GMS地下水模拟系统

GMS (Groundwater Modeling System)
地下水模拟系统


一 、 模型介绍

GMS是地下水模拟系统(Groundwater Modeling System)的英文缩写。GMS由Brigham Yong University的环境模型实验室和美国军工水道实验站合作开发。具有功能强大的图形界面、综合化的地下水模型构建和数值模拟环境的软件包。

GMS是一种先进的地下水建模软件,它可以在3D环境下开发、表征以及对地下水状况进行可视化的模拟。

1、灵活的建模方法

GMS倡导概念模型的方法,构建一个概念模型需要使用GIS对象(点、弧线和多边形)构造一个高层次表示模型。通过使用概念模型,可用一种简单而有效的方式使得大型、复杂的模型得到应用,而且可以轻松的更新或根据实际需要改变模型。

GMS可使用网格的方法建立简单的几何模型和边界条件,并在网格中直接编辑数值。

2、优越的三维可视化性能

GMS是三维环境中最先进的地下水模拟软件系统。

•   作用于真实的三维系统

•   优越的OpenGL图形硬件升级表现

•   创建照片级真实感的表现

•   可生成动画PowerPoint或Web演示文稿

•   图像可悬垂在模型上且可控制透明度

•   可注释添加指北针,比例尺,参考图像,公司微标等

3、导入各种数据格式和图像

模型需要来自许多不同来源的数据。这就是为什么GMS建立能够轻松地导入多种文件类型:

•   包含地理坐标定位和投影支持的光栅图像

•   地形图高程图像

•   钻孔数据包括地层学和地球物理数据

•   MODFLOW母语文件

•   类似TerraServer的Web数据服务

•   ArcGIS数据库和数据说明

•   .dwg,.dgn,.dxf格式的CAD图

•   包含直角坐标和地理系统的全球投影

•   分离的文本文件和电子表格文件导入向导

4、先进的地下特征

从横截面编辑先进的概率统计,GMS可提供无可比拟的地下建模工具。

•   生成等值面三维数据可视化羽

•   随时随地通过三维数据切割横截面

•   二维和三维地质统计学-克里格、IDW和自然邻点插值法

•   用稳健和快速的算法来创建固体视野

5、软件行业的领导者

GMS是 由Aquaveo工程服务公司用了多年经验开发的地下水建模解决方案:

•   详细的教程和视频

•   在线社区论坛和产品文档

•   电话和电子邮件技术支持

•   定期安排建模专家讲授培训课程

•   现场培训

•   专业咨询服务

二、基于GMS的MODFLOW模型

1、MODFLOW全方位支持

•   可支持不同版本MODFLOW如: NWT,2005,2000,96,88版本

•   可支持多种MODFLOW包

•   保证读取任何模型时MODFLOW可运行

•   支持MODFLOW相关的软件包,如MODPATH, MT3DMS,RT3D,PEST以及在ZONEBDGT中构建

•   全套的手动和自动校准工具,包括PEST,Parallel PEST, Monte Carlo模拟,校准目标,模块和图表

•   大型模型(网格单元,应激期)支持智能内存管理和维护超高速缓存

•   以日期/时间格式支持瞬态数据

•   瞬态数据插值

•   随机模拟工具包括Monte Carlo,Latin Hypercube,Gaussian Field,T-PROGS(优于指示克里格)和向导捕获区和交通分析的风险分析

2、全方位三维可视化

从横截面编辑先进的概率统计,GMS可提供无可比拟的地下建模工具。

•   在三维中实时平移,缩放和旋转

•   优化OpenGL图形改进硬件渲染

•   表面图像纹理映射

•   透明的轮廓,纹理贴图,曲面和等值面

•   光源和镜像

•   切断表面观察里面

•   任何角度的三维界面

•   ISO表面

•   创建动画影片,动画瞬态数据,移动界面

3、概念模型

•   通过两周的免费试用,体会MODFLOW与GMS的实力。访问下载中心下载GMS最新的完整安装版本,这个安装包括了GMS和MODFLOW的教程。

•   MODFLOW教程提供了一步一步的安装提示

•   利用GIS系统对象(点,弧线和多边形)在网格上独立标线

•   利用固体使网格独立表示地层

•   在MODFLOW层使用点数据和插值网格表示地层

•   显示背景/影像图,航拍照片等

•   二维,三维插值和包含克里格法的地统计学

4、GIS集成

•   GIS数据的紧密集成

•   直接在GMS上开放地理数据和数据说明

•   输出地理数据库和数据说明

•   在ArcMap上使用Arc Hydro Groundwater生成报告和地图

•   全球范围的投影支持,包括笛卡尔和地理(纬度/经度)

•   良好的用户界面

•   标准的、直观的、良好的Windows界面

•   生成报告的注释工具

•   丰富的教程

•   完整的帮助系统

•   用户和开发人员组成的活跃的论坛

•   完整的电话和电子邮件技术支持

•   定期安排建模专家讲授培训课程并进行现场培训

三、GMS传输模型的应用

1、MODPATH

MODPATH由美国地质调查局开发,GMS支持MODPATH5.0版本。GMS下的MODPATH分布式版本是原来由美国地质调查局稍作修改的公共领域版本。

MODPATH是一个与MODFLOW结合的离子跟踪代码。运行MODFLOW仿真后,用户可以指定一组粒子的位置,假设将它们使用由MODFLOW计算的流场平流传送,然后通过时间跟踪颗粒。无论是前向时间还是后向时间颗粒都可以被跟踪。由于GMS有良好的用户界面,常见的MODFLOW不需要在GMS中进行严格的离子跟踪。粒子跟踪分析对划定捕捞区域的影响力较大。

2、MT3DMS

MT3DMS是一个模块化的立体传输模型,它可以模拟地下水系统中对流,弥散和溶解成分的化学反应。MT3DMS采用的模块化结构类似于MODFLOW使用的结构。MT3DMS与MODFLOW在一个两步骤的流动和运移模拟中结合使用。

单元通量通过MODFLOW流动模拟计算并写入到一个特殊格式的文件中,然后用MT3DMS读取后用作传输部分流场的仿真。MT3D模型与早期版本的GMS属于一类,MT3DMS是MT3D较新的版本。MT3DMS与MT3D不同的是MT3DMS可以允许多种形式的传输,支持额外解算并允许在单元格中输入所有模型的参数。

3、PHT3D

PHT3D是一个三维反应性传输模型。PHT3D是MT3DMS及PHREEQC-2的一个组合。PHREEQC组件允许的各种低温水相地球化学反应。

4、SEAWAT

SEAWAT是三维变密度地下水流传输模型。它是美国地质调查局在MODFLOW和MT3DMS的基础上开发的。SEAWAT V4是基于MODFLOW2000和MT3DMS5.2开发的。SEAWAT包括两个额外的软件包:变密度流(VDF)和粘度(VSC)。GMS作为前置和后置处理器来支持SEAWAT。SEAWAT的接口依赖于MODFLOW和MT3DMS的接口。SEAWAT输入数据由GMS产生并保存在一个文件中,这个文件包括一个MODFLOW模型,一个传输已经使用了的MT3D模型和一个指向MODFLOW and MT3D模型软件包的SEAWAT模型。这些文件被SEAWAT读取并开始执行。SEAWAT使用MODFLOW和MT3D的接口来显示边界条件并进行后处理。

5、RT3D

RT3D是由巴特尔太平洋西北国家实验室开发的多品种反应性传输模式。RT3D 是MT3DMS利用替代化学反应包修改后的版本。许多预定义的反应可以提供一个用于创建用户定义反应的选项。 RT3D非常适合模拟自然衰减和生物修复。

6、SEAM3D

SEAM3D是由美国弗吉尼亚理工大学的马克威多森开发。SEAM3D是用来模拟复杂的生物降解问题的一种反应性的传输模型。它是基于MT3DMS代码。除了正规的MT3DMS模块,SEAM3D包括生物降解包和NAPL溶解包。