Введение
В данном примере описывается создание численной геофильтрационной модели (решатель MODFLOW-2005) и геомиграционной модели (решатель MT3DMS). Упражнение основано на известном примере Аэропорта из Visual MODFLOW Classic. Современная версия упражнения на английском языке доступна по ссылке.
В упражнении решаются следующие задачи:
· узнать, как создать проект и создать численную сетку;
· ознакомится с навигацией по графическому интерфейсу и последовательностью численного моделирования;
· узнать, как определить новые зоны свойств и граничные условия;
· определить входные данные для миграции загрязняющих веществ;
· перевести входные данные модели в пакеты MODFLOW и MT3DMS;
· запустить решатели MODFLOW-2005 и MT3DMS;
· оценить результаты, интерпретируя напоры, понижения и концентрации в нескольких проекциях;
· оценить качество модели, сравнив наблюдаемые напоры с рассчитанными напорами и наблюдаемые по сравнению с расчетными концентрациями.
Исходные файлы для выполнения задания вы можете загрузить с веб-сайта.
Создание проекта
· Запустите Visual MODFLOW Flex.
· Выберите File-New Project… (Новый проект). Появиться окно Create Project (Создать проект).
· Введите название проекта «Airport Tutorial».
· Нажмите на кнопку Browse (Поиск) и наведите на папку, в которой вы хотели бы сохранить проект, и нажмите ОК.
· Определите свою систему координат и базу данных (или просто оставьте локальные декартовы координаты по умолчанию).
· Задайте единицы измерения в окне Units Settings. Для данной работы оставьте значения по умолчанию.
· Окно «Создать проект» теперь выглядит следующим образом.
· Нажмите ОК. Появится экран выбора вариантов моделирования.
· Выберите «Численное моделирование» (Numerical Modelling) и откроется окно «Numerical Modelling».
Задание целей моделирования
· На этом этапе вы определяете цели своей модели и параметры по умолчанию.
· Дата начала модели соответствует началу периода моделирования.
· Выберите 1 января 2000 г в качестве начальной даты.
· Для этого варианта мы включим транспорт загрязняющих веществ в модельный расчет. Установите флажок «Активировать миграцию» (Transport Active) в правой части окна, под «Определением целей моделирования» (Define Modeling Objectives).
· Для «Модели сорбции» (Retardation Model) выберите «Линейная изотерма (контролируемая равновесием)» (Linear isotherm). В этом упражнении вы не будете имитировать какой-либо распад или деградацию загрязняющего вещества, поэтому значение по умолчанию «Реакция» (Reaction) измените на «Без кинетики реакций» (No kinetic reactions).
· Ниже параметров «Модель сорбции» (Retardation Model) и «Реакций» (Reaction) находятся две вкладки: «Специальные параметры» (Species Parameters) и «Параметры модели» (Model Parameters). По умолчанию для расчетов миграции используется один химический компонент. В этом примере мы оставим начальную концентрацию (Initial Concentration, mg/L) равную нулю, но изменим Kd (коэффициент распределения).
· Задайте 1E-7 в колонке (Kd 1/(мг/л)).
· Теперь вы закончили настройку фильтрации и миграции. Нажмите кнопку следующий шаг (Next Step).
· Появится следующий шаг «Задать сетку» (Define Grid); на этом этапе вы можете импортировать Visual MODFLOW Classic или MODFLOW или задать новую сетку.
· Нажмите «Создать сетку» (Create Grid).
Создание сетки
На этом этапе вы можете указать размеры модельной области и задать количество строк, столбцов и слоев для конечно-разностной сетки. Введите следующее в раздел «Размер сетки» (Grid Size):
· столбцы (Columns): 40;
· строки (Rows): 40;
· в поле «Размер сетки» (Grid Extents) введите 2000 для Xmax и 2000 для Ymax;
· в разделе «Задания вертикальной сетки» (Define Vertical Grid) выберете 3 слоя.
Задание отметок слоев
· В Visual MODFLOW Flex вы можете задать равные отметки кровли и подошвы модельных слоев. Или вы можете задавать данные об изменчивости отметок по площади.
· Поверхности могут быть из объектов данных, которые вы импортировали из Surfer (.GRD, ESRI.ASI, .DEM) или из поверхностей, которые вы создали, путем интерполяции точек XYZ. В этом упражнение, вы импортируете 4 поверхности (из файлов Surfer .GRD), затем используйте их для задания отметок слоев.
· Нажмите «Файл» (File) затем «Импорт» (Import Date…) в верхнем меню. Появится окно как представлено ниже.
· В поле «Тип данных» (Data Type) выберите «Поверхность» (Surface) в раскрывающемся списке.
· Для выбора исходного файла нажмите кнопку [...] и перейдите к папке, указанной преподавателем, затем «...\Surfer\ airport-ground-surface.grd» и выберите «Открыть» (Open).
· Нажмите «Далее » (Next >>).
· Нажмите «Далее» (Next >>), примите значения по умолчанию.
· Нажмите «Далее» (Next >>), примите значения по умолчанию.
· Нажмите «Готово» (Finish). Теперь вы должны увидеть новый объект данных «airport-ground-surface» в дереве данных, в левом верхнем углу окна.
· Повторите описанные выше шаги, чтобы импортировать другие файлы Surfer *.GRD в проект:
· «airport-layer2-top.grd»,
· «airport-layer3-bottom.grd»,
· «airport-layer3-top.grd».
· Когда вы закончите, вы должны увидеть 4 объекта данных поверхности в дереве данных в верхнем левом углу.
· Теперь вы можете задать отметки слоев модельной сетки, используя эти поверхности. Под номером слоев, установите флажок «Использовать поверхность» (Use Surface) для каждого слоя сетки. Это показано ниже.
· Затем вы создадите поверхность для каждого слоя;
· Нажмите на дневную поверхность аэропорта из дерева данных (она должна быть выделена), затем нажмите самую верхнюю синюю стрелку рядом с «Использовать поверхность» (Use Surface) в таблице (в строке, начинающейся «Layer 1 - Top»). Если вы сделали это правильно, таблица должна появиться, как показано ниже.
· Теперь повторите эти шаги для остальных слоев:
· Выберите объект «airport-layer2-top» и вставьте его как поверхность для кровли второго слоя.
· Выберите объект «airport-layer3-top» и вставьте его как поверхность для кровли третьего слоя.
· Выберите объект «airport-layer3-bottom» и вставьте его как поверхность для подошвы третьего слоя.
· Когда вы закончите, таблица должна появиться, как показано ниже.
· Вы завершили задание отметок слоев.
· Нажмите кнопку «Создать сетку» (Create Grid) в верхней правой части окна, чтобы создать сетку.
· Вы увидите, что дерево модели будет сгенерировано в левой части окна, и «NumericGrid1» должно появиться как последний элемент.
Уточнение сетки
В этом разделе описываются этапы, необходимые для уточнения сетки моделей в интересующих областях, например, вокруг водозаборных скважин, зоны заправки и площади прерывистого водоупора. Причина для уточнения сетки заключается в получении более подробных результатов моделирования в интересующих областях или областях где вы ожидаете больших гидравлических градиентов. Например, если наблюдаются большие понижения возле скважины, уровень подземных вод будет иметь более гладкую поверхность, если вы используете более дискретную сетку. Кроме того, фильтрационные параметры могут быть заданы более корректно для более дробных сеток.
· Щелкните правой кнопкой мыши на «NumericalGrid1» из дерева и выберите «Изменить численную сетку» (Edit Numerical Grid ...).
· Появится следующее окно.
Уточнение сетки работает путем определения номера стартовой строки и номера конечной строки, затем Коэффициент «Уточнить»; чтобы помочь вам определить границы того, где следует применять уточнение, вы жете добавлять объекты данных, такие как местоположения скважин, карты, шейп-файлы и т. д. Когда вы используете эту функцию со своими собственными моделями, вам нужно будет импортировать эти данные перед уточнением сетки (Grid Refinemen).
· Начните с уточнения строк.
· Введите «5» в поле «От» (From) и введите «35» в поле «До» (То).
· Введите «Заменить каждую [1] строку на [2]» (Replace Every [1] row(s) with [2]). Ваш экран должен выглядеть следующим образом:
· Нажмите кнопку «Применить изменения сетки» (Apply grid edit).
· Затем вы уточните столбцы.
· В левом верхнем углу окна выберите «Редактировать столбцы» (Edit Columns).
· Как и прежде, введите «5» в поле «От» (From) и введите «35» в поле «До» (То).
· Введите «Заменить каждую [1] строку на [2]» (Replace Every [1] row(s) with [2]).
· Нажмите кнопку «Применить изменения сетки» (Apply grid edit).
· Теперь вы должны увидеть крупную сетку по периметру моделируемой области и более мелкие ячейки в середине модели (вокруг интересующих областей). Это показано ниже. Полоса розовых клеток вокруг более дробной сетки указывает на клетки, где индикатор качества порогового значения максимален (который по умолчанию установлен на размер шага ячейки 1,50). Иногда это может привести к значительному увеличению времени расчета и потенциально увеличить дисперсию на основе сетки. Эти области могут быть дробно уточнены для улучшения качества сетки. В данном упражнении мы оставим сетку как есть и перейдем к следующему шагу.
· Нажмите кнопку «OK».
· В дереве модели (Model Explorer) щелкните правой кнопкой мыши на «NumericGrid1_refined» и нажмите «Конвертировать в численную модель (Convert to Numerical Model). Это открывает новый рабочий процесс для усовершенствованной сетки и добавляет узел «Запуска» (Run) со связанными дочерними узлами в дереве модели (Model Explorer) для новой усовершенствованной сетки. Это создаст папку запуска модели в дереве модели, которая включает каталоги ввода и вывода, фильтрационные и миграционные параметры по умолчанию.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл» (File), затем «Cохранить проект» (Save Project) из основного меню.
· В следующем разделе вы увидите только что созданную численную сетку.
· Нажмите кнопку «Задать свойства» или нажмите следующую кнопку "Далее".
Задание фильтрационных параметров
В этом разделе вы найдете шаги, необходимые для разработки модели со слоями высококонтрастные по коэффициенту фильтрации.
· Во-первых, убедитесь, что «Коэффициент фильтрации» выбран в первом выпадающем в меню инструментов (Tool box).
· Нажмите кнопку «Изменить» (Edit ...) и введите следующие значения в верхнюю строку окна:
o Kx (м/сутки): 15, затем использовать «F2» для применения ко всем ячейкам;
o Ky (м/сутки): 15, затем используйте «F2» для применения ко всем ячейкам;
o Kz (м/сутки): 15, затем использовать «F2» для применения ко всем ячейкам.
· Нажмите OK, чтобы принять эти значения.
Во Flex это изменение может занять некоторое время.
В этом случае значения Kx, Ky и Kz совпадают, указывая значения заданных свойств предполагается изотропный пласт. Однако значения свойств анизотропии могут присваивается в модели путем изменения базы данных коэффициентов фильтрации.
В этой трехслойной модели слой 1 представляет собой верхний водоносный горизонт, а слой 3 представляет собой нижний водоносный горизонт. Слой 2 представляет собой водоупор, отделяющий верхние и нижние водоносные горизонты. В этом примере мы будем использовать ранее заданные значения коэффициентов фильтрации (зона № 1) для моделирования слоёв 1 и 3 (представляющих водоносные горизонты) и зададим разные значения коэффициента фильтрации (т.е. новую зону) для модельного слоя 2 (представляющего собой водоупор). Обратите внимание, что слой 1 является верхним в модели.
Затем вам нужно перейти на слой 2 (используя стрелку вверх в текстовом поле Layer как показано ниже).
Теперь вы просматриваете второй слой модели, соответствующий водоупору. Следующим шагом в этом учебнике должны задать малую величину коэффициента фильтрации для водоупора (слой 2). Мы можем графически присваивать значения свойств ячейкам модели.
· Нажмите «Назначить» (Assign), затем «Целый слой/колонка/строка» «Entire Layer/Row/Column» из панели инструментов.
· Появится следующее окно.
· Нажмите кнопку «New» наверху; это создаст новую зону.
· Введите следующие значения:
o Kx (м/сутки): 1E-5;
o Ky (м/сутки): 1E-5;
o Kz (м/сутки): 1E-6;
Должно появиться окно, как показано ниже.
· Нажмите «OK», чтобы принять эти значения.
После того, как закончите, ячейки для второго слоя (Layer2) должны закраситься синим цветом, что указывает на то, что эти ячейки принадлежат «Зоне 2» (Zone2). Вы можете использовать Легенду под панелью инструментов, а также перемещая мышь по ячейкам, обратите внимание на значения в строке состояния (внизу).
Затем вы должны задать соответствующие значения коэффициента фильтрации для области выклинивания водоупора. Несмотря на то, что область, в которой часть водоупора имеет малую мощность, значения коэффициента фильтрации этих ячеек должны быть равными значениям коэффициента фильтрации как верхнего, так и нижнего водоносных горизонтов. В этом конкретном примере зона выклинивания водоупора указана в шейп-файле. Мы импортируем этот шейп-файл в проект:
· нажмите «Файл», затем «Импорт данных ...» (Import data...);
· для типа данных выберите Polygon из раскрывающегося списка;
· в поле «Исходный файл» нажмите кнопку «[...] и перейдите к директории указанной преподавателем, затем «3_Airport\ disccontinard-aquitard.shp» и нажмите «Открыть»;
· нажмите «Next >>»;
· нажмите «Next >>» (примите значения по умолчанию);
· нажмите «Next >>» (примите значения по умолчанию);
· нажмите «Готово».
· Теперь вы должны увидеть новый объект данных, «disccontinuous-aquitard» появится в дереве данных в верхнем левом углу окна.
· Нажмите на поле рядом с этим объектом данных в дереве.
· Объект данных должен теперь отображаться в представлении уровня сетки.
· Проведите масштабирование в этой области (с помощью колеса мыши или кнопки Zoom on на панели инструментов).
· Нажмите «Назначить» (Assign), затем «Использовать объект данных» (Using Data Object) из панели инструментов.
· Используйте кнопку с синей стрелкой чтобы вставить файл формы выклинивания водоупора в новом окне зоны свойств (вы также можете перетащить файл данных в это поле).
· Необходимо присвоить этим ячейкам значения существующей зоны Zone1, которая соответствует водоносному горизонту. Поэтому в этом случае нет необходимости создавать новую зону параметров. Используйте стрелки зоны, чтобы выбрать Zone1, и убедитесь, что значения K = 15 м/сутки, и что слой 2. Ваш экран должен выглядеть следующим образом.
· Нажмите «OK», чтобы назначить этой группе ячеек Zone1. Этот дисплей должен отображаться как показано ниже.
· Теперь просмотрите модель в разрезе, чтобы увидеть три горизонта. Во-первых, увеличить выполните следующие действия:
· Установите флажок «Столбец» (Column) в разделе «Просмотры» (Views). Появится другая проекция рядом с видом слоя, показывающим поперечное сечение модельной области (по умолчанию, через колонку 1). Чтобы улучшить этот вид, вы должны изменить масштаб.
· Введите 40 в поле «Искажение масштаба» (Exaggeration), которое находится на панели инструментов непосредственно над окном просмотра столбцов.
· Введите 37 для номера столбца, так как это обеспечит поперечное сечение области с зоной выклинивания. Вы также можете изменить вид поперечного сечения (измените номер столбца вверх, вниз или ввести новое значение), а также использовать инструменты масштабирования и панорамирования в представлении «Колонка» для улучшения отображения. Обратите внимание, что вы можете повторить те же шаги для строк, вместо столбцов, чтобы видеть поперечные сечения вдоль оси X.
Дисплей должен выглядеть примерно, как на рисунке ниже.
· Когда вы закончите, выключите окно «Колонка», сняв флажок рядом «Колонка» (Column) в разделе «Просмотры».
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл», затем «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
Задание граничных условий
Следующий шаг – задать фильтрационные границы модели. В этом примере вы определите постоянные напоры на севере, в слое 1 и 3, и реку Ватерлоо на юге в слое 1 и постоянный напор на юге в слое 3.
Постоянный напор
Граничное условие первого рода постоянной напор будет для верхнего безнапорного водоносного горизонта вдоль северной границы области моделирования. Для этого вы будете использовать инструмент «Назначить» (Assign)> «Полилиния» (Polyline).
· Во-первых, вам нужно вернуться к слою 1. Введите «1» в поле Layer в разделе «Просмотры» (или используйте кнопки со стрелками).
· Затем убедитесь, что «Постоянный напор» (Constant Head) выбран из первого выпадающего меню под разделом «Инструменты» (Toolbox).
· В разделе «Панель инструментов» нажмите «Назначить» (Assign)> «Полилиния» (Polyline). Переместите указатель мыши на северо-западный угол сетки (верхняя левая ячейка сетки) и щелкните левой кнопкой мыши по этому местоположению, чтобы привязать начальную точку линии. Теперь переместите указатель мыши на северо-восточный угол сетки (ячейка справа вверху) и щелкните правой кнопкой мыши по этому местоположению, чтобы указать конечная точка линии. Нажмите «Готово» (Finish), затем вы должны увидеть небольшое меню «Задание граничного условия» (Define Boundary Condition).
· Нажмите «Next >>», чтобы принять имя по умолчанию. Появится следующее окно.
· Введите начальный напор (Starting Head) (м) 19 в верхнем ряду и нажмите F2 для распространения этого значения.
· Введите конечный напор (Ending Head) (м) 19 в верхнем ряду и нажмите F2 для распространения этого значения.
· Conc001 (оставить значение по умолчанию -1, это означает, что масса загрязняющих веществ не будет назначенные этим ячейкам).
· Нажмите «Готово» (Finish), чтобы завершить задание граничного условия. Нарисованная вручную полилиния будет теперь в виде красных точек, указав, что граничное условие постоянного напора было присвоено этим ячейкам.
· Затем вы назначаете граничное условие постоянного напора вдоль северной границы для нижнего напорного водоносного горизонта.
· Найдите Layer в разделе «Просмотры» (Views) и измените его на «3».
· Убедитесь, что «Постоянный напор» по-прежнему выбрана из первого меню под разделом «Toolbox».
· Нажмите «Назначить» (Assign)> «Полилиния» (Polyline) из панели инструментов. Переместите указатель мыши на северо-западный угол сетки (ячейка в верхнем левом углу) и щелкните левой кнопкой мыши по этому месту, чтобы привязать начальную точку линии. Теперь переместите указатель мыши в северо-восточный угол сетку (ячейка справа вверху) и щелкните её правой кнопкой мыши, чтобы указать конечную точку линия. Нажмите «Готово», затем вы должны увидеть небольшое меню: «Задание граничного условия» (Define Boundary Condition).
· Нажмите «Next >>», чтобы принять имя по умолчанию.
· В диалоговом окне «Задание граничного условия» (Define Boundary Condition) введите следующие значения:
· введите начальный напор (Starting Head) (м) «18» в верхнем ряду и нажмите F2 для распространения этого значения;
· введите конечный напор (Ending Head) (м) «18» в верхнем ряду и нажмите F2 для распространения этого значения;
· нажмите «Готово», чтобы завершить задание граничного условия. Нарисованная вручную полилиния будет теперь в виде набора красных точек, указав, что граничное условие постоянного напора было присвоено этим ячейкам.
· Затем назначьте граничное условие постоянного напора нижнему водоносному горизонту вдоль южной границы модельной области.
· Нажмите «Назначить» (Assign)> «Полилиния» (Polyline) из панели инструментов. Переместите указатель мыши на юго-западный угол сетки (нижняя левая ячейка сетки) и нажмите на это место, чтобы привязать начальную точка линии. Теперь переместите указатель мыши в юго-восточный угол сетки (ячейка справа внизу) и щелкните её правой кнопкой мыши, чтобы указать конечную точку линии. Нажмите «Готово», затем вы должны увидеть небольшое меню: «Задание граничного условия» (Define Boundary Condition).
· Нажмите «Next >>», чтобы принять имя по умолчанию.
· В диалоговом окне «Задание граничного условия» (Define Boundary Condition) введите следующие значения:
· введите начальный напор (Starting Head) (м) «16.5» в верхней строке и нажмите F2 для распространения этого значения;
· в верхней строке введите конечный напор (Ending Head) (м) «16.5» и нажмите F2 для распространения этого значения.
· Нажмите «Готово», чтобы завершить граничное условие.
Задание реки
Далее описывается, как назначить граничное условие реки в верхнем слое модели, вдоль южного края модели.
· Во-первых, вам нужно вернуться к слою 1 (используя описанные выше шаги).
· Теперь нам нужно импортировать наш объект данных реки (используя шаги, описанные ранее;
· «Файл» (File)>«Импорт данных» (Import Data)>«Полилиния» (Polyline)> «river.shp».
· Выберите «Река» (River) из первого раскрывающегося меню в разделе «Инструменты».
· Нажмите «Назначить» (Assign)> «Использовать объект данных» (Using Data Object) из панели инструментов. Используйте кнопку , чтобы добавить объект данных рек в область «Задать граничное условие» (Define Boundary Condition).
· Нажмите «OK» для сообщения о том, что размеры будут привязаны к области модели.
· Нажмите «Next >>», чтобы принять имя по умолчанию.
Появится окно «Задать граничное условие» (Define Boundary Condition), как показано ниже.
Традиционно, граничное условие реки потребовало значения проводимости русла реки. Однако значение проводимости для каждой ячейки сетки зависит от длины и ширины реки, когда она проходит через несколько ячеек сетки. Поэтому в такой модели, как эта, с различными размерами ячеек сетки, значение проводимости будет меняться в зависимости от размера ячейка. Visual MODFLOW позволяет использовать вариант введения фактических размеров реки в начальной точке и конечной точке линии, а затем вычисляет соответствующее значение проводимости для каждой ячейки сетки в соответствии со «стандартной» формулой.
Выберите первую строку в диалоговом окне «Определение граничного условия» и обратите внимание, что Flex выделил желтым соответствующую ячейку (нижний левый угол реки). Этот диалог является интерактивным; вы можете выбрать ячейки в диалоговом окне или окне просмотра/сетки, чтобы увидеть, как в настоящее время используются назначенные граничные значения.
· В верхней строке окна задания границ введите следующие значения для начальной точки.
Расход из реки будет рассчитываться на основе параметров, которые вы зададите. Более подробную информацию о расчете, см. Теорию граничных условий.
· Теперь вы задаете значения для конечной точки реки.
· Прокрутите до нижней строки в диалоговом окне «Задать граничные условия» и щелкните по нему уведомление конечная ячейка реки теперь выделена желтым в виде сетки.
· Теперь задайте значения в этой конечной точке в сетке параметров на основе значений ниже.
· Теперь мы линейно интерполируем промежуточные значения.
· Нажмите серое окно рядом с верхней (стартовой) строкой, чтобы выделить всю строку синего цвета как показано ниже.
· Удерживая клавишу CTRL на клавиатуре, щелкните также, чтобы выделить последнюю (конечную) строку.
· Теперь нажмите кнопку интерполяции. Теперь промежуточные строки должны заполняться с интерполированными значениями.
· Нажмите «Готово», чтобы завершить задание граничного условия. Теперь полилиния превратится в набор голубых точек, что указывает на то, что для этих ячеек было назначено граничное условие реки.
Инфильтрация
В большинстве ситуаций водоносные горизонты имеют питание за счет атмосферных осадков. Чтобы назначить инфильтрацию в Visual MODFLOW, вы должны перейти в верхний слой модели. Граничное условие инфильтрации задается только на первый слой модели.
· Выберите «Инфильтрация» (Recharge) из списка граничных условий в панели инструментов.
· Нажмите «Назначить» (Assign)> «Весь слой» (Entire Layer) из панели инструментов. Появится диалоговое окно «Задать граничное условие».
· Нажмите «Next >>», чтобы принять имя по умолчанию.
· Введите 3E-4 в столбец «Recharge» (м/сутки) и нажмите F2, чтобы распространить это значение на все строки.
· Оставьте значение по умолчанию -1 для Conc001; это означает, что никакая загрязняющая масса не будет привязанным к инфильтрации.
· Введите 0,1 в столбец «Ponding» (м) и нажмите F2, чтобы распространить это значение на все строки, как показано ниже.
«Ponding» (опционально, используется только в решателе MODFLOW-SURFACT): максимально допустимая высота уровня грунтовых вод над поверхностью земли. Рассчитанные высоты над этой глубиной (выше поверхности земли) усекаются моделью. Обратите внимание: избыточная вода просто удаляется из модели, не направляясь в другие ячейки.
· Нажмите «Готово». Все ячейки верхнего слоя будут иметь интенсивность инфильтрации 0,0003 (м/сутки).
Теперь вы назначаете более высокое значение инфильтрации в зоне заправки, где ежедневно проливалось топливо. Сначала вам нужно импортировать файл формы полигона, который определяет эту область.
· Нажмите «Файл»> «Импорт данных».
· Для типа данных выберите «Полигон» в раскрывающемся списке.
· В поле «Исходный файл» нажмите кнопку [...] и перейдите к директории, указанной преподавателем, затем «3_Airport \ refueling-area.shp» и нажмите Открыть.
· Нажмите «Next >>».
· Нажмите «Next >>» (примите значения по умолчанию).
· Нажмите «Next >>» (примите значения по умолчанию).
· Нажмите «Готово». Теперь вы должны увидеть новый объект данных, «зона заправки» появится в дерева данных, в левом верхнем углу окна.
· Нажмите на поле рядом с этим объектом данных в дереве. Объект данных должен теперь отображаются в представлении уровня сетки (он расположен в верхней части).
Возможно, вам нужно снять флажок «Инфильтрация» (Recharge) из дерева модели, чтобы сделать картинку менее загроможденной.
Масштабирование в этой области (с помощью колеса мыши или кнопки Zoom on на панели инструментов).
· Нажмите «Назначить» (Assign)> «Использовать объект данных» (Using Data Object...) из панели инструментов. «Задать граничные условия» используйте кнопку, чтобы добавить «зону заправки» (refuelling-area), объект к разделу диалогового окна.
· Нажмите «Next >>», чтобы принять имя по умолчанию.
· Введите 0,00075 в столбец «Recharge» (м/сутки) и нажмите F2, чтобы распространить это значение на все строки.
· Введите 0,1 в столбец «Ponding» (м) и нажмите F2, чтобы распространить это значение на все строки.
· Обратите внимание, что Conc001 имеет значение по умолчанию -1, что указывает на отсутствие определенного потока массы присвоенный этому граничному условию. Вы измените это позже в соответствующем разделе.
· Нажмите «Готово». Теперь вы должны увидеть новую зону клеток, окрашенную в синий цвет, что указывает на новую зону инфильтрации (RechargeZone2), с этим новым значением.
· Нажмите «База данных» (Database), чтобы увидеть зоны инфильтрации, которые вы создали, и их соответствующие значения.
· Нажмите «OK», чтобы закрыть окно.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
Задание возмущающих скважин
Чтобы создать граничное условие скважины, вы можете добавить их по одной через пользовательский интерфейс или использовать объект данных скважин для этой модели, вы начнете с импорта объекта данных скважины.
· Нажмите «Файл»> «Импорт данных ...» в главном меню.
· Выберите «Скважина» (Well) в качестве типа данных.
· [...] выберете исходный файл.
· Перейдите в директорию, указанную преподавателем, затем «3_Airport\ Pumping_Wells.xls».
· «Open».
· «Next>>». В следующем окне будет показан предварительный просмотр импортируемых данных.
· «Next >>».
· VMOD Flex предоставляет вам различные варианты импорта данных о скважинах. В этом окне вы должны выбрать импорт напоров, фильтров и график откачки.
· Установите флажок «Установка уровней скважин со следующими данными» (Well heads with the following data).
· Установите флажок «Расписание откачки» (Pumping Schedule).
· «Next >>»
· «Next >>», чтобы принять систему координат по умолчанию.
Появится следующее окно «Импорт данных» (Data Import):
В этом окне вам необходимо сопоставить поля из электронной таблицы с обязательными полями данных импорта. Если вы подготовите файл Excel с точными именами столбцов, которые ожидаются VMOD Flex, тогда сопоставление не требуется, и это может сэкономить ваше время. Для этого упражнения исходный файл Excel имеет предопределенные имена заголовков. Найдите минутку, чтобы просмотреть требуемые поля для импорта скважин.
· Уровни скважин: идентификатор скважины (Well ID), координаты XY, высота и подошва.
· Фильтры: идентификатор фильтра (Screen Id), верх фильтра (top Z), низ фильтра (bottom Z).
· Расписание откачки: дата начала откачки, дата окончания подачи, расход.
При работе с вашими собственными данными о скважинах для ваших моделей вы можете использовать это файл Excel в качестве шаблона; путем автоматического отображения всех полей. Для минимизации усилия, требуемые во время процесса импорта, и минимизации ошибок.
· Перейдите на вкладку «Screens», чтобы увидеть отображаемые поля.
· Нажмите «Next >>«.
Появится предварительный просмотр данных.
Вы должны увидеть серию зеленых галочек рядом с «Напорами», «Фильтрами» и на вкладках «Расписание откачки», что означает отсутствие ошибок импорта.
· Нажмите «Finish».
· Теперь «Pumping_Wells» появится как новый объект данных в дереве данных.
· Затем вам нужно добавить эти скважины в численную модель.
· На шаге «Определения граничных условий» в рабочем процессе под панелью инструментов выберите «Скважины» (Wells) из первого раскрывающегося меню, в котором перечислены доступные типы граничных условий.
· Нажмите кнопку «Назначить» (Assign)> «Использовать объект данных» (Using Data Object...). Появится окно (Create Well Boundary Condition).
· Выберите (выделите) объект данных «Pumping_Wells» из дерева данных (вам может понадобиться чтобы переместить окно «Границы граничных условий», чтобы увидеть это).
· Нажмите кнопку, расположенную в середине «Создать граничное условие» (Create Well Boundary Condition), в разделе «Выбрать объект данных необработанных скважин или перетащить» (Select Raw Wells Data Object or Drag & Drop). После завершения дисплей должен выглядеть, как показано ниже.
· Нажмите «OK». Скважины теперь добавлены в численную модель.
Вы должны увидеть новый узел, появляющийся в Model Explorer, в соответствии с «NumericGrid1_refined / Run / Inputs / Boundary Conditions / Wells». Чтобы увидеть эти скважины, вам необходимо отключить отображение инфильтрации и перейти на слой 3.
· Нажмите на поле рядом с «Инфильтрация» в обозревателе моделей, чтобы снять флажок.
· Перейдите на слой 3 (как объяснялось ранее).
· Кроме того, вам может потребоваться уменьшить масштаб до полного масштаба сетки, выбрав «показать полностью» (Zoom to Full Extents) на панели инструментов над сеткой.
· Вы должны увидеть две точки, представляющие скважины, расположенные в нижнем правом углу модельной области, как показано на следующем рисунке.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг", чтобы продолжить.
· Выберите «Задать наблюдательные скважины».
Задание наблюдательных скважин
Полевые наблюдения за напорами и концентрациями подземных вод необходимы для калибровки модели. В этом упражнении вы добавите несколько скважин и проанализируете уровни в них по сравнению с соответствующими рассчитанными значениями. Сначала нам нужно импортировать наблюдательные скважины.
· Нажмите «Файл»> «Импорт данных» в строке главного меню.
· Убедитесь, что в качестве типа данных выбрано «Скважина».
· [...] выберете исходный файл.
· Перейдите в директорию с исходными данными «...\ Head_Observations.xls».
· «Open».
· «Next>>».
Появится окно предварительного просмотра, отображающее исходные данные.
· «Next >>». VMOD Flex предоставляет вам различные варианты импорта данных о скважинах.
· Выберите колонку «Уровень в скважине со следующими данными» (Well heads with the following data).
· Затем выберите «Точки наблюдения» (Observations points).
· Затем выберите «Наблюдаемые напоры» (Observed heads).
· Убедитесь, что у вас установлены параметры, как показано ниже.
· «Next >>»
· «Next >>», чтобы принять систему координат по умолчанию.
На этом экране вам нужно соотнести поля из таблицы в требуемые поля утилиты импорта скважин (Wells Import utility).
Чтобы сэкономить время, вы можете подготовить свой файл Excel с точными именами файлов, которые требуются VMOD Flex, и тогда сопоставление не требуется. Для этого упражнения исходный файл Excel имеет предопределенные имена. Найдите минутку, чтобы просмотреть необходимые поля для импорта скважин.
· Наблюдательная скважина: идентификатор скважины (Well ID), координаты XY, высота и подошва.
· Наблюдательные точки: идентификатор регистратора, регистратор Z, дата наблюдения, наблюдаемый напор.
· «Next >>».
· Появится предварительный просмотр данных, указывающий на наличие ошибок при импорте файла.
· Этот файл должен импортироваться без ошибок.
· «Finish».
Теперь «Heads_Observations» появится как новый объект данных в дереве данных. Визуализируйте это в 3D Viewer.
Затем вам нужно добавить эти необработанные наблюдательные скважины в качестве точек наблюдения в численную модель.
· Убедитесь, что объект данных «Head_Observations» выбран в дереве данных.
· Нажмите кнопку, расположенную под панелью инструментов в разделе «Задать наблюдения» (Define Observations).
· Наблюдательные скважины будут добавлены на экран и в дерево численной модели. Вы должен видеть несколько зеленых точек в области модели, которые представляют собой места, где проведены измерения. (в этом примере все наблюдения напоров находятся в слое 1).
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
Выбор типа запуска и решателя
· В шаге «Выбрать тип расчета» (Select Run Type) выберите Single Run.
· На шаге «Single Run» в рабочем процессе вы увидите «USGS MODFLOW 2005 from WH» выбирается вместе с «MT3DMS» для расчета миграции.
· Для первого запуска мы будем запускать только решение фильтрации, без миграции.
· Отмените выбор флажка «Run Transport Engine».
· Нажмите "Следующий шаг".
Настройки перевода MODFLOW-2005
На шаге перевода вы можете настроить различные параметры для MODFLOW и настройки времени выполнения. Доступные опции: «Настройки» (Общие), «Настройки» (MODFLOW-2005), «Решатели» (Solvers), «Инфильтрация и испарение» (Recharge and Evapotranspiration), «Озеро» (Lake), «Слои» (Layers), «Обводнение» (Rewetting), «Начальные напоры» (Initial Heads), «Анизотропия» (Anisotropy), «Управление выходными данными» (Output Control) и «Дополнительные настройки» (Advanced Settings).
· Выберите «MODFLOW-2005»> «Настройки» (Settings).
· Введите 7300 для «Время моделирования стационара» (Steady-State Simulation Time) (в сетке в главном окне).
· Нажмите «Translat», чтобы создать пакеты MODFLOW-2005. Проверьте журнал, чтобы что перевод завершен.
· Нажмите "Следующий шаг", чтобы продолжить.
Запуск MODFLOW-2005
· Нажмите кнопку «Run», чтобы запустить MODFLOW-2005.
Запуск модели должен завершиться через несколько секунд. После завершения вы увидите «Расчет был успешным» (The run was successful) в окне прогресса решателя. Кроме того, вы увидите, что несколько элементов будут добавлен в дерево модели в разделе «Выход» (Output). См. Изображение ниже в качестве примера.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
Просмотр карт (напоры и понижения)
Появится следующее окно «Просмотр результатов» (View Results); у вас есть возможность просмотра карт или диаграмм. Мы начнем с просмотра карт напоров.
· Нажмите кнопку «Просмотреть карты» (View Maps), чтобы продолжить. Затем вы увидите цветовой оттенок вычисленного напора, в виде слоев. Вы можете нажать F4, чтобы скрыть рабочий процесс, и вернуть его обратно в любое время, снова нажав F4.
· Если вам не нравится интервал изолиний по умолчанию или цвет линии, вы можете настроить контур настройки карты.
· Чтобы получить доступ к параметрам контура для напоров, щелкните правой кнопкой мыши на «Heads» из модели и выберите «Настройки» (Settings). Появится следующий диалог.
· В дереве «Настройки» слева выберите «Стиль» (Style), а затем «Линии контура» (Contour Lines). Разверните окно настроек и перейдите к настройкам контурной линии.
· В разделе «Автоматический контур» (Automatic contour) введите 0,5 для интервала контура и начните / завершите контур 12/20. Это показано ниже:
· По завершении нажмите «OK».
· Это применит изменения к контурам напоров в вашем текущем окне.
Предварительный просмотр настроек дисплея перед фиксацией
Все окна настроек имеют кнопку «Применить» (Apply) в нижнем правом уголу. Это означает, что вы можете применить скорректированные изменения и увидеть влияние в текущем 2D или 3D-представлении, прежде чем закрыть окно. Это облегчает получение желаемого изображения без лишнего открывать и закрывать это окно несколько раз подряд.
· Вы также можете отображать напоры вдоль строки, вдоль столбца или в 3D, используя те же инструменты, которые вы использовали ранее.
· В разделе «Виды» (Views) активируйте трехмерный вид и деактивируйте вид слоя. Примените искажение масштаба (exaggeration) 40, чтобы вы могли видеть начальные значения вдоль слоя, столбца и строки. Вы должны увидеть что-то похожее на изображение ниже.
Найдите момент, чтобы просмотреть напоры в других слоях / строках / столбцах.
Просмотр диаграмм напоров
· Нажмите «Просмотреть диаграммы» (View Charts) в дереве рабочих процессов, и появится окно выбора.
· Нажмите «Open Dashboard».
· Найдите время, чтобы просмотреть корреляцию между вычисленными и наблюдаемыми напорами.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
В следующем разделе учебника вы определите входы для переноса (свойства и граничные условия), затем запустите MT3MDS вместе с MODFLOW-2005, а также просмотрите и интерпретируете результаты.
Задание миграционной модели
В следующем разделе описываются шаги, необходимые для завершения упрощенной миграционной модели.
Подобно модели фильтрации подземных вод, модель переноса загрязняющих веществ требует свойств (включая начальные концентрации), граничные условия (стоки / источники) и наблюдения чтобы откалибровать миграционную модель в соответствии с натурными значениями. Эти шаги описанных в следующих разделах.
Задание миграционных параметров
Сорбция
В этом примере единственной реакцией, которая будет смоделирована, является линейная равновесная адсорбция однолетние растворенные вещества (состав Jet компонент JP-4). Однако, в зависимости от сложности проблемы, с которой вы имеете дело, ваша модель может иметь несколько разных зон с различными сорбционными и реактивными свойствами (коэффициенты распределения, коэффициенты распада и др.) для каждого растворенного вида в модели. В Visual MODFLOW Flex свойства и процессы для миграционной модели назначаются с использованием тех же типов графических инструментов, как вы использовали для назначения свойств фильтрационной модели.
Для этого упражнения вам не нужно изменять значение коэффициента распределения, которое вы определили во время настройки миграционной модели, но вы можете проверить значения параметров сорбции следующим образом.
· В дереве рабочих процессов нажмите «Define Properties», чтобы вернуться к этому шагу.
· В панели инструментов выберите «Вид параметра» (Species Parameter Conc001).
· Нажмите кнопку «Зона» (Zone) и измените ее на «Kd». Окно базы данных параметров появится, как показано ниже.
Коэффициент распределения по умолчанию (Kd = 10-7 дм3/мг) был указан во время настройки миграционного численного решателя. Если это не так (например, если вы не вводили это значение при создании проекта), введите это сейчас, используя кнопку «Edit».
· С параметрами «Speces Parameter Conc001» и «Kd», выбранными в панели инструментов, нажмите кнопку «Edit».
· Откроется окно «Изменить свойство» (Edit property).
· В столбце «Kd» введите 1E-07 в первой строке и нажмите F2, чтобы распространить это значение на остальные столбцы.
Значения Kd для каждой зоны могут быть изменены для соответствия разнородным свойствам почвы и реакции во всей модельной области. Однако, для этого примера он будет постоянным. Используйте единый коэффициент распределения для каждого слоя модели.
Коэффициенты дисперсии
Следующий шаг - определить дисперсионные свойства модели.
Visual MODFLOW автоматически назначает набор значений по умолчанию для каждой дисперсии переменные. В следующей таблице приведены эти значения.
Можно назначить альтернативные значения для продольной дисперсии с помощью кнопки «Assign» из панели инструментов.
Однако для этого примера вы будете использовать единое значение дисперсии для всей области модели.
Чтобы изменить отношение горизонтальной или вертикальной дисперсии и / или молекулярной диффузии, необходимые для загрузки параметров слоя.
· Щелкните правой кнопкой мыши «Продольная дисперсия» (Longitudinal Dispersion) в «Model Explorer», в разделе «Inputs/Properties/Transport».
· Выберите «Параметры дисперсии» (Dispersion Parameters). Появится следующее окно:
Эти параметры могут быть изменены на основе «для каждого слоя» (per-layer). Для этого примера вам не понадобится изменить значения по умолчанию.
· Нажмите «Отмена», чтобы закрыть это окно.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите (Следующий шаг).
Задание границ миграции (источники / стоки)
В этом разделе вы зададите местоположение и концентрацию источника загрязняющих веществ. Источник загрязнения будет обозначен на заправочной площадке в качестве инфильтрации с концентрацией, которая служит источником загрязнения.
Граничные условия миграции: VMOD Flex и VMOD Classic
Если вы привыкли работать с Visual MODFLOW Classic, вы заметили разницу в том, как граничные условия миграции обрабатывается в Visual MODFLOW Flex. В VMOD Classic, миграционные граничные условия были заданы отдельно от фильтрационных граничных условий с использованием типов «Постоянная концентрация» (Constant Concentration), «Концентрация инфильтрации» (Recharge Concentration), «Концентрация испарения» (Evapotranspiration Concentration) и «Точечный источник» (Point Source). В Visual MODFLOW Flex параметры источника/стока для миграционных моделей (которые являются временем и видов концентрации) определяются как часть граничных условий фильтрации, что является более естественным представлением. Это означает, что вы не задаете отдельно геометрию ячеек для миграционных границ, вы просто задаете концентрации при задании фильтрационных граничных условиях, где это необходимо. Постоянная концентрация исключение из этого правила, поскольку она не обязательно должно совпадать с фильтрационной границей, вы все равно увидите «постоянную концентрацию», тип граничного условия, позволяющий задать геометрию (ячеек) и параметров (концентрация, время и вид) для этого типа границы.
Когда миграция включена, и вы задаете новое граничное условие, вы увидите параметры для видов концентрации как часть атрибутов граничного условия (например, Conc001, Conc002 и т. д.). Они будут иметь значение по умолчанию -1, указывая, что для этой группы граничные условия не будут обрабатываться как сток / источник. Как только вы измените это значение на 0 или выше, то эти клетки будут обрабатываться как сток / источники.
Назначение видов концентрации для границы инфильтрации
Когда вы создавали фильтрационную модель, вы создали отдельную зону инфильтрации, которая покрывает зону заправки. Теперь вы добавите определенную концентрацию в этот инфильтрационный поток.
· Убедитесь, что вы просматриваете слой 1.
· Выберите «Инфильтрация» (Recharge) из списка доступных граничных условий в панели инструментов.
· Вы вспомните, что для фильтрационной модели были созданы две зоны инфильтрации: фоновая 0,0003 м/сутки, покрывающая всю верхнюю часть модели, и небольшую площадь над заправочной зоной с более высокой интенсивностью инфильтрации 0,00075 м/сутки. Масса загрязняющих веществ будет задана только на эту меньшую зону инфильтрации.
· Если вы еще не видите, вы должны сделать зоны инфильтрации видимыми. В Model Explorer, найдите узел «Инфильтрация» в разделе «Inputs>Boundary Conditions», как показано ниже.
· Нажмите на поле рядом с «Recharge» в дереве.
· Теперь ячейки инфильтрации должны появиться в виде слоя сетки.
· В разделе «Toolbox» нажмите кнопку «Database», и появится следующее окно.
Когда зоны инфильтрации были созданы ранее, значения для химических веществ (Conc001) оставались не заданными, что обозначалось «-1». Вы измените это для небольшой зоны инфильтрации.
· Найдите Zone2 (вторая строка в таблице).
· Введите 5000 для Conc001 (тем самым заменив значение -1).
· Нажмите «OK», чтобы закрыть окно базы данных.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
· Выберите «Задать наблюдательные скважины» (Define Observation Wells).
Задание наблюдений за концентрациями
Заключительным этапом перед запуском моделирования миграции является добавление трех наблюдательных скважин в модель для мониторинга концентрации реактивного топлива в выбранных местах ниже по потоку от зоны заправки. Первая наблюдательная скважина (OW1) была установлена сразу вниз по склону от зоны заправки вскоре после начала заправки топливом. Остальные две скважины (OW2 и OW3) были установлены два года спустя, когда повышенные концентрации JP-4 наблюдались в первой скважине (OW1).
Вы импортируете наблюдения концентрации из файла Excel.
· Нажмите «Файл»> «Импорт данных» в строке главного меню.
· Убедитесь, что в качестве типа данных выбрано «Скважина» (Well).
· [...] выберете исходный файл.
· Перейдите в папку, указанную преподавателем, затем «3_Airport \ Concentration_Observations.xls».
· «Открыть».
· «Next>>».
Появится окно предварительного просмотра, отображающее исходные данные.
· «Next>>».
· VMOD Flex предоставляет вам различные варианты импорта данных о скважинах
· Выберите кнопку «Уровни в скважине со следующими данными» (Well heads with the following data).
· Затем выберите «Точки наблюдения» (Observations points).
· Затем выберите «Наблюдаемые концентрации» (Observed concentrations).
· «Next >>».
· «Next >>», чтобы принять систему координат по умолчанию.
· В этом окне вам необходимо сопоставить поля из электронной таблицы с обязательными полями в утилите «Dells Import». Чтобы сэкономить время, вы можете подготовить свой файл Excel с точным имена файлов, которые требуются VMOD Flex, а затем не требуется сопоставление. Для этого упражнение, исходный файл Excel имеет предопределенные имена. Потратьте минутку просмотрите необходимые поля для импорта скважин:
· Напор скважин: идентификатор скважины, координаты X / Y, высота и забой.
· Наблюдательные точки: идентификатор регистратора, регистратор Z, дата наблюдения концентрации, замеренная концентрация.
· «Next >>».
Появится предварительный просмотр данных.
· «Finish».
«Concentration_Observations» теперь будет отображаться как новый объект данных в дереве данных, как показано ниже.
Теперь вам нужно добавить эти необработанные наблюдательные скважины в качестве точек наблюдения в численную модель.
· Убедитесь, что вы находитесь на шаге «Задание наблюдательных скважин» (Define Observation Wells) в рабочем процессе численного моделирования.
· Убедитесь, что объект данных «Concentration_Observations» выбран в дереве.
· Нажмите кнопку, расположенную под панелью инструментов в разделе «Задание наблюдательных скважин» (Define Observation Wells).
· Наблюдательные скважины (Concentration Observations) будут добавлены к дисплею и дереву численной модели в разделе NumericGrid1_refined/ Run/ Inputs/Observations
· Найдите «Наблюдения за концентрацией» (Concentration Observations) и нажмите на поле рядом с этим объектом данных в «Model Explorer».
Вы должны увидеть несколько оранжевых точек в области модели, которые представляют местоположения, где были заданы скважины.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
· Выберите «Single Run» и нажмите "Следующий шаг".
На шаге «Single Run» обязательно включите решатель MT3DMS; поставьте флажок рядом с этим движком в списке.
Нажмите "Следующий шаг".
Настройки перевода MT3DMS
В этом разделе вы найдете выбор метода конвекции, настроек решателя и времени вывода, которые вы будете использовать для получения решения и результатов для модели переноса загрязняющих веществ.
Методы решения (расчёта)
· Разверните элемент «MT3DMS» в настройках перевода и выберите «Методы решения» (Solution Method). Появится окно настроек метода решения.
Для этой модели вы будете использовать метод решения конечных разностей. Неявный решатель GCG (обобщенный метод сопряженных градиентов). Метод конечных разностей обеспечивает устойчивое решение для миграции загрязняющих веществ за относительно короткий период времени. Решатель GCG использует неявного подхода к решению конечно-разностных уравнений и обычно намного быстрее, чем явный метод решения.
· Убедитесь что в опции «Метод конвекции» (Advection Method) выбрано «Upstream Finite Difference» (UFD).
· Нажмите кнопку в опции «Использовать неявный GCG решатель» (Use Implicit GCG Solver) и выберите «Да».
· В нижней половине перевода появится окно «Настройки GCG решателя», как показано на рисунке ниже.
· Несмотря на то, что метод конечных разностей и неявный GCG решатель эффективно считает, учебное моделирование отслеживает перенос загрязняющих веществ на 20 летний период. Чтобы ускорить процесс моделирования, вы будете использовать нелинейные временные шаги. Введите следующие данные в полях внизу окна.
· Множитель (Multiplier)= 1,1.
· Максимальный размер шага миграции (Maximum transport step size) = 200, как на изображении выше.
Настройки вывода результатов
Затем вы определяете время вывода, при котором вы хотели бы видеть результаты миграционного моделирования.
· В разделе «MT3DMS» в настройках перевода выберите «Управление выходом» (Output Control).
· Настройки перевода будут обновляться, как показано ниже.
· Введите 7300 для «Длительности времени моделирования» (Simulation time length).
· Введите 5000 для «Максимальное количество шагов миграции» (Max number of transport steps).
Остальные значения оставьте по умолчанию, как показано на рисунке ниже.
Время выхода
Для этого упражнения вы определяете указанные времена, когда вы хотели бы видеть результаты моделирования миграции. Нижняя половина окна «Output Control» может использоваться для указания времени вывода.
· Нажмите кнопку «Добавить строку» (Add Row); повторите это еще 8 раз.
· Введите следующие выходные данные в сетке.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Теперь вы готовы перевести входы в пакеты MT3DMS.
· Нажмите «Translate», чтобы создать пакеты MODFLOW-2005 и MT3DMS. (это должно занимать примерно 10-20 секунд).
· Нажмите "Следующий шаг".
Запуск MODFLOW-2005 и MT3DMS
· Нажмите кнопку «Run», чтобы запустить MODFLOW-2005 и MT3DMS.
· Запуск модели MODFLOW должен завершиться через несколько секунд; запуск MT3DMS должен также завершается через 5-10 секунд.
· Как только вы закончите, вы должны увидеть «***** The run was successful *****» в окне решателя.
· Кроме того, вы увидите, что несколько элементов будут добавлены к дереву модели в разделе «Выходы».
· Вы также должны увидеть «Концентрации», добавленные в дерево вывода модели в «Output/Transport».
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
· Нажмите "Следующий шаг".
· Нажмите «Просмотреть карты» (View Maps).
Просмотр карт (концентрации)
· По умолчанию напоры отображаются в представлении «Карты». Чтобы увидеть «Концентрации», вам нужно отключить «Heads» из «Maps view» и включить «Концентрации».
· Найдите узел «Выход» в дереве модели.
· Снимите флажок рядом с «Heads».
· Добавить флажок рядом с «Concentrations».
· Контурные контуры будут построены для первого выходного времени миграции (в этом случае первое выходное время миграции составляет 1 день).
· Чтобы увидеть результаты концентрации в другие выходные моменты времени, вам необходимо изменить время вывода. Нажмите кнопку «Следующий временной шаг» (Next Time Step), расположенный на панели инструментов выше «Layer View», как показано ниже. В качестве альтернативы вы можете раскрыть список результатов и перейти непосредственно к желаемому времени вывода.
· Затем этот дисплей обновится с контурами концентрации для выбранного времени.
· Перейдите к последнему времени выхода, 7300 суток и концентрации в первом слое модели.
· Вы можете задать риск того, что фронт загрязняющих веществ будет зависеть от прерывистого водоупора, выполнив следующие действия:
· Найдите объект данных «discontinuous-aquitard» из дерева и включите его. Должно отображаются в виде слоя. Найдите минутку, чтобы перейти через другие слои, чтобы увидеть рассчитанные концентрации.
· Переместите курсор мыши в интересующие области (например, в прерывистый водоупор), смотрите в строке состояния рассчитанные концентрации для выбранных ячеек.
· Через 7300 суток (20 лет) моделирования ясно, что шлейф мигрировал в «гидрогеологическое окно».
· Чтобы увидеть, как ареол выглядит в разрезе, включите представление «Столбец» (Column) и введите столбец 25.
· Изменяйте время, чтобы увидеть, как шлейф перемещает из верхних слоев вниз.
Просмотр диаграмм концентрации
В этом разделе вы узнаете, как сравнить полученные данные о концентрации со значениями концентрации, рассчитанные по модели.
· Выберите пункт «View Charts» из дерева рабочих процессов.
· В поле со списком «Параметр» (Parameter) слева от окна основной диаграммы выберите «Transport».
· Затем в разделе «Тип диаграммы» (Chart Type) выберите «Временная серия» (Time Series).
· Выберите «All Times» и «All Obs» из «Observations» на левой стороне окна.
· Нажмите «Apply».
· Теперь вы должны просмотреть кривые для каждой из трех наблюдательных скважин, заданных ранее в модели (см. следующий рисунок).
Этот график показывает вычисленный результат с использованием серии цветных строк, в то время как данные наблюдения отображаются только как символы точек данных.
· Сейчас самое подходящее время для сохранения проекта. Нажмите «Файл»> «Сохранить проект» из основного меню.
На этом упражнение заканчивается.