视图下可用。

[输入标高]可以输入ASCII文件或SURFER“.GRD”文件给定地面或指定层的标高，用户还可以给定层的最小厚度及观测点数用差值法获得。

[等高线]可以打开该层顶板标高覆盖层、层厚覆盖层和下底板覆盖层。

2．2．1活动和不活动区域

不活动单元不模拟地下水流，因此这些单元的外轮廓线是“无流量”边界。

此外，模型区外部是“无流量”边界。

[MarkPoly.Active]作一多边形指定其为活动单元，点击鼠标右键闭合多边形，标记活动单元格的是清晰的白色。

[MarkPoly.Inactive]作一多边形指定其为不活动单元，点击鼠标右键闭合多边形，标记活动单元格的是绿色。

[MarkSingle]单击鼠标左键使单元格为不活动单元，单击鼠标右键使单元格为活动单元。

[CopySingle]单击鼠标左键将单个不活动单元格复制到其他层、行或列。

[CopyPolygon]复制不活动单元区到其他层、行或列。

定义不活动单元：

选择[不活动单元]及[标记多边形为不活动]或[标记单个]，定义一个要指定区域为不活动单元的多边形或者逐个指定单个不活动单元。

复制不活动单元到其他层：

选择[不活动单元]及[复制单个]或[复制多边形]，选择单一单元格或把要复制的不活动单元画一多边形，则选择的单元格会变成黑色：

在对话框中选择要复制的层：

然后选择[好]即可。

2．2．2编辑网格

Ⅰ.行或列

VisualMODFLOW允许的最大网格数是499行、499列、60层，因此最大的未知水头数是15000000。

编辑网格线选择[编辑网格]，然后选择[编辑列]或[编辑行]，此时出现含下列选项的对话框：

[添加]、[删除]、[移动]、[加密]、[稀疏]、[从文件输入]和[输出到文件]。

①．添加网格线

添加一条网格线：

选择[编辑网格]→[编辑列]或[编辑行]→[添加]，移动到想要添加网格线的地方，单击鼠标左键在该位置添加网格线或单击右键在指定的确切位置添加网格线，→选择[关闭]完成。

添加多条网格线：

选择[编辑网格]→[编辑列]或[编辑行]→[添加]，移动到模型区，单击鼠标右键，输入行或列添加网格线的最大最小坐标，→选择[关闭]完成。

②．加密网格线：

选择[编辑网格]→[编辑列]或[编辑行]→[加密]，输入想要加密的数目，在想要加密的开始网格线上点击鼠标左键，然后点击要结束的网格线，→选择[关闭]完成。

需要注意的是，新的单元格保留原有单元格的属性，当新的单元格添加后，参数和标高不变。

③．稀疏网格线：

选择[编辑网格]→[编辑列]或[编辑行]→[稀疏]，输入想要稀疏的数目，在想要稀疏的开始网格线上点击鼠标左键，然后点击要结束的网格线，→选择[关闭]完成。

④．删除网格线：

选择[编辑网格]→[编辑列]或[编辑行]→[删除]，移动指针到要删除的网格线，点击鼠标左键，→选择[关闭]完成。

⑤．移动网格线：

移动网格线是删除和添加的结合，移动网格线时首先线被删除，然后一条新线被插入。

如果边界条件和属性已经设定好，移动时会出现严重的问题，删除网格线后，新的单元格的属性会等于原有大单元格的属性，如果原有单元格大小相同，则其属性会等于含有低行数的单元格的属性。

为了避免这一问题，最好不要移动网格线而添加一条新线然后删掉一条旧线。

Ⅱ.层

要修改层，选择[可视列]或[可视行]。

在模型区域内移动鼠标指针，会看到一条红色条带移动，这一红色条带表明行或列的横截面剖面，选择任一行或列点击鼠标左键，就会进入截面图状态。

在此状态下可以选择[编辑网格]→[编辑层]来编辑网格线。

2．2．3编辑标高

鼠标左键点击[编辑标高]，会出现网格编辑器对话框。

网格编辑器的图表顶部，有三个标号：

层、列和行。

点击这三个标号可以看到所有单元格的标高并可对其编辑，此外，使用图表左边的方框可以快速找到指定的单元格，只需输入相应的行、列、层号即可。

在左上角有两个图标按钮，分别是：

[GridbyColumn]（通过列的网格）显示代表列的图表，该列可被观看、打印、保存、输出和编辑;[GridbyRow]（通过行的网格）显示代表行的图表，该行可被观看、打印、保存、输出和编辑。

按下[保存并退出]储存网格标高的变化并退出网格编辑器，按下[取消]不保存网格标高变化仅退出。

在网格编辑器中有两种方式编辑标高。

若对一单元格设置一个确切的标高，找到其所在的行、列、层号，然后输入新的标高。

第二种方法是近似法，首先选择要编辑的行或列，然后选择[GridbyColumn]或[GridbyRow]进入对话框，按下[编辑网格]并移动指针直到一个双箭头出现，点击并托拽指针到指定位置编辑网格。

2．2．4编辑范围

选择[编辑范围]后，用户可以改变网格行或列外边界线的尺寸。

在指定位置输入X、Y方向的最大、最小值，如果值无效会显示范围受限。

新的模型区域从输入的最小位置到最大位置。

2．2．5网格平滑（GridSmoothing）

MODFLOW的算法由于执行网格平滑运算优化了不一致网格离散化使得其效率提高了，网格平滑使能导致收敛问题的贫化构造矩阵方程最少。

网格划分的好会产生精确的结果，尤其在水力梯度大的地方。

为了达到最好的结果，网格间距是逐步变化的，一个网格的大小不能超过其相邻网格的50％，同样一个网格的相邻两边之比不能超过10。

平滑网格间距最好在添加模型层数和边界条件之前进行，因为修改网格所用的CPU时间与层数成正比。

平滑网格线，选择[Smoothing]→[XSmoothing]或[YSmoothing]，会出现一个对话框。

不一致的网格间距通常会产生3种典型样式：

顶点、阶梯和孤立的锯齿型。

平滑不一致网格间距需要两步：

第一步是只有一个大变化的小子区间间距的硬平滑（平滑因子大于或等于1），第二步是含有已平滑子区间的整个区间或大区间的软平滑。

对话框中有以下选项：

[FixGridElements]（固定网格元素），有时在网格平滑过程中有些网格间距不必调整，例如沿着河流边界的网格间距反映河流的宽度，因此不用调整。

固定网格元素下有4个选项：

[FixSingle]（固定单个），单击鼠标左键选择一条确定网格间距边界的网格线，[ReleaseSingle]（释放单个），单击鼠标左键释放一条不再确定网格间距边界的网格线，[Fixinterval]（固定间距），选择不必调整的两条固定网格线的间距，应选择1个以上的网格间距。

[Releaseinterval]（释放间距），释放一个固定的网格间距。

[SmoothingFactor]（平滑因子），给定平滑强度，参数越大，网格间距变化越大。

[From]指定要平滑网格间距的左边界，在此输入数值。

[To]指定要平滑网格间距的右边界，在此输入数值。

[Apply]（应用），如果变化直接由[From]和[To]产生的，则更新平滑区间。

[RepeatTimes]（重复次数）指定平滑重复次数。

[Go]当前背景下开始平滑。

[Undo]（撤销）取消上一次平滑。

[Reset]（复位）恢复到初始网格状态。

2．2．6输入标高

使用不变标高的数学模型不能反应真实的水文地质条件，VisualMODFLOW允许用户输入数据插出各层的顶底板标高。

在输入标高对话框中，有以下选项：

输入数据：

它可以读入Surfer（.GRD）文件及ASCII（.ASC）文本文件。

表面属性：

文件可以是