地表水和地下水并不是彼此孤立的系统，它们在河流、湿地、湖泊和含水层中持续交换。对工程师、科学人员和决策人员来说，理解这些相互作用对水量平衡、洪水管理、气候影响评估和生态系统健康都很重要。虽然有很多数值模型可以模拟地表水或地下水，MODFLOW 具有模拟两者相互作用的能力。
地下水建模系统（GMS）可以使用 MODFLOW 包和专门工具耦合地表水与地下水模型。GMS 将相关数据集中到同一平台中，而不是让用户处理彼此分离的数据集。下面说明具体方法。
步骤 1：建立概念模型
首先定义地表水和地下水要素。借助 GMS，可以使用 GIS 图层、DEM 和 shapefile 数字化河流、湖泊或渠道。然后，为含水层和弱透水层指定水文地质属性。结构清楚的概念模型可以为模拟提供基础。
步骤 2：选择合适的 MODFLOW 包
GMS 支持多个 MODFLOW 包，用于模拟地表水-地下水相互作用。每个包都有不同用途：
- RIV（River Package）：使用河流水位和河床导水性模拟河流-含水层交换。
- SFR2（Streamflow Routing）：处理连通河网，以及河床下方的渗漏和非饱和流。
- LAK（Lake Package）：模拟湖泊水位动态及其与地下水的相互作用。
- GHB（General Head Boundary）：表示外部含水层或边界水体的定水头条件。
提示：如果模拟复杂河流系统，SFR2 比 RIV 提供更详细的功能。
步骤 3：指定水文输入
输入河流流量、补给、湖泊水位和蒸散发等数据。GMS 允许输入观测水文记录，也可以输入 HEC-HMS 或 SWAT 等模型输出，使模拟反映真实条件。来自 Aquaveo 其他产品的地表水数据，例如 Surface-water Modeling System（SMS），通常可以作为栅格、scatter set 或 DEM 导入 GMS。
步骤 4：运行并校准模型
模型设置完成后，在 GMS 中运行 MODFLOW，并将结果与观测地下水水头和河流流量进行比较。可使用 PEST 等校准工具调整补给率、水力导水性和含水层属性。校准阶段会将模型从理论设置转向可用于决策分析的认识。
为什么这很重要
在 GMS 中耦合地表水和地下水模型，可以提供水文系统的整体视角。无论是规划新基础设施、评价水权，还是评估环境影响，该方法都可以为基于数据的决策提供支持。
下一步
如需将地表水与地下水模型结合起来，可以下载 GMS，并开始建立能够展示水系统整体情况的模拟。