Что такое Анализ стока по Дарси?
Доступно с лицензией Spatial Analyst.
Инструменты группы Грунтовые воды могут быть использованы для выполнения элементарного адвективно-дисперсионного моделирования движения растворенных веществ в грунтовых водах. Анализ стока по Дарси моделирует двухмерный, вертикально перемешанный и устойчивый сток, при котором глубина залегания верхней границы пласта не зависит от его глубины.
Анализ стока по Дарси
Назначение анализа стока по Дарси двоякое. Во-первых, он используется для проверки согласованности наборов данных грунтовых вод и для создания растров векторов потоков грунтовых вод. Стандартный выходной растр — это растр баланса остаточного объёма грунтовых вод, который вычисляет разницу между потоком воды, попадающим в каждую ячейку, и потоком, вытекающим из нее.
Поскольку расчеты стока выполняются отдельно для каждой из четырех границ ячейки (поток определяется разницей между соседними ячейками), возможно, что в ячейку может втекать больше (или меньше) воды, чем из нее вытекает, что приводит к положительному (или отрицательному) результату баланса остаточного объёма.
Сглаженные, непротиворечивые входные растры без источников и накопителей должны давать небольшие значения остатков, близкие к нулю. Большие значения остатков указывают на то, что растр глубины залегания верхней границы грунтовых вод не подходит для растров водопроницаемости, пористости и толщины. Растр глубины залегания верхней границы грунтовых вод содержит значения глубин залегания водоносного пласта для каждой ячейки. Глубина залегания пласта обычно представляет собой превышение над какой-либо точкой отсчета, например, над средним уровнем моря. Если на выходе получаются большие остаточные объемы, возможно, входные данные некорректны и дают ничего не значащие результаты.
Второе назначение анализа стока по Дарси — вычисление поля стока по Закону Дарси, описанное ниже. Поле стока представляет собой векторное поле скоростей просачивания подземных вод, выражающееся в виде двух растров: растра величины и растра направления.
Первым шагом при моделировании потока подземных вод является определение скорости и направления стока в каждой точке поля стока. Сток по Дарси находит их, а затем вычисляет в каждой ячейке баланс объёма, который должен при отсутствии источников или накопителей, например, колодцев, мест инфильтрации или утечек, быть небольшим. Нулевой баланс остаточного объёма говорит о балансе входящего и исходящего стока в ячейке. Поле стока считается постоянным (не меняющимся во времени). Подробное изложение гидравлики подземных вод представлено в ряде источников, включая Bear (1979), Freeze and Cherry (1979) и Marsily (1986).
Сток по Дарси
Стандартные выходные данные инструмента Сток по Дарси — это растр баланса остаточного объёма грунтовых вод, который вычисляет разницу между потоком воды, попадающим в каждую ячейку, и потоком, вытекающим из нее. Остаток используется для проверки согласованности наборов данных грунтовых вод.
Поскольку расчеты стока выполняются отдельно для каждой из четырех границ ячейки (поток определяется разницей между соседними ячейками), возможно, что в ячейку может втекать больше (или меньше) воды, чем из нее вытекает, что приводит к положительному (или отрицательному) результату баланса остаточного объема.
Сглаженные, непротиворечивые входные растры без источников и накопителей, например, колодцев, мест инфильтрации или утечек, должны давать небольшие остатки, близкие к нулю. Большие значения остатков указывают на то, что растр глубины залегания верхней границы грунтовых вод не подходит для растров водопроницаемости, пористости и толщины. В этом случае входные данные будут считаться некорректными и дадут ничего не значащие результаты.
Инструмент Сток по Дарси может также создавать выходные данные инструмента Скорость по Дарси, описанного в следующем разделе.
Скорость по Дарси
Скорость по Дарси применяет Закон Дарси для вычисления поля стока. Поле стока представляет собой векторное поле скоростей просачивания.
Скорости стока выражаются в виде двух растров: растра величины и растра направления.
Скорость по Дарси полезна в тех случаях, когда баланс остаточного объёма Стока по Дарси не требуется.
Справочная информация
Bear, J. Hydraulics of Groundwater. McGraw-Hill. 1979.
Freeze, R. A., and J. A. Cherry. Groundwater. Prentice-Hall. 1979.
Marsily, G. de. Quantitative Hydrogeology. Academic Press. 1986.