Visual MODFLOW Flex 12.0 正式发布：升级三维概念与数值地下水建模软件

作为地下水流动与溶质运移一体化模拟软件，Visual MODFLOW Flex 推出 12.0 版本。新版本集成了行业标准代码、核心分析与校准工具，以及 3D 可视化功能。其采用的“概念模型”方法，让用户能够在单一环境下实现从全域概念设计到精细化数值模拟的跨越。

核心优势：概念模型方法的工作流优化

Visual MODFLOW Flex 独立于网格的概念模型方法，为地下水模拟带来了以下工作流优化：

• 建模前置设计（先构思，后网格）： 地质地层结构、水文地质属性和边界条件均在模型网格或网格剖分之外进行设计。这让您在应用离散化方法并转化为数值模型之前，能够灵活调整对地下水系统的认知与诠释。

• 减少数据预处理： 直接处理独立于网格的原始数据。这意味着您可以利用现有的 GIS 数据，在设计网格之前，就将实际的地质与地理条件融入模型中。

• 区域与局部尺度模型的生成： 支持非结构化 Voronoi 网格、Quadtree（四叉树）网格以及局部网格加密（LGR）。您可以在概念模型环境中，直接针对特定区域设计局部加密网格。通过子网格提取功能，区域模型计算出的水头还能直接用作局部尺度模型的边界条件。

• 多方案并行，提高设计速度： 由于原始数据独立于网格且保持完整，在修改数据或调整项目目标时，这些数据不会被网格单元或网格元素所固化。这使得您可以基于同一个概念模型，生成多个数值模型。

• 数据变动与结果同步： 概念模型环境提供同步的 2D 和 3D 视图。一旦数据发生修改，视图将自动更新。

Visual MODFLOW Flex 12.0 更新与改进

在 12.0 版本中，软件针对运移引擎、粒子追踪、计算性能以及用户体验进行了多项优化：

1. MT3D-USGS 溶质运移引擎升级

作为 MT3DMS 的升级版本，MT3D-USGS 在保留用户熟悉输入格式的同时，扩展了功能维度：

• 母子体反应模拟： 支持模拟特定的化学反应，即衰变的母体物种产生其他子体物种的过程。

• 氧化还原（Redox）反应： 支持 MT3D 的氧化还原（电子供体/电子受体）反应模型，允许模拟涉及两种物种的瞬时反应，或涉及特定数量电子供体和电子受体的动力学反应。

• MODFLOW-6 集成： MT3D 可在结构化网格上与 MODFLOW-6 流动模拟协同运行，结合了类 MT3DMS 的运移建模能力与 MODFLOW-6 的流动引擎。

• 扩展的双重介质模拟： 扩展了阻滞模型，允许在移动和不移动介质域中模拟具有不同线性吸附参数的双重介质质运移。

2. 新增支持 MODFLOW-USG 运移引擎

MODFLOW-USG Transport 引擎的加入，为用户提供了以下功能：

• 非结构网格运移建模： 该版本开始支持使用 MODFLOW-USG 流动引擎进行溶质运移建模。

• 时变材料属性： 支持随时间变化的渗透系数（水力传导度）和贮水系数参数，细化度可达网格单元级别。

• 链式衰变反应： 可指定特定的母子体反应，适合模拟诸如氯代烃（含氯溶剂）降解等场景。

3. 计算引擎的迭代与升级

• 支持 MODFLOW-6 粒子追踪模型 (PRT)：

  • 功能覆盖： 用户可以使用熟悉的 Flex 工作流，创建与此前支持的引擎同等功能的 MODFLOW-6 正向和反向粒子追踪模型。

  • 直接兼容各类网格： PRT 可在 Flex 中的结构化或非结构化网格上运行，不需要第三方工具。

  • 完整的 MODFLOW-6 工作流： 随着 PRT 的加入，数值建模的核心工作流——流动模拟、运移模拟、自动校准、子区域水均衡分析以及粒子追踪——均可以在 Flex 的 MODFLOW-6 环境下完成。

• MODFLOW-6 流动引擎升级 (从 6.4.1 升级到 6.7.0)：

  • 改进的多介质模拟： 对于包含一个或多个不移动介质域（immobile domains）的模型，用户现在可以明确指定每个不移动介质域的体积分数。

  • 直接升级： 现有项目代码将自动升级并匹配新的参数化设置。

• MODPATH 7.2 集成：

  • 四叉树网格粒子追踪： MODPATH 7.2 可作为原生粒子追踪引擎，用于在 MODFLOW-6 或 MODFLOW-USG 中运行的 Q-grid（四叉树网格）流动模拟。

4. 性能与易用性优化

为了配合大型模型的处理，新版本在底层算法和交互设计上进行了调整：

• 性能优化：
  算法改进缩短了以下工作的运行时间：

  • 生成模型层位（Model Horizons）时；

  • 保存包含多个应力期（Stress Periods）的补给（Recharge）与蒸发蒸腾（Evapotranspiration）边界条件时；

  • 在包含较多网格单元的结构化网格上，编辑并保存补给与蒸发蒸腾边界条件时；

  • 使用折线（Polyline）数据对象分配属性或边界条件时；

  • 在使用包含较多单元格的 Q-grid（四叉树网格）时，在不同工作流步骤之间切换时。

• 易用性优化：

  • 初始浓度定义： 在 MT3D、MT3DMS 和 RT3D 模拟的“转换（Translate）”工作流步骤中，支持使用 .UCN 输出文件来定义物种的初始浓度，该工作与现有的 MODFLOW-6 实现方式一致。

  • 界面自动调整： 当更改运移模型时，模型资源管理器（Model Explorer）中会自动移除不相关的参数，保持工作界面聚焦。

  • 快捷键支持： 新增键盘快捷键（Ctrl + Page Up/Page Down），方便用户在各个工作流步骤之间进行切换导航。