Программный комплекс PMWIN

Пакет плотность требует ввода эталонной плотности (которая обычно устанавливается как плотность чистой воды) и распределения плотности внутри пласта. Эти значения задаются с использованием Редактора Данных:

• эталонная плотность (REFRHO) [M/L3] и
• плотность в блоке [M/L3].

Заметьте, что пакет «Плотность» поддерживается, только если вы выбираете версию «MODFLOW + Density pacakge from KIWA» в диалоговом окне при запуске на счет.

 

 

 

!!! Все, что ниже, написано  по инструкции к старой (4-ой) версии  программы. Практически все из этого осталось и в 5-ой версии, но может располагаться в других пунктах меню (т.к. изменилось само меню).

 

 

Управление выводом

Управление выводом в MODFLOW

Различные результаты моделирования могут быть записаны в файлы путем выбора соответствующих позиций выводы в диалоговом окне "Управление Выводом". Результаты моделирования записываются всякий раз, когда временной шаг и период возмущения кратны частоте вывода, определенной в диалоговом окне. Заметьте, что результаты по первому и последнему периодам возмущения и временным шагам записываются всегда. Используйте "0" для частоты выводы, когда должен быть записан результат только последнего периода возмущения  или последнего временного шага. Значения напоров в блоках с отсутствием потока (HNOFLO) или осушенных блоках (NDRY), заданные по умолчанию, показаны в группе "Значения напоров по умолчанию".

Позиции вывода и соответствующие файлы результатов описаны ниже. Все файлы результатов записываются в директории, в которой записаны модельные данные.

- Напоры являются основным результатом моделирования. Напоры в каждом блоке записываются в неформатированный (бинарный) файл HEADS.DAT.

- Понижения являются разницей  между начальными и рассчитанными  напорами. Записываются в неформатированном (бинарном) файле DDOWN.DAT.

- Показатели потока "От блока  к блоку" являются показателями  для каждого блока, включая четыре  типа: (1) возмущенные потоки от  блока к блоку (потоки в или  из каждого блока, возникающие  под влиянием одного из внешних  возмущений (возбуждений), представленных в модели, таких как откачивающая скважина или питание; (2) показатели емкости от блока к блоку, которые дают величины накопления или истощения емкости в каждом блоке; (3) Показатели постоянного напора потока от блока к блоку, которые дают сеточные потоки в или из каждого блока с постоянным напором; (4) внутренние потоки от блока к блоку, которые являются потоками через грани каждого блока - между соседними блоками модели. Калькулятор Водного Баланса использует показатели потока "от блока к блоку" для расчета водного баланса всей модели, определенных пользователем областей и потоков между соседними областями. PMPATH использует эти показатели и рассчитанные напоры для подсчета и показа линий тока. Показатели потока "от блока к блоку" записываются в неформатированном (бинарном) файле BUDGET.DAT.

- Просадка (???) является суммой уплотнений  всех слоев модели, имеющих емкость  прослоев.

- Уплотнение (деформация???) конкретных  слоев является суммой рассчитанных  уплотнений и определенных пользователем  начальных уплотнений в каждом слое.

- Доконсолидационные напоры являются  предшествующими минимальными значениями  напора в водоносном горизонте. Для любых блоков модели, в  которых заданные доконсолидационные  напоры больше, чем соответствующие  значения начальных напоров, значения доконсолидационных напоров будут установлены равными начальным. Просадки, уплотнения и доконсолидационные напоры записываются в неформатированный (бинарный) файл INTERBED.DAT.

- Интерфейсный файл для MT3D является  неформатированным (бинарным) файлом, содержащим подсчитанные напоры, потоки через грани блоков во всех направлениях и расходы различных источников/стоков. Интерфейсный файл создается пакетом LKMT. Этот пакет включен в версию MODFLOW, поддерживаемую PMWIN или MMT3D. Вы можете использовать эти две версии MODFLOW, если вы имеете ввиду последующий запуск MT3D. Если используется другая версия MODFLOW, нежели эти две, то необходимо добавить пакет LKMT в MODFLOW. Обратитесь к руководству по MT3D за пояснениями, как это сделать.

Для проверки результатов моделирования MODFLOW подсчитывает объемный водный баланс для всей модели на конец каждого временного шага и записывает это в файл записи моделирования "OUTPUT.DAT". Водный баланс обеспечивает показ повсеместной приемлемости численного решения. В методах численного решения система уравнений, решаемая моделью, фактически состоит из условий непрерывности потока для каждого блока модели. Непрерывность также должна существовать для общих потоков в или из целой модели или ее областей. Это значит, что различия между общим притоком и общим оттоком должны быть равны общему изменению емкости. Рекомендуется читать файл записи моделирования OUTPUT.DAT. Этот файл также содержит другую существенную информацию. В случае затруднений эта дополнительная информация может быть очень полезной.

 

 

Управление выводом в MT3D

Модель переноса MT3D (версия 1.х) создает ASCII-файл записи моделирования OUTPUT.MT3 и произвольный (необязательный???) неформатированный (бинарный) файл концентраций MT3D.UCN. Оба файла записываются в той же директории, что и модельные данные. В дополнении к этим двум файлам MT3D96 может записать массу, содержащуюся в каждом блоке в файле "масса блок за блоком" MT3D.CBM. Этот файл также бинарный. По желанию вы можете записать некоторые другие результаты, выбрав соответствующую позицию формата ASCII в диалоговом окне "Управление выводом".

- CINACT - заданные концентрации в  пассивных концентрационных блоках (ICBUND=0).

- THKMIN - минимальная насыщенная мощность  в блоке, выражаемая в виде  десятичной доли мощности слоя модели, меньше которой блок рассматривается как пассивный. Эта величина используется только в MT3D96.

• NPRS - флажок, показывающий частоту вывода, а также показывающий, определена ли частота вывода в единицах общего времени моделирования или же в единицах номеров шагов моделирования. Если NPRS=0, то результаты моделирования будут записываться в конце каждого временного шага. Если NPRS<0, то результаты моделирования будут записываться каждый раз, когда количество шагов модели кратно в четное количество раз числу NPRS. Если NPRS>0, то результаты моделирования будут записываться во времена, заданные в таблице "Времена вывода" диалогового окна "Управление выводом". Эта таблица показывает числа в первой колонке, когда задана положительная NPRS и нажата клавиша TAB.

 

 

 

Меню «Оценка» («Estimation»)

Меню "Оценка" обеспечивает взаимосвязь между PMWIN, фильтрационной моделью MODFLOW и программой оценки параметров PEST. С использованием PEST параметры модели и(или) возмущения могут быть согласованы в процессе подгонки модельных значений к наблюденным настолько близко, насколько это возможно. PEST ищет оптимальную установку параметров, при которой сумма квадратичных отклонений модельными значениями (напоров???) и экспериментальными наблюдениями сводится к минимуму. Эта сумма рассматривается как объективная функция.

С использованием PMWIN и PEST могут быть откалиброваны следующие параметры и/или возмущения:

- Горизонтальный коэффициент фильтрации  или проводимость.

- Вертикальный коэффициент фильтрации или параметры перетока.

- Упругоемкость, гравитационная или  упругая емкости.

- Inelastic storage factor (используемый пакетом IBS1).

- Дебит откачки из скважин

- Параметры проводимости (дополнительной) в блоках с дренами, генеральными  напорными границами, реками и потоками.

- Интенсивность питания

- Максимальная интенсивность эвапотранспирации.

- Вертикальный коэффициент фильтрации  основания резервуара.

Используя меню "Управление Данными", вы можете задать необходимые контрольные значения для операций PEST. Список Параметров дает обзор оцениваемых параметров и/или возмущений. Оцениваемый параметр (такой как проводимость или дебит откачки) определяется с использованием Метода Ввода По Зонам Редактора Данных (смотри Список Параметров для того, как задать Оцениваемый Параметр). Координаты скважин и наблюденные значения (напоров) даются в разделе "Скважины и Наблюдения" ("Bores and Observations").

 

Скважины и Наблюдения (Bores and Observations)

В диалоговом окне "Скважины и наблюдения" вы задаете координаты Х (в направлении на восток), Y (в направлении на север) и номер слоя каждой скважины в Таблице Скважин. Скважина активна, если флажок в окне "Active" таблицы установлен на "YES". Когда вы редактируете модельные данные, активные скважины и соответствующие номера скважин будут показываться на экране Редактором Данных. Для моделирования нестационара PMWIN интерполирует результаты моделирования на активные скважины, и вы можете использовать Graph Viewer для просмотра графиков временного прослеживания уровней.

В Таблице Наблюдений ("Table of Observations") вы определяете номер скважины в столбце "Скважина" ("Bore"). Время наблюдений дается в столбце "Время" ("Time"). Это время, отсчитываемое от момента начала моделирования, на которое приводится измеренный напор, понижение, концентрация, деформация, доконсолидационный напор и значение просадки. Используя Graph Viewer, вы можете создавать графики, основанные на наблюденных значениях. (Заметьте, что понижение определяется как h0-h, где h0 - начальный напор и h - измеренный напор на Время наблюдения.)

  Используя клавиши "Save" и "Load", вы можете записать или загрузить содержимое таблиц в или из файла "Скважины" и файла "Наблюдения". Формат этих файлов приводится в Приложении 2 Руководства PMWIN. Вы можете вставлять или удалять строки таблиц нажатием клавиш Ctrl+Ins или Ctrl+Del. В PMWIN максимальное количество скважин - 1000. Максимальное количество наблюдений - 6000.

Для калибрации модели PEST использует наблюденные напоры или понижения только когда времена наблюдений соответствуют одному из времен моделирования, на которые MODFLOW записывает результаты в свои неформатированные (бинарные) файлы, такие как HEADS.DAT или DDOWN.DAT. Если нет соответствия этих времен, наблюденные значения будут проигнорированы. Задача PEST состоит в минимизации различий между наблюденными значениями и соответствующими значениями, полученными на модели, путем согласования параметров до тех пор, пока сумма квадратичных весовых отклонений (т.н. целевая функция) не станет минимальной. Вес, относящийся к каждому отклонению при расчете целевой функции дается в столбце "Weight" таблицы наблюдений. Вес наблюдения может быть равен нулю, если вы этого пожелаете (это значит, что данное наблюдение не участвует в расчете целевой функции), но он не может быть отрицательным. Обращайтесь к руководству по PEST для нормального применения весов в процессе оценки параметров.

 

 

 

 

 

Меню «Значение» («Value»)

Меню «Значение» возникает только в Редакторе Данных. Имеется пять позиций меню:

Matrix

Zones

Points

Search and Modify

Result Extractor

 

Матрица

В подменю "Matrix" существует две позиции: Reset и Browse.

Reset

Используя Reset вы можете задать значение в диалоговом окне "Восстановить матрицу" ("Reset Matrix"). Значение будет задано во все блоки текущего слоя. Если вы редактируете конкретный пакет, в котором блок имеет более чем одно значение (например пакет "Река"), то все значения в диалоге будут заданы во все блоки текущего слоя.

 

Browse

Используя Browse вы можете просматривать значения в блоках в диалоговом окне "Просмотреть Матрицу" ("Browse Matrix"). В таблице этого диалогового окна показывается серия столбцов и строк, которые соответствуют столбцам и строкам конечно-разностной сетки. Данные в блоках показываются в таблице. Если вы редактируете конкретный пакет, в котором блок имеет более одного значения, то вы можете выбрать тип параметра из раскрывающегося окна "Параметр". Позиция "Ширина Столбца" этого раскрывающегося окна используется для изменения появляющейся ширины колонок таблицы.

  Вы можете записать данные, введенные в блоки, в ASCII матричном файле, нажав кнопку "Save" и определив имя файла в стандартном диалоговом окне открытия файла. Такой файл может быть позднее загружен в таблицу.

Для загрузки ASCII матричного файла:

1. Нажмите клавишу "Загрузить" ("Load"). Появляется диалоговое окно "Загрузить матрицу".

2. Наберите имя матричного файла  в поле "Файл" или нажмите  кнопку, следующую за окном и  выберите имя матричного файла  из стандартного диалогового  окна

3. Задайте начальную позицию. Начальная  позиция дает столбец и строку, в которые будет загружена ASCII-матрица. Количество столбцов и строк  матрицы не должен быть идентичным  количеству столбцов и строк  конечно-разностной сетки. Это позволяет  вам заменять только часть данных в матрице. Например, вы можете использовать Генератор Полей для формирования матрицы с неоднородно распределенными данными по статистическим параметрам и загрузить ее в сетку.

4. Выберите опцию из группы "Опции"

Только перед введением загруженной матрицы в таблицу имеется несколько способов изменения ее значений.

Replace (заменить): значения в таблице заменяются на значения, представленные в ASCII-матрице.

Add (прибавить): значение в блоках ASCII-матрицы прибавляются к значениям в таблице.

Subtract (вычесть): значения в таблице вычитаются из значений загруженной матрицы.

Multiply (умножить): данные в таблице умножаются на данные загруженной матрицы.

Divide (разделить): данные в таблице делятся на данные загруженной матрицы. Если данные в блоках загруженной матрицы равны нулю, то соответствующие блоки таблицы остаются без изменений.

Диалоговые окна "Browse" и "Load Matrix"  обеспечивают возможность манипулирования вашими модельными данными. Например, вы можете высчитать мощность слоя вычитанием высоты подошвы из высоты кровли.