Программный комплекс PMWIN

Редактор данных поддерживает два режима экрана и два способа ввода - метод “Блок за блоком” и “По зонам”. Он также позволяет определять модельные данные, которые могут изменяться во времени.

На Рабочем Листе показывается план слоя модели (см. рисунок). Индексное обозначение [J, I, K] используется для описания положения блока в терминах столбец [J], строка [I] и слой [K]. Начало отсчета индексов относится к верхнему левому блоку верхнего слоя модели. PMWIN нумерует слои сверху вниз, наращивание индекса К соответствует уменьшению высотного положения слоя. Вы можете перейти к другому слою нажатием клавиш PgDn или PgUp, а также щелчком мыши по редактируемому полю “Текущий слой” на Панели Инструментов с дальнейшем набором номера искомого слоя и нажатием Enter.

 

 

Панель Инструментов Редактора Данных

Кнопки Панели рассмотрены слева направо по порядку:

1. Выход из Редактора Сетки 
2. Задание значения; дает возможность перемещать курсор сетки и задавать значения в блоки
3. Увеличение; позволяет организовать окно увеличения на части главной модели
4. Уменьшение; возвращает Редактор в режим показа рабочего листа целиком (всей модели)
5. Активирован метод ввода данных “Блок-за-блоком”
6. Активирован метод ввода данных “По зонам”
7. Активирован режим локального просмотра (модельная сетка на весь экран)
8. Активирован режим глобального просмотра (целиком рабочего листа с расположенной на нем модельной сеткой)
9. Включение/выключение дублирования; если дублирование включено, значение параметра текущего блока будет копироваться на все блоки, по которым движется курсор сетки.
10. Включение/выключение копирования слоя; если копирование включить и затем переходить на другие слои, значения в зонах и блоках текущего слоя будут скопированы.

 

Задание данных для моделирования изменяющихся во времени процессов

Если ваша модель имеет более одного стресс-периода, то после нажатия кнопки выхода из Редактора появится диалоговое окно «Данные по времени» («Temporal Data»). Это диалоговое окно позволяет управлять предназначенными для моделирования изменяющихся во времени процессов данными:

1. Вы можете редактировать данные по конкретному стресс-периоду, пометив строку таблицы и нажав кнопку «Edit Data». После задания данных по этому периоду будет поставлен флажок «Data» в соответствующей строке.

2. Вы можете щелкать в окне  «Use» для постановки или снятия в нем флажка. Если флажок стоит, то данные соответствующего стресс-периода будут использоваться для моделирования фильтрации. В противном случае будут использоваться данные предыдущего стресс-периода. Если данные по стресс-периоду не введены, то при моделировании также будут использоваться данные предыдущего стресс-периода.

3. Используйте кнопку «Copy Data», если вы хотите скопировать модельные данные из одного стресс-периода в другой.

 

 

Системное меню

PMWIN содержит следующие меню: “Файл”, “Сетка”, “Параметры”, “Модели”, “Инструменты”, “Значение”, “Опции” и “Помощь”. Меню “Значение” и “Опции” появляются только в Редакторах Сетки и Данных.

PMWIN использует развитую систему  меню для удобства управления  процессом моделирования. Если вы  обозначили установки данных модели, то соответствующие пункты меню “Сетка”, “Параметры” и разделов пунктов меню “Модели” будут помечены. Если вы не знаете, какие модельные данные были уже определены, вы можете попытаться запустить вашу модель путем выбора соответствующего пункта из меню “Models>Modflow”. PMWIN подскажет вам, что надо делать.

Нижеприведенная таблица дает обзор меню PMWIN.

Меню	Назначение
Файл (File)	Создает новую модель; Открывает существующую модель; Записывает графический вывод (plot).
Сетка (Grid)	Формирует и модифицирует сетку модели; задание геометрических характеристик сетки.
Параметры (Parameters)	Задание временных и пространственных параметров модели, таких как проводимость.
Модели (фильтрационные) (Models> MODFLOW)	Добавление специфических характеристик гидрологической системы в модель подземных вод, таких как скважины, питание или реки. Определяет параметры контроля итерационным решением и выводом.
Модели (миграционные) (Models>MOC3D, MT3D, MT3DMS)	Задание миграционных параметров и граничных условий, решение миграционных задач.
Модели (оценочные) (Models>PEST, UCODE)	Решение обратных задач.
Модели (линии тока) (Models>PMPATH)	Построение линий тока.
Значение (Value)	Управляет данными модели; считывает и записывает данные модели в отдельные файлы.
Инструменты (Tools)	Генератор и интерполятор полей; вывод результатов моделирования.
Опции (Options)	Изменяет внешний вид сетки модели на экране; загружает карту (DXF или BMP) объекта.
Помощь (Help)	Вызывает встроенную систему подсказок.

 

 

Меню “Файл”

Новая модель (New Model)

Выберите пункт “Новая модель” для создания новой модели. Диалог “Новая модель” является стандартным диалогом Windows, который позволяет выбрать любую из доступных директорий или дисков на вашем компьютере. Могут использоваться все имена файлов, заданные по правилам MS-DOS. Файл модели PMWIN использует расширение MDL. Прекрасная мысль - записывать каждую модель в отдельную директорию, в которой вы можете хранить саму модель и результаты. Это также позволяет вам запускать несколько моделей одновременно. Если искомая директория не доступна, вам нужно воспользоваться Менеджером Файлов Windows или другими утилитами для создания директории.

 

Открыть модель (Open Model)

Используйте этот пункт для открытия существующей РМ-модели. Однажды открыв модель, PMWIN показывает имя файла модели в строке имен.

 

Конвертировать модели (Convert Models)

Диалоговое окно «Convert Models» возникает после выбора этого пункта меню. Опции этого окна группируются по трем закладкам - PMWIN 4.x, MODFLOW-88/96 и Telescoping Flow Model. Используя первые две закладки, вы можете конвертировать существующие PMWIN 4.x или MODFLOW модели (старые версии) в формате современной версии PMWIN (5.х). Использование этих двух закладок непосредственное. Сначала с помощью кнопки открытия файла выберите имя конвертируемой старой модели. Затем нажмите кнопку «Convert» для запуска преобразования.

Закладка «Telescoping Flow Model» позволяет создавать модель-врезку другой детальности в имеющуюся региональную (материнскую) модель. Учтите, что должно быть выполнено фильтрационное решение этой модели. Для создания врезки укажите имя существующей модели и определите границы врезки. Затем нажмите кнопку «Convert». Врезка задается путем указания начальных и конечных строк и столбцов модели. PMWIN автоматически пересылает все параметры модели и рассчитанные напоры из материнской модели во врезку. Границы врезки будут заданы как границы с постоянным напором (при стационарном моделировании) или как границы с переменным во времени заданным напором (при нестационарном моделировании).

Независимо от выбранной закладки вы можете применить фактор детализации (refinement factors) как для всех строк, так и для всех столбцов модели. Таким образом, будет получена модель с более высоким разрешением.

 

Информация о модели

Открывает диалоговое окно с аналогичным именем. Этот диалог предоставляет короткую информацию о вашей модели. Вы можете набрать краткое описание модели в этом окне. Максимальная длина этого описания - 132 символа.

 

Сохранить карту как

Используйте этот пункт для записи содержимого рабочего листа в графические файлы. Этот пункт может использоваться только при включенном режиме локального показа Редактора Данных (В режиме локального показа сетка модели представляется в виде Рабочего листа. В режиме глобального показа демонстрируется весь рабочий лист целиком). Доступны три графических формата: Drawing Interchange File (DXF), Hewlett-Packard Graphics Language (HP-GL) and Windows Bitmap (BMP). DXF вполне стандартный формат, развитый Autodesk для обмена данными между CAD-системами. HP-GL - Двухбуквенный(???) мнемонический графический язык, развиваемый Hewlett-Packard. Эти графические форматы могут быть восприняты многими графическими программами или текстовыми процессами, а также графическими устройствами. Используя DXF-формат, вы можете сохранять и накладывать друг на друга графику на Рабочем листе, а также можете импортировать DXF-файлы с использованием Опций Карт (Maps Options).

Для выбора формата, раскройте список окна “Формат”. Вы можете ввести имя файла в поле “Файл” или щелкнуть кнопку, расположенную рядом с этим полем, и выбрать файл из стандартного диалогового окна “Открыть файл”.

 

 

Меню “Сетка”

Размер сетки

Позволяет генерировать и модифицировать сетку модели.

 

Тип слоя и его настройка

Из меню “Сетка” выберите пункт “Тип слоя” для открытия диалогового окна “Настройка слоя”. Установки описывают тип модельного пласта (слоя), задают фактор анизотропии в нем, устанавливают способ задания проводимости, перетекания, упругой водоотдачи, а также возможность расчета емкости прослоя и учета плотности воды.

Тип

Численное выражение, которое используется пакетом Block-Centered-Flow (BCF) для описания потока подземных вод, зависящего от типа каждого слоя модели. Типы слоев таковы:

Тип 0. Слой имеет ярко выраженный напорный характер. Для нестационарного моделирования при подсчете темпа изменения емкости используется упругая водоотдача (произведение упругоемкости и мощность слоя). Проводимость каждого блока - величина постоянная на всем протяжении моделирования.

Тип 1. Слой имеет ярко выраженный безнапорный характер. Этот тип может устанавливаться только для верхнего слоя. Для расчета темпа изменения емкости в слоях этого типа используется гравитационная водоотдача. На протяжении моделирования потока проводимость каждого блока изменяется в соответствии с мощностью насыщенной части горизонта.

Тип 2. Слой этого типа напорно-безнапорный. При расчетах он только частично превращается из напорного слоя в безнапорный (и наоборот). Это значит, что упругая водоотдача используется для подсчета темпа изменения емкости, если слой полностью насыщен, в противном случае используется гравитационная водоотдача. При этом проводимость каждого блока сохраняется постоянной на всем протяжении моделирования. Вертикальный переток сверху отсутствует, если слой осушается.

Тип 3. Слой этого типа также напорно-безнапорный. При расчетах он полностью превращается из напорного слоя в безнапорный (и наоборот). Это значит, что упругая водоотдача используется для подсчета темпа изменения емкости, если слой полностью насыщен, в противном случае используется гравитационная емкость. При этом на протяжении всего моделирования проводимость каждого блока изменяется в соответствии с мощностью горизонта. Вертикальный переток сверху отсутствует, если слой осушается.

 

Фактор анизотропии

Фактор анизотропии представляет собой отношение проводимости или коэффициента фильтрации (в зависимости от того, что используется) в направлении I (по оси Y) к проводимости или коэффициенту фильтрации в направлении J (по оси X). Хотя оси  тензора проницаемости могут быть параллельны осям X или Y сетки модели, этим фактором часто пренебрегают.

 

Проводимость

В MODFLOW проводимость задается для слоев типа 0 или 2. Если флажок “Transmissivity” установлен на “Calculated”, PMWIN рассчитывает проводимость, исходя из установленных вами значений горизонтального коэффициента фильтрации и высотных отметок кровли и подошвы каждого слоя. Установите флажок “Transmissivity” на “User Specified”, если вы хотите задать значение проводимости непосредственно.

 

Коэффициент перетекания

Для моделирования многопластовой системы вы должны определить значения вертикальной проницаемости или перетекания, известные как вертикальный переток или массив VCONT, для каждого блока, за исключением блоков нижнего слоя. Если флажок “Leakance” установлен на “Calculated”, PMWIN рассчитывает VCONT, исходя из определенных вами вертикального коэффициента фильтрации и высотных отметок кровли и подошвы каждого слоя. Установите флажок “Leakance” на “User Specified”, если вы хотите задавать вертикальный переток непосредственно. Смотрите меню “Параметры” для более полной информации о расчетах VCONT.

Коэффициент перетекания между двумя смежными пластами:

,

где k – вертикальные коэффициенты фильтрации двух смежных пластов,  m – их мощности.

 

Упругая водоотдача

Для моделирования нестационарной фильтрации MODFLOW необходимо безразмерное значение емкости, определенное для каждого слоя модели. Для напорных слоев эти значения задаются значением упругой водоотдачи, равной произведению упругоемкости [L-1] на мощность слоя [L]. Если флажок “Storage Coefficient” установлен на “Calculated”, PMWIN рассчитывает упругую водоотдачу, исходя из определенных вами упругоемкости и высотных отметок кровли и подошвы каждого слоя. Установите флажок “Storage Coefficient” на “User Specified”, если вы хотите задавать упругую водоотдачу непосредственно. Для безнапорных слоев значение емкости равно гравитационной водоотдаче [-]. Положение флажка “Storage Coefficient” не влияет на задание этого параметра.

 

Емкость прослоя

PMWIN поддерживает пакет “Емкость  прослоя” (Interbed-Storage Package (IBS1)) для расчета  изменений емкости и при упругих, и при жестких деформациях  каждого слоя модели. Вызовите  флажок слоя и выберите YES, если  хотите использовать этот пакет для расчета деформаций в слое. Смотрите меню “Пакеты” (Packages) для большей информации об этом пакете.

 

 

Граничные условия

IBOUND: Массив IBOUND необходим фильтрационным моделям. Этот массив содержит в себе код каждого блока модели, указывающий на:

• напор рассчитывается (активный блок переменного напора или активный блок)
• поддерживается постоянное значение напора, равное заданному (блок с постоянным напором - constant-head или напором, изменения которого во времени определены пользователем - time-varying specified-head) - Граница I рода!!!
• внутри блока поток отсутствует (пассивный блок). - Непроницаемая граница!!!