魏亚强，陈 坚，张 铎，李 璐

(1.生态环境部环境规划院，北京 100012;2.Broentech Solutions公司，Skoppum 3185)

1 概 述

数值模拟是一种随科技发展衍生的用于定量刻画地下水渗流和溶质运移过程，精确分析地下水规律的方法。对地下水运动的定量刻画始于1856年，法国工程师达西(Henry Darcy)根据砂槽实验提出了达西公式。此后，地下水运动过程定量刻画技术经历了稳定流、非稳定流解析研究阶段，物理模拟方法研究阶段和计算机数值模拟研究阶段[1]。在已有的研究中，物理模拟通常被用来校正解析解和验算数值模拟程序。同时，计算机技术的发展推动了数值模拟朝精细化、大尺度、耦合等多方向发展[2]。20世纪80年代末期，地下水数值模拟计算方法已经比较成熟。20世纪80年代，美国地质调查局(USGS)McDonald和Harbaugh开发了一套基于三维有限差分法的专门用于孔隙介质中地下水流数值模拟的软件MODFLOW(a modular three-dimensional finite-difference ground-water flow model)[3]，此后，MODFLOW在全世界范围内，在科研、生产、环境保护、城乡发展规划、水资源利用等许多行业和部门得到了广泛的应用，成为最普及的地下水运动数值模拟计算软件[4-5]。但是，MODFLOW的输入与输出是基于文本文件的，没有图形界面，使用比较繁琐。此后，商业公司和机构根据需要开发了界面化操作软件，例如Visual MODFLOW和GMS等。在MODFLOW软件基础上，后期衍生的多样化的模块，如MT3D、MODPATH、RT3D、Win PEST等，加速了软件的处理过程和可视化，极大地丰富了以MODFLOW为基础的地下水模拟软件的应用范围。MODFLOW系列地下水模拟软件的发展历程见表1。

表1 MODFLOW系列软件发展过程

由表1可以看出，在MODFLOW的演变历程中，研究人员主要使用Fortran编程语言开发MODFLOW系列软件及其衍生的多种组合模块。……