GSSHA - GSSHA - Wikipedia

GSSHA
VývojářiCentrum pro výzkum a vývoj inženýrů
Stabilní uvolnění
6.0 / 30. ledna 2013; před 7 lety (2013-01-30)
NapsánoC ++
Operační systémLinux, Microsoft Windows
TypHydrologické modelování
LicenceSoftware pro veřejnou doménu
webová stránkahttp://chl.erdc.usace.army.mil/gssha

GSSHA (Mřížkovaná povrchová / podpovrchová hydrologická analýza)[1] je dvourozměrný fyzicky založený model povodí vyvinutý společností Centrum pro výzkum a vývoj inženýrů z Armádní sbor Spojených států amerických. Simuluje povrchová voda a podzemní voda hydrologie, eroze a transport sedimentů. Model GSSHA se používá pro hydraulické inženýrství a výzkum, a je na Federální agentura pro nouzové řízení (FEMA) seznam hydrologických modelů přijatých pro použití v národním programu povodňového pojištění pro odhad povodňového hydrografu. Vstup je nejlépe připraven Systém modelování povodí rozhraní,[2] který efektivně spojuje model s geografické informační systémy (GIS).

GSSHA používá čtvercovou mřížku, konstantní mřížkovou reprezentaci topografie a charakteristik povodí, podobně jako a digitální výškový model zastoupení. Příslušné parametry modelu jsou přiřazeny k mřížkám modelu pomocí indexových map. Indexové mapy jsou často odvozeny z půd, půdního pokryvu, vegetace atd fyziografické mapy.

Dějiny

Model GSSHA[3][4][5] byl odvozen z hydrologického modelu CASC2D.[6][7] GSSHA představuje významné vylepšení CASC2D z hlediska schopností, možností a numerických postupů. GSSHA zahrnuje dynamické časové kroky v závislosti na kritériích stability, různé časové kroky pro různé numerické procesy a schopnost běhu na víceprocesorových počítačích. Procesy zahrnuté v GSSHA zahrnují povrchové a podzemní vody, hydrauliku kanálů, evapotranspirace eroze a sedimentace, sítě pro odvodnění bouří, odtoky dlaždic, různé hydraulické struktury a osud a transport kontaminantů / živin.

Formulace

GSSHA používá pravidelnou čtvercovou mřížku pro výpočetní diskretizaci povodí. Údaje o nadmořské výšce jsou převzaty z a digitální výškový model.

GSSHA používá reprezentaci vektorového kanálu. Tato funkce umožňuje kanálům plynout jakýmkoli směrem a klikatit, nezávisle na rozlišení mřížky; tato funkce přesně zachovává délku a sklon kanálu.

Model GSSHA byl vyvinut od samého počátku, aby umožňoval „dlouhodobé“ simulace sestávající z více událostí. Požadované vstupy jako takové zahrnují meteorologické proměnné a parametry energetické bilance povrchu. Sezónnost v evapotranspirace parametry je součástí modelu.

Nadzemní a kanálová hydraulika jsou založeny na explicitních konečný objem, difuzní vlnová schémata. Rutiny po souši a toku kanálu používají dynamické krokování času ke zlepšení stability modelu a ke zkrácení časů simulace.

Obchody s povrchem a podpovrchem jsou propojeny prostřednictvím vadose zóna pomocí řady různých volitelných numerických metod. Dvojrozměrný konečný rozdíl řešič podzemní vody je spojen s proudy přes vodivostní vrstvu koryta.

Existuje řada volitelných metod pro výpočet eroze a transportu sedimentů. Model lze použít k simulaci transportu sedimentů se specifickou hmotností odlišnou od písku.

Specifické možnosti simulace procesu

Aktuální přírůstky do modelu GSSHA zahrnují zdroj / jímku / transport živin a kontaminantů.

Výpočtová specifika

GSSHA je naprogramován v C ++ a běží na počítačích se systémem Windows nebo Linux. Model je řízen z příkazového řádku a lze jej použít v dávkovém režimu. Paralelní výpočty je v současné době povoleno pomocí přístupu MPI nebo OpenMP. Probíhá práce na přenesení kódu, na kterém bude spuštěn masivně paralelní distribuovaná paměť architektonické stroje.

Dosavadní aplikace

Reference

  1. ^ Downer, C.W. a F.L. Ogden, 2004, GSSHA: Model pro simulaci různých procesů generujících streamflow, J. Hydrol. Vygr., 9(3):161-174.
  2. ^ WMS
  3. ^ Downer, C.W. a F.L. Ogden, 2004, GSSHA: Model pro simulaci různých procesů generujících streamflow, J. Hydrol. Ryt., 9(3):161-174.
  4. ^ Downer, C.W., F.L. Ogden, J. M. Niedzialek a S. Liu, 2006, Gridded Surface / Subsurface Hydrologic Analysis (GSSHA) Model: A Model for Simulation Diverse Streamflow Producing Processes, str. 131-159, Watershed Models, V.P. Singh a D. Frevert, ed., Taylor a Francis Group, CRC Press, 637 stran.
  5. ^ Downer, C.W. a F.L. Ogden, 2006, Uživatelská příručka Gridded Surface Subsurface Hydrologic Analysis (GSSHA), verze 1.43 pro Watershed Modeling System 6.1, Program pro vodní zdroje celého systému, Laboratoř pobřežních a hydraulických systémů, Americká armáda sbor inženýrů, Centrum pro výzkum a vývoj inženýrů, ERDC / CHL SR -06-1, 207 stran
  6. ^ Julien, PY; Saghafian, B. 1991. Uživatelská příručka CASC2D - dvourozměrný povodňový model srážek a odtoků. Civilní ryt. Zpráva, CER90-91PYJ-BS-12. Colorado State University, Fort Collins. 66 stran
  7. ^ Ogden, F.L. a P.Y. Julien, 2002, Distribuovaný model CASC2D, v Mathematical Models of Small Watershed Hydrology, Vol 2, V.P. Singh, R. Frevert a D. Meyers eds., Water Resources Publications, ISBN  1-887201-35-1, 972 stran
  8. ^ Ogden, F.L. a B. Saghafian, 1997, Green and Ampt Infiltration with Redistribution, J. Zavlažovací a odvodňovací technika, 123(5):386-393.
  9. ^ Kilinc, M. Y. a Richardson, E. V. (1973). "Mechanika eroze půdy z nadzemního toku generovaná simulovanými srážkami". Hydrology Papers No. 63, Colorado State University, Fort Collins, CO.
  10. ^ Englund, F. a E. Hansen, Monografie o transportu sedimentů v naplavených tocích, 62 s., Teknisk Vorleg, Kodaň, Dánsko, 1967.

externí odkazy