| Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) | tento článek příliš spoléhá na Reference na primární zdroje. Vylepšete to přidáním sekundární nebo terciární zdroje. (Říjen 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
| tento článek se mohou příliš spoléhat na zdroje příliš úzce souvisí s tématem, což potenciálně brání tomu, aby článek byl ověřitelný a neutrální. Prosím pomozte vylepši to jejich nahrazením vhodnějšími citace na spolehlivé, nezávislé zdroje třetích stran. (Říjen 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
(Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Simulace MODFLOW
MODFLOW je Americký geologický průzkum modulární konečný rozdíl model toku, kterým je počítač kód že řeší the rovnice toku podzemní vody. Program používá hydrogeologové simulovat tok podzemní voda přes vodonosné vrstvy. The zdrojový kód je volný, uvolnit software pro veřejné domény,[1] psáno primárně v Fortran a může kompilovat a běžet dál Microsoft Windows nebo Unixový operační systémy.
3-rozměrná mřížka
Od svého původního vývoje na začátku 80. let[2] USGS vydal čtyři hlavní vydání a je nyní považován za de facto standardní kód pro simulaci zvodnělé vrstvy. Existuje několik aktivně vyvinutých komerčních i nekomerčních grafická uživatelská rozhraní pro MODFLOW.
MODFLOW byl postaven v roce 1980, který se nazýval modulární design. To znamená, že má mnoho atributů toho, co se začalo nazývat objektově orientované programování. Například funkce (nazývané „balíčky“), které simulují poklesy nebo jezera nebo potoky, lze snadno zapnout a vypnout a doba provádění a požadavky na úložiště těchto balíků úplně zmizí. Pokud programátor chce v MODFLOW něco změnit, čistá organizace to usnadní. Ve skutečnosti je tento druh inovace přesně to, co se očekávalo, když byl navržen MODFLOW.
Důležité je, že modularita MODFLOW umožňuje psát různé balíčky, které jsou určeny k řešení stejného cíle simulace různými způsoby. To umožňuje testovat rozdíly v názorech na fungování systémových procesů. Takové testování je důležitou součástí multi-modelování nebo testování alternativních hypotéz. Modely jako MODFLOW a SUMMA, program NCAR, který simuluje povrchové procesy, jako je odtok dešťové srážky a eroze vpusti, činí tento druh testování definitivnějším a kontrolovanějším. Výsledkem je, že ostatní aspekty programu zůstávají stejné. Testy se stávají definitivnějšími, protože jsou méně náchylné k tomu, aby byly nevědomky ovlivňovány jinými numerickými a programovými rozdíly.
Rovnice toku podzemní vody
Vládnoucí parciální diferenciální rovnice pro uzavřenou vodonosnou vrstvu použitou v MODFLOW je:
kde
- , a jsou hodnoty hydraulická vodivost podél X, y, a z souřadnicové osy (L / T)
- je potenciometrický hlava (L)
- je objemový tok na jednotku objemu představující zdroje nebo propady vody, kde negativní hodnoty jsou extrakce, a pozitivní hodnoty jsou injekce (T.−1)
- je konkrétní úložiště porézního materiálu (L−1); a
- je čas (T)
Konečný rozdíl
The konečný rozdíl forma parciálního diferenciálu v a diskriminován doména aquifer (reprezentovaná pomocí řádků, sloupců a vrstev) je:
kde
- je hydraulická hlava v cele i,j,k v časovém kroku m
- životopis, ČR a CC jsou hydraulické vodivosti nebo vodivosti větví mezi uzlem i,j,k a sousední uzel
- je součet koeficientů hlavy z hlediska zdroje a jímky
- je součet konstant z hlediska zdroje a jímky, kde je odtok ze systému podzemní vody (například čerpáním) a je tok dovnitř (například vstřikování)
- je konkrétní úložiště
- jsou rozměry buňky i,j,k, které po vynásobení představují objem buňky; a
- je krok v čase m
Tato rovnice je formulována do systému rovnic, které mají být řešeny jako:
kde
nebo v matici jako:
kde
- A je matice koeficientů hlavy pro všechny aktivní uzly v mřížce
- je vektor hodnot hlavy na konci časového kroku m pro všechny uzly v mřížce; a
- je vektor konstantních členů, RHS, pro všechny uzly mřížky.
Omezení
- Voda musí mít konstantu hustota, dynamická viskozita (a následně teplota ) v celé doméně modelování (SEAWAT je upravená verze MODFLOW, která je navržena pro průtok a dopravu podzemní vody v závislosti na hustotě)