溶質(zhì)運移模擬的案例
基于Visual Modflow的基坑降水對周邊環(huán)境影響分析
Visual MODFLOW用三維有限差分數(shù)值理論模擬孔隙介質(zhì)中地下水流動。自從問世以來，由于其程序結構的模塊化、離散方法的簡單化和求解方法的多樣化等優(yōu)點已被廣泛用來模擬井流、河流、排泄、蒸發(fā)和補給對非均質(zhì)和復雜邊界條件的水流系統(tǒng)的影響。目前我國在地下水及溶質(zhì)運移模擬、地下水流數(shù)值模擬、預測基坑降水應起的地面沉降、基坑涌水量的預測、模擬斷層等研究都應用了Visual MODFLOW 軟件。
本文以國內(nèi)某地鐵車站為例，采用Visual Modflow軟件模擬基坑降水對周邊環(huán)境影響。
一、案例背景介紹
國內(nèi)某地鐵車站深基坑工程，基坑開挖深度約為16m，圍護結構形式為地下連續(xù)墻，墻厚為1m，地連墻兼做止水帷幕。基坑開挖深度范圍內(nèi)存在較厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層。設計時，考慮基坑一側(cè)存在需保護建筑物，并綜合考慮造價經(jīng)濟性，地連墻深度設計為一側(cè)入巖（臨近被保護對象一側(cè)，深50m），隔斷地下水。另一側(cè)懸掛，深度30m，止水帷幕體系屬于懸掛式之水帷幕。
基坑降水共采用深層減壓降水井約50口，井深40m，淺層疏干降水井約30口，井深20m。濾管長度約15m。
基坑深度范圍內(nèi)，存在較厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，厚度10m左右，滲透系數(shù)為0.003/0.018 （豎向/水平）m/d，基坑下臥層為粉砂層，滲透系數(shù)為15m/d。基巖層為中風化巖層。
二、Visual Modflow分析流程
2.1 建立平面及豎向網(wǎng)格，導入底圖。由于cad中地形圖較大，導入困難，故采用地圖云圖圖片格式導入。
2.2根據(jù)降水方案，布置抽水井，設置濾管參數(shù)。
2.3設置地層滲透參數(shù)
2.4添加止水帷幕（局部設置如下），考慮不同位置地連墻深度。
2.5添加適當邊界條件（如定水頭、河流邊界等），提交計算。
展開 [地下水] 談談Visual Modflow和Feflow的區(qū)別
Visual Modflow和FEFLOW都是當前世界上十分流行的可用于模擬三維地下水流和溶質(zhì)運移模擬評價專業(yè)軟件系統(tǒng)，屬商業(yè)軟件。它們都具有直觀的、強有力的圖形交互界面，模型剖分、輸入?yún)?shù)和模擬結果，都可以用圖形顯示，并支持三維可視化和，做到了真正的人機對話，在許多行業(yè)和部門內(nèi)得到了廣泛的應用。但同時，它們之間卻存在著許多差別，各有千秋：
（1）從軟件功能上看，F(xiàn)EFLOW要比Visual MODFLOW更為全面一些，F(xiàn)EFLOW除了可以模擬Visual Modflow所能模擬的二維、三維飽和流狀態(tài)的水流和溶質(zhì)運移問題之外，還可以模擬多層自由表面含水系（包括滯水模擬）、熱轉(zhuǎn)遞、可變密度流場（鹽水或海水入侵問題）以及非飽和帶流場及物質(zhì)運移問題。
（2）從數(shù)值法的計算原理上，Visual Modflow采用的是有限差分法，而FEFLOW采用的是有限單元法。
（3）從離散化方面來說，由于Visual Modflow采用的是有限差分法，所以對所模擬的地質(zhì)體采用矩形網(wǎng)格進行剖分，這種網(wǎng)格的優(yōu)點在于，用戶易于準備數(shù)據(jù)文件，便于輸入文件的規(guī)范化，但是，當需要在所關注的地點附近（比如井附近）要增加計算單元的密度，就必須同時對經(jīng)過該點附近區(qū)域的所有的行和列都進行加密，這樣使得計算量大大增加。而FEFLOW不存在這個問題，由于其采用的是有限單元法，其剖分單元的形狀可以是靈活多變（可以是三角形、也可以是矩形），一般采用三角形剖分，加密的時候，可以只對感興趣的地方加密，相比Visual Modflow來講，減少了運算量。用三角形剖分的另一個好處是，在刻畫模擬區(qū)的外部邊界時，可以利用三角形的邊很好地控制外邊界范圍，這樣刻畫出來的邊界比用Visual Modflow刻畫出的外部邊界要精確。以上兩點通過兩個軟件的實例便可看出。
展開 單向流固耦合——模擬彎曲河床砂石運移
0 引言
要完成這個工況的模擬，其實需要解決兩個難點，第一個是如何生成河床。這里假設河床截面是圓形的，那其實是需要一個pipe形狀的三維體，但是這個在PFC中是沒有提供的。第二個難點就是河流流場的生成了。
1 生成河床
這里我們使用的是以直代曲的辦法，可以用一個個圓柱拼接成河床的額樣子。createwall 函數(shù)中就是使用循環(huán)生成河床的墻體，R_he 為河床截面中心的弧長半徑，jing_he 為河床截面的圓形半徑，he_kua 為河床跨過的圓心角。wallsplit是我們河床墻體的分段，也不是說分的越細結果越好的。
ball_range 我們定義了河床砂石的生成區(qū)域，也是一個圓柱形區(qū)域，用的是generate生成后自重沉降的方式。
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