二维渗流编程
Ⅰ 请问蒙特卡洛方法模拟渗流模型和二维导电模型可以用哪个软件平台，MCNP，MATLAB，还是其他的啊，求指教
MATLAB，可以参考控制软件包
Ⅱ 怎么理解达西定律在二维渗流场中xz方向的渗透系数（即Kxz）
达西定律是反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。由法国水力学家 H.-P.-G.达西在1852～1855年通过大量实验得出。其表达式为Q=KFh/LDarcy’s Law式中Q为单位时间渗流量，F为过水断面，h为总水头损失，L为渗流路径长度，I=h/L为水力坡度，K为渗透系数。关系式表明，水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比，与过水断面面积和总水头损失成正比。从水力学已知，通过某一断面的流量Q等于流速v与过水断面F的乘积，即Q=Fv。或，据此，达西定律也可以用另一种形式表达v=KIv为渗流速度。上式表明， 渗流速度与水力坡度一次方成正比。说明水力坡度与渗流速度呈线性关系，故又称线性渗流定律。达西定律适用的上限有两种看法：一种认为达西定律适用于地下水的层流运动；另一种认为并非所有地下水层流运动都能用达西定律来表述，有些地下水层流运动的情况偏离达西定律，达西定律的适应范围比层流范围小。这个定律说明水通过多孔介质的速度同水力梯度的大小及介质的渗透性能成正比。这种关系可用下列方程式表示：V=K[（h2－h1）÷L]。其中V 代表水的流速，K 代表渗透力的量度(单位与流速相同, 即长度/时间)，（h2－h1）÷L 代表地下水水位的坡度（即水力梯度）。因为摩擦的关系，地下水的运动比地表水缓慢得多。可以利用在井中投放盐或染料，测定渗流系数和到达另一井内所需的时间。达西定律可以从多孔介质中层流运动所遭遇的阻力关系推导出来。图1为沿流线方向s取得单元微分体, 长为ds, 断面积为dA;图1 渗透水体的受力作用在单元柱体上的力有: 两端的孔隙水压力, 孔隙水流的自重及水流受到颗粒孔隙道的摩阻力F。沿土柱方向写渗流的三力平衡式(略去水流的惯性力)pndA - ( p+ dp ) ndA - γndsdA sinθ- F = 0因为 dz/ds= sinθ, h =p/γ+ z , dp= �γ( dh - dz )代入上式则得γndA dh + F = 0 ( 1)引用司托克斯对于一个颗粒上的层流阻力的公式D=3πμdν' , 式中D 常被称为拖引力; d 为颗粒直径; v'为颗粒周围沿渗流方向的局部平均流速; 为水的动力粘滞性; ∀为一个系数,决定于邻近颗粒的影响(对于无限水体中的圆球∀= 3π )。
Ⅲ 二维渗流公式∂Vx/∂X+∂Vz/∂z中∂表示什么意思
表示求偏导数。
Ⅳ 实验Ⅱ 渗流槽剖面二维流实验
一、实验目的
1.观察有入渗补给条件下潜水二维稳定流的渗流现象及特征。
2.求降雨入渗强度W值，并和实测值进行比较。
3.求含水层的渗透系数K值。
二、实验装置
图Ⅱ-1为二维渗流砂槽示意图，其长为380cm，宽50cm，槽内装有均匀的砂，顶部设有模拟降雨装置，由转子流量计（M）测定总降雨量。
砂槽的两端装有活动的溢水装置，分别用来稳定河A和河B的水位，升、降可以控制两侧水位的高低，并通过进水阀门K控制供水水源。
图Ⅱ-1 二维渗流实验装置示意图
槽底和后壁面沿流向按一定间距设有多组测压管（水平方向共24组，编号依次是A，B，C，…，W，X；每组铅直断面6个测点，编号依次为1，2，3，4，5，6）。用软管连接测压管孔和测压管板，可以测定渗流场中144个点的测压水头。
三、实验步骤
（1）领取量筒和秒表。
（2）检查并排除测压管内可能存在的气泡。
（3）观察有入渗补给、两河水位相等（HA＝HB）条件下，河间地块分水岭的位置及潜水面的形状。
（4）测定向河流的排泄量（用体积法），以求得W值。
（5）由转子流量计（M）读降雨量QM。
（6）升降溢水装置A或B，使HA>HB（高差不要太大），观察测压管水位变化及分水岭移动情况，待稳定后记录各测压管读数。
（7）重复步骤（4）和步骤（5）。
四、实验成果
1.实验数据记录
含水层宽度B＝ cm，长度L＝ cm，面积A＝ cm2，底板高程Z0＝ cm。其他数据记入表Ⅱ-1，表Ⅱ-2，表Ⅱ-3。
2.数据计算（选择合适的公式和数据进行计算，结果填入表Ⅱ-4）。
表Ⅱ-1 实验Ⅱ综合数据记录表
表Ⅱ-2 实验Ⅱ测压水头记录表（HA>HB）
续表
表Ⅱ-3 实验Ⅱ测压水头记录表（HA＝HB）
注：表头为测压管编号，括号内数据表示测点到坐标零点的距离；x以A河右壁为零点，Z以含水层底板为零点。
表Ⅱ-4 实验Ⅱ数据计算成果表
3.在方格纸上绘制实测潜水面、计算潜水面以及剖面流网。
4.问题讨论
（1）同一铅直面上，各测压管水头是否相等？试用流网分析为什么？
（2）分析计算的W值的误差来源？
（3）进行步骤（6）时，假如使两侧河流水位高差很大时，渗流可能出现什么现象？
（4）实验装置中A，B，…，W，X共24根测压管沿流向布置；1～6的6根沿铅直方向布置，表Ⅱ-2，表Ⅱ-3所记录的测压管读数中，哪一排读数的连线最接近潜水面？
（5）试分析计算的分水岭位置a和观测的分水岭位置a数值不一致的原因。
（6）在以上计算中，选哪些断面、哪些测压管的数据，计算结果最符合实际？
五、试验性实验设计参考
（1）分段降雨条件下的剖面二维渗流实验。调节降雨进水阀，形成分段降雨稳定入渗条件，观察两河水位相等条件下，河间地块分水岭位置、潜水面形状、水头分布及流网特征等。
（2）河岸出渗面及地表径流的观测。调节降雨进水阀逐渐加大或减小降雨强度，观察不同降雨条件下地表产流情况及河岸出渗面现象。
Ⅳ 地下水数值模拟能解决什么问题
前言
绪论
第一篇 数学模型
第1章 基本方程
1.1 连续介质
1.2 水流方程
1.3 溶质和热量的运移方程
1.4 定解条件
1.5 数值模拟的基本过程
第2章 地下水流模型
2.1 饱和水流模型（单相）
2.2 两相不混溶渗流模型
2.3 非饱和水流模型
2.4 地面沉降模型
第3章 溶质运移和热量运移模型
3.1 饱和带溶质运移模型
3.2 阳离子交换问题
3.3 咸水/卤水入侵问题
3.4 深井地下灌注
3.5 饱和带热量运移、含水层贮能问题
3.6 非饱和带溶质运移模型
第二篇 数值方法
第4章 有限差分法（水流问题）
4.1 基本知识
4.2 二维渗流问题
4.3 三维渗流问题
4.4 非饱和带水分运动问题
第5章 有限元法（水流问题）
5.1 基本原理
5.2 单元系列、插值函数和相应的有限元方程
5.3 解二维渗流问题的有限元法
5.4 解三维渗流问题的有限元法
5.5 一些具体问题的处理
5.6 系数矩阵的存贮和线性代数方程组的解法
第6章 地下水水质和热量运移问题的数值解法
第7章 有限差分法和有限元法的应用
第8章 混合有限元法和多尺度有限元法
第9章 其他数值方法
第三篇 反求参数的数值方法
第10章 解逆问题的数值方法
第11章 敏感度分析与模型的不确定性
Ⅵ 谈谈Visual Modflow和Feflow的区别
以下是对Visual Modflow和FEFLOW区别的一些浅薄的认识，和大家共同探讨。这里的Visual Modflow指的是目前大家常用的版本，不含Visual Modflow中MODFLOW－SURFACT模块。
Visual Modflow和FEFLOW都是当前世界上十分流行的可用于模拟三维地下水流和溶质运移模拟评价专业软件系统，属商业软件。它们都具有直观的、强有力的图形交互界面，模型剖分、输入参数和模拟结果，都可以用图形显示，并支持三维可视化和，做到了真正的人机对话，在许多行业和部门内得到了广泛的应用。但同时，它们之间却存在着许多差别，各有千秋：
（1）从软件功能上看，FEFLOW要比Visual MODFLOW更为全面一些，FEFLOW除了可以模拟Visual Modflow所能模拟的二维、三维饱和流状态的水流和溶质运移问题之外，还可以模拟多层自由表面含水系（包括滞水模拟）、热转递、可变密度流场（盐水或海水入侵问题）以及非饱和带流场及物质运移问题。
（2）从数值法的计算原理上，Visual Modflow采用的是有限差分法，而FEFLOW采用的是有限单元法。
（3）从离散化方面来说，由于Visual Modflow采用的是有限差分法，所以对所模拟的地质体采用矩形网格进行剖分，这种网格的优点在于，用户易于准备数据文件，便于输入文件的规范化，但是，当需要在所关注的地点附近（比如井附近）要增加计算单元的密度，就必须同时对经过该点附近区域的所有的行和列都进行加密，这样使得计算量大大增加。而FEFLOW不存在这个问题，由于其采用的是有限单元法，其剖分单元的形状可以是灵活多变（可以是三角形、也可以是矩形），一般采用三角形剖分，加密的时候，可以只对感兴趣的地方加密，相比Visual Modflow来讲，减少了运算量。用三角形剖分的另一个好处是，在刻画模拟区的外部边界时，可以利用三角形的边很好地控制外边界范围，这样刻画出来的边界比用Visual Modflow刻画出的外部边界要精确。以上两点通过两个软件的实例便可看出。另外，有限差分法对于处理复杂地质体中的地下水三维渗流场模拟方面存在着不足，没有有限元三角剖分灵活多变。
（4）FEFLOW具备地理信息系统数据接口，可以充分利用已有的 ARC/INFO GIS地理信息系统数据产生有限单元网，设置边界条件和参数。
（5）Visual Modflow采用的是模块化结构，在软件输入操作过程便体现了这一点，如边界条件里面的定水头边界、河流边界、截渗墙边界、排水沟边界、补给边界和蒸发边界等，而FEFLOW的边界条件是按照一类、二类、三类和井流边界划分的。这两种形式各有优缺点，模块化结构对常见的几类边界进行了分类，用户可根据问题直接选择该边界模块进行输入编辑操作，十分方便，但遇到特殊水文地质问题时就显得不足；FEFLOW中边界问题的分类采取了广义的边界条件分类，因此在处理水文地质边界条件时就非常的灵活，但是这种过于集中的输入方式也给输入工作带来了不便，比如源汇项的输入过于集中，用户需要对其数据进行整理或者预处理才能输入；另外，在非稳定流模拟中，对于蒸发输入的操作在Visual Modflow中可以很容易实现，但是在FEFLOW中却要通过FEFLOW的二次开发工具IFM模块编程来实现。
（6）在混合井的模拟方面二者都存在不同程度上的不足。混合井流是在生产过程中十分常见的一种地下水开采方式。但混合井流的模拟一直是MODFLOW的一个缺陷。尽管MODFLOW建议“多层井的流量必须以某种形式人为地分配给每一单层，……把井流量按每一层的导水系数大小分配，即 ”，其中 和 分别为第 层流量和总（井口）流量，Ti和求和公式T分别为第i层导水系数和总导水系数。但实质上，这种方法是不妥的，它不是模拟，而是“处理”，一种与机理不符的“处理”。因此这个问题应引起地下水流数值模拟工作者的重视。FEFLOW以前的版本中在处理该问题时，也有类似的不足，其处理方法是在同一点上布置多口井（每个井开采的层位不同）来实现混合井开采问题，不过在新的Version5.3版本中已有改进,是否完善还有待进一步验证。（7）干涸单元问题。在Visual Modflow的计算过程中，如果计算水头低于该计算单元之地面标高，该计算单元则处于非饱和状态。这时，Visual Modflow并不考虑该计算单元在非饱和态下的渗透系数，而是将这个计算单元列为“干涸计算单元”（Dry cell），并将其导水系数赋值为零。一旦一个计算单元变为干涸单元，他就将被重新定义为不透水或非活动单元计算，从而被摒除出以后的模型计算。计算结果也可能因为干涸计算单元的出现而受到影响。所以，Visual Modflow中对于干枯单元的处理方法还不够完善。为了克服88年版MODFLOW中计算单元“一旦变干就永不能恢复”的问题，美国地调局的McDonald等人于1992年推出了一个新的子程序包，称为BCF2（Block Centered Flow Package)，允许干涸单元重新成为有效的计算单元，即出现了重新变湿（Rewetting）选项，但是其结果并不理想，虽然干涸单元格可以得已重新变湿，但是又造成了运算不易收敛的问题。
而在FEFLOW中，由于其没有采用这种处理方式，也就不存在这一问题。
（8）模型文件的保存形式不同。在Visual Modflow中，一个模型往往生成很多文件，模型构成数据及计算结果分别被保存成不同的文件类型，如各层标高文件保存为VMG文件，边界及参数保存在VMP文件中，井文件保存为VMW文件，输出结果水头数据保存为HDS文件，降深数据保存为DDN文件，水均衡数据保存为ZOT文件等，你可以直接对这些文件操作，或者利用这些文件构建模型等。在FEFLOW中，一个模拟问题全部保存在一个fem文件内，模拟结果也保存为一个文件（DAC文件）。
（9）在利用Visual Modflow模拟非稳定流问题时，模拟计算可以随时停止、暂停，但若问题没有模拟结束就无法显示模拟结果。而在FEFLOW中，非稳定流模拟计算可以随时暂停，以便用户显示和分析中间模拟结果，并且工作窗口可以实时显示地下水非稳流场，温度场及污染物迁移模拟结果。
以上是对两软件的一些比较，大家可以根据自己需要学习或者选用这两款软件，当然，还有其它类似的一些软件，如Processing Modflow、GMS、Visual Groundwater等等。但是，需要注意的是，软件只是我们解决模拟问题的工具而以，最重要的还是对基础理论把握和对实际问题的正确认识，只有正确地认识和分析各类水文地质问题，才能做好水文地质模拟工作。