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创建MT3DMS模型
1990年代以前,虽然已经有很多有关地下水中污染物运移的研究,但是,还很少见到一个完全公开的用于地下水中污染物运移的模拟软件。而地下水中污染物的运移过程要比地下水流本身的运动要复杂得多,再加上数值模拟污染物运移过程中存在的数值弥散和人工振荡,因此,开发一套能够有效应用于实际区域地下水中污染物运移的模块化软件成为一种必需。正是为了适应这一要求,C. Zheng(郑春苗)在S. S. Papadopulos & Associates公司工作期间,由美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency,USEPA)资助开发并于1990年发布了一个用于地下水中污染物运移的一个实际应用模拟软件——MT3D。MT3D软件一经发布,其源代码即由USEPA完全公开。源代码的公开一方面有利于该模拟软件的推广应用,而另一方面也有利于该软件的改进和提高。与此同时,以MT3D为内核的一些商用软件也投入实际应用。
1998年,在美国国防部(U.S. Department of Defense, USDoD)下属陆军工程师兵团研究开发中心(U.S. Army Engineer Rese弧h and Development Center)项目的资助下,C. Zheng和P. Wang开发出来了基于MT3D的第二代模拟软件——MT3DMS。MT3DMS增加和丰富了MT3D软件中原有的求解子程序包,能够在保证质量守恒的基础上尽可能减小数值弥散和人工振荡引起的误差。MT3DMS不但可以同时模拟地下水中多种污染物组份的物理迁移过程(包括对流、弥散、吸附等),而且可以(或结合其它软件如RT3D)模拟组份在运移过程中发生的简单(或复杂)生物和化学反应。
EnviFusion支持建立MT3DMS地下水数值模型。MT3DMS本身不包括地下水流模拟程序,需要在MODFLOW运行结果的基础上创建。用户首先在ENVIFUSION中打开MODFLOW的运行结果(.nam)文件,随后以此为输入图层点击模拟->MT3DMS->创建MT3DMS模型。
在创建MT3DMS模型的属性面板,用户可以指定下列溶质运移模拟的默认参数。
▪默认有效孔隙度
▪默认初始浓度
▪默认纵向弥散度
▪默认横纵弥散比
▪默认垂纵弥散比
▪默认分子扩散系数
▪溶质组分数量
▪吸附与反应:若选中此项,用户应输入与吸附及反应有关的模型参数;否则模型将仅考虑污染溶质的对流与弥散作用。
▪吸附类型:请选择污染溶质在含水介质表面的吸附类型,MT3DMS支持线性平衡吸附、朗格米尔吸附等温线、弗里德里希吸附等温线、一阶瞬态吸附、双域无吸附、双域吸附等类型。
▪默认体密度
▪默认第二孔隙度:此参数在双域模型中有效,代表非活动域的孔隙度,其数值应小于总有效孔隙度。
▪默认第一吸附常数
▪默认第二吸附常数
▪初始固相浓度:此参数在瞬态模型或双域模型中有效。瞬态吸附情景下为初始固相浓度、双域模型情景下为非活动域初始浓度。
▪反应类型:MT3DMS支持一阶不可逆反应和零阶反应。
▪默认第一反应常数
▪默认第二反应常数
▪无效标记:请指定本模型中用来标记无效赋值的数值,默认为-9999。系统在处理模型数据时,如果遇到此数值,将认定此网格未被赋值。所以用户应选用自身模型中不可能出现的数值作为无效标记。
点击应用后,系统将生成新的MT3DMS模型图层。用户可以后期在模拟菜单下对模型进行进一步的操作。