r.gwflowgrass - آنلاین در ابر

برنامه:

نام

r.gwflow - برنامه محاسبه عددی برای گذرا، محدود و نامحدود
جریان آب زیرزمینی در دو بعد

واژگان کلیدی

شطرنجی، جریان آب زیرزمینی، هیدرولوژی

خلاصه

r.gwflow
r.gwflow --کمک
r.gwflow [-f] سر=نام وضعیت=نام hc_x=نام hc_y=نام [q=نام] s=نام
[شارژ=نام] بالا=نام پایین=نام تولید=نام [vx=نام] [vy=نام] [بودجه=نام]
نوع=رشته [بستر_رودخانه=نام] [سر_رودخانه=نام] [رودخانه_نشتی=نام] [زهکشی_تخت=نام]
[drain_leak=نام] زمان=شناور [ماکسیت=عدد صحیح] [ماکسیت=عدد صحیح] [خطا=شناور]
[حل کننده=نام] [--زیاد نوشتن] [--کمک] [--واژگان] [--ساکت] [--ui]

پرچم ها:
-f
تخصیص یک سیستم معادلات خطی درجه دوم کامل، پیش فرض یک معادله خطی پراکنده است
سیستم.

--زیاد نوشتن
به فایل های خروجی اجازه بازنویسی فایل های موجود را بدهید

--کمک
خلاصه استفاده از چاپ

-- پرحرف
خروجی ماژول گویا

--ساکت
خروجی ماژول بی صدا

--ui
راه اندازی اجباری گفتگوی رابط کاربری گرافیکی

پارامترهای:
سر=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی با سر پیزومتریک اولیه بر حسب [m]

وضعیت=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی که وضعیت شرایط مرزی را ارائه می دهد: 0-غیرفعال، 1-فعال،
2-دیریکله

hc_x=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی با قسمت x از تانسور هدایت هیدرولیکی بر حسب [m/s]

hc_y=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی با قسمت y از تانسور هدایت هیدرولیکی بر حسب [m/s]

q=نام
نام نقشه شطرنجی ورودی با منابع آب و سینک در [m^3/s]

s=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی با قابلیت ذخیره برای تخلخل محدود یا موثر برای
غرفه جریان آب زیرزمینی نامحدود در [-]

شارژ=نام
شارژ مجدد نقشه شطرنجی ورودی به عنوان مثال: 6*10^-9 در هر سلول در [m^3/s*m^2]

بالا=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی که سطح بالایی آبخوان را برحسب [m] توصیف می‌کند.

پایین=نام [ضروری]
نام نقشه شطرنجی ورودی که سطح زیرین آبخوان را بر حسب [m] توصیف می‌کند.

تولید=نام [ضروری]
نقشه شطرنجی خروجی که نتیجه عددی [m] را ذخیره می کند

vx=نام
خروجی نقشه شطرنجی برای ذخیره بخشی بردار سرعت فیلتر آب زیرزمینی در جهت x
[اماس]

vy=نام
خروجی نقشه شطرنجی برای ذخیره بخشی بردار سرعت فیلتر آب زیرزمینی در جهت y
[اماس]

بودجه=نام
خروجی نقشه شطرنجی برای ذخیره بودجه آب زیرزمینی برای هر سلول [m^3/s]

نوع=رشته [ضروری]
نوع جریان آب زیرزمینی
گزینه های ارسال: محدود، نامحدود
پیش فرض: محدود است

بستر_رودخانه=نام
نام نقشه شطرنجی ورودی که ارتفاع بستر رودخانه را بر حسب [m] نشان می‌دهد.

سر_رودخانه=نام
نام نقشه شطرنجی ورودی که سطح آب (سر) رودخانه با نشتی را ارائه می دهد
اتصال در [m]

رودخانه_نشتی=نام
نام نقشه شطرنجی ورودی که ضریب نشت بستر رودخانه را در [1/s] ارائه می‌کند.

زهکشی_تخت=نام
نام نقشه شطرنجی ورودی که ارتفاع بستر زهکشی را بر حسب [m] نشان می‌دهد.

drain_leak=نام
نام نقشه شطرنجی ورودی که ضریب نشتی بستر زهکشی را ارائه می دهد
[1/s]

زمان=شناور [ضروری]
زمان محاسبه بر حسب ثانیه
پیش فرض: 86400

ماکسیت=عدد صحیح
حداکثر تعداد تکرار مورد استفاده برای حل سیستم معادلات خطی
پیش فرض: 10000

ماکسیت=عدد صحیح
حداکثر تعداد تکرار در رویکرد خطی سازی
پیش فرض: 25

خطا=شناور
معیارهای شکست خطا برای حل کننده تکراری
پیش فرض: 0.000001

حل کننده=نام
نوع حل کننده ای که باید سیستم معادلات خطی متقارن را حل کند
گزینه های ارسال: cg، pcg، کلسکی
پیش فرض: cg

شرح

این برنامه عددی آب های زیرزمینی گذرا، محدود و نامحدود ضمنی را محاسبه می کند
جریان در دو بعدی بر اساس نقشه های شطرنجی و تنظیمات منطقه فعلی. همه اولیه
و شرایط مرزی باید به صورت نقشه های شطرنجی ارائه شود. واحد در محل باید باشد
متر است.

این ماژول به تنظیمات ماسک حساس است. تمام سلول هایی که خارج از ماسک هستند هستند
نادیده گرفته شده و به عنوان مرزهای بدون جریان استفاده می شود.

گردش کار of r.gwflow

r.gwflow هد پیزومتریک و به صورت اختیاری بودجه آب و فیلتر را محاسبه می کند
میدان سرعت، بر اساس هدایت هیدرولیکی و هد پیزومتریک. بردار
اگر کامپوننت‌ها با آن‌ها صادر شوند، می‌توان با paraview تجسم کرد r.out.vtk.
جریان آب زیرزمینی همیشه گذرا محاسبه می شود. برای مجموعه محاسبات حالت ماندگار
گام زمانی را به تعداد زیادی (میلیاردها ثانیه) یا ذخیره سازی/موثر تنظیم کنید
تخلخل نقشه شطرنجی به صفر.
بودجه آب برای هر سلول غیرفعال محاسبه می شود. مجموع بودجه برای هر کدام
سلول غیر فعال باید نزدیک به صفر باشد. این نشان دهنده کیفیت عددی است
نتيجه

NOTES

محاسبه جریان آب زیرزمینی بر اساس قانون دارسی و یک متناهی ضمنی عددی است.
گسسته سازی حجم گسسته سازی منجر به یک تعریف متقارن و مثبت می شود
سیستم معادلات خطی به شکل Ax = b، که باید حل شود. جریان آب زیرزمینی
معادله دیفرانسیل جزئی به شکل زیر است:

(dh/dt)*S = div (K grad h) + q

به طور کامل برای 2 بعد:

(dh/dt)*S = Kxx * (d^2h/dx^2) + Kyy * (d^2h/dy^2) + q

· h -- سر پیزومتریک im [m]

· dt -- مرحله زمانی برای محاسبه گذرا در [s]

· S -- ذخیره سازی خاص [1/m]

· Kxx -- بخش تانسور هدایت هیدرولیکی در جهت x در [m/s]

· Kyy -- بخش تانسور هدایت هیدرولیکی در جهت y در [m/s]

· q - منبع داخلی/سینک بر حسب متر بر ثانیه [1/s]

جریان آب زیرزمینی محدود و نامحدود پشتیبانی می شود. توجه داشته باشید که ورودی ذخیره سازی
پارامتر در مورد جریان نامحدود به طور متفاوتی مدیریت می شود. به جای ذخیره سازی،
تخلخل موثر مورد انتظار است.

برای محاسبه جریان آب زیرزمینی محدود نشده، از یک طرح خطی سازی ساده مبتنی بر پیکارد استفاده می شود
برای حل سیستم معادلات غیر خطی حاصل.

دو شرط مرزی متفاوت اجرا می شود، شرایط دیریکله و نویمان.
به طور پیش فرض منطقه محاسبه توسط شرایط مرزی نویمان همگن احاطه شده است.
محاسبه و وضعیت مرزی تک سلولی باید با یک نقشه وضعیت تنظیم شود
حالت های زیر پشتیبانی می شوند:

· 0 == غیر فعال - سلول با وضعیت 0 محاسبه نمی شود، سلول های فعال محاسبه می شوند
دارای مرز بدون جریان به این سلول هستند

· 1 == فعال - این سلول برای محاسبه جریان آب زیرزمینی، منابع داخلی استفاده می شود.
و شارژ مجدد را می توان برای آن سلول ها تعریف کرد

· 2 == دیریکله - سلول های این نوع دارای مقدار سر پیزومتریک ثابتی خواهند بود که
در طول زمان تغییر نکنید
توجه داشته باشید که تمام نقشه های شطرنجی مورد نیاز در حافظه اصلی خوانده می شوند. علاوه بر این خطی
سیستم معادله اختصاص داده خواهد شد، بنابراین مصرف حافظه این ماژول به سرعت رشد می کند
با اندازه نقشه های ورودی
سیستم معادلات خطی حاصل Ax = b با چندین حل کننده قابل حل است. یک
حل‌کننده‌های تکراری با پشتیبانی از ماتریس‌های پراکنده و درجه دوم پیاده‌سازی شده‌اند. در
روش گرادیان مزدوج با پیش شرط (pcg) و بدون (cg). علاوه بر این a
حل کننده مستقیم Cholesky در دسترس است. این حل کننده مستقیم فقط با درجه دوم معمولی کار می کند
ماتریس‌ها، بنابراین در استفاده از آنها با نقشه‌های بزرگ مراقب باشید (نقشه‌هایی با اندازه 10.000 سلول نیاز دارند.
بیش از یک گیگابایت رم). همیشه یک حل کننده ماتریس پراکنده را ترجیح دهید.

مثال

از این اسکریپت کوچک برای ایجاد یک منطقه جریان آب زیرزمینی و داده های کار استفاده کنید. مطمئن شوید که شما
در یک طرح ریزی lat/lon نیستند. این شامل زهکشی و ورودی رودخانه نیز می باشد.
# بر این اساس منطقه را تنظیم کنید
g.region res=25 res3=25 t=100 b=0 n=1000 s=0 w=0 e=1000 -p3
اکنون نقشه‌های شطرنجی ورودی برای سفره‌های زیرزمینی محدود و نامحدود ایجاد کنید
r.mapcalc express="phead = if(row() == 1, 50, 40)"
r.mapcalc express="status = if(row() == 1, 2, 1)"
r.mapcalc express="well = if(row() == 20 && col() == 20, -0.01, 0)"
r.mapcalc express="hydcond = 0.00025"
r.mapcalc express="recharge = 0"
r.mapcalc express="top_conf = 20.0"
r.mapcalc express="top_unconf = 70.0"
r.mapcalc express="bottom = 0.0"
r.mapcalc express="null = 0.0"
r.mapcalc express="poros = 0.15"
r.mapcalc express="s = 0.0001"
# نقشه های رودخانه
r.mapcalc express="river_bed = if(col() == 35 , 48, null())"
r.mapcalc express="river_head = if(col() == 35 , 49, null())"
r.mapcalc express="river_leak = if(col() == 35 , 0.0001, null())"
# نقشه های زهکشی
r.mapcalc express="drain_bed = if(col() == 5 , 48, null())"
r.mapcalc express="drain_leak = if(col() == 5 , 0.01, null())"
#جریان آب زیرزمینی محدود با حل کننده cg و ماتریس پراکنده، رودخانه و زهکش
#با این آبخوان محدود کار نکنید (بالا == 20 متر)
r.gwflow solver=cg top=top_conf bottom=down phead=phead status=status \
hc_x=hydcond hc_y=hydcond q=چاه s=s شارژ=خروجی شارژ=gwresult_conf \
dt=8640000 type=confined vx=gwresult_conf_velocity_x vy=gwresult_conf_velocity_y بودجه=budget_conf
#جریان آب زیرزمینی محصور نشده با حل کننده cg و ماتریس پراکنده، رودخانه و زهکش فعال هستند
# ما از تخلخل موثر به عنوان پارامتر ذخیره سازی استفاده می کنیم
r.gwflow solver=cg top=top_unconf bottom=down phead=phead \
status=وضعیت hc_x=hydcond hc_y=hydcond q=خوب s=poros شارژ=شارژ \
بستر_رود = بستر_رودخانه_سر_رود=سر_رود_نشت_رود=نشت_رود \
drain_bed=drain_bed drain_leak=drain_leak \
output=gwresult_unconf dt=8640000 type=unconfined vx=gwresult_unconf_velocity_x \
بودجه=budget_unconf vy=gwresult_unconf_velocity_y
# وقتی با r.out.vtk صادر می شود، می توان داده ها را با paraview مشاهده کرد
r.out.vtk -p in=gwresult_conf,وکتور وضعیت=gwresult_conf_velocity_x,gwresult_conf_velocity_y,null \
out=/tmp/gwdata_conf2d.vtk
r.out.vtk -p elevation=gwresult_unconf in=gwresult_unconf,وکتور وضعیت=gwresult_unconf_velocity_x,gwresult_unconf_velocity_y,null \
out=/tmp/gwdata_unconf2d.vtk
#اکنون داده ها را در paraview بارگذاری کنید
paraview --data=/tmp/gwdata_conf2d.vtk &
paraview --data=/tmp/gwdata_unconf2d.vtk &

با استفاده از خدمات onworks.net از r.gwflowgrass به صورت آنلاین استفاده کنید