همه چیز درباره MODFLOW 6 - مدل هیدرولوژیکی ماژولار USGS
برای بیش از 30 سال، برنامه MODFLOW توسط دانشگاهیان، مشاوران خصوصی و دانشمندان دولتی برای شبیه سازی دقیق، مطمئن و کارآمد جریان آب های زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفته است. با گذشت زمان، افزایش علاقه به فعل و انفعالات آبهای سطحی و زیرزمینی، پالایش محلی با شبکه های تودرتو و بدون ساختار، جریان آب زیرزمینی کارست، حمل و نقل املاح و نفوذ آب شور، به تولید نسخه های بیشماری از MODFLOW منجر شده است. اگرچه این نسخه های MODFLOW اغلب بر اساس نسخه اصلی MODFLOW (قبلاً MODFLOW-2005) است، اما گاها ناسازگاری هایی وجود دارد که استفاده از آنها را با سایر نسخه های MODFLOW محدود می کند. در بسیاری موارد، توسعه این نسخه های جایگزین MODFLOW به دلیل ساختار برنامه زیرین چالش برانگیز بوده است، که برای شبیه سازی یک مدل جریان آب زیرزمینی منفرد با استفاده از یک شبکه معمولی MODFLOW متشکل از لایه ها، ردیف ها و ستون ها طراحی شده است.
بررسی اجمالی MODFLOW 6
شکل بالا یک شبکه مثلثی را نشان می دهد که در آن اندازه سلول های مثلثی در مناطقی با شیب هیدرولیکی نسبتاً بزرگ مانند اطراف ساحل یک دریاچه، در نزدیکی چاه های پمپاژ و در امتداد یک جریان کاهش می یابد. این نوع شبکه لایه ای را می توان با استفاده از بسته Discretization by Vertices یا DISV در MODFLOW 6 نشان داد.
یک برنامه شی گرا جدید و چارچوب زمینه ای به نام MODFLOW 6 برای فراهم کردن بستر پشتیبانی از چندین مدل و انواع مختلف مدل در همان شبیه سازی ایجاد شده است. این نسخه از MODFLOW دارای عنوان نسخه "6" است زیرا این نسخه ششم نسخه اصلی MODFLOW است که توسط USGS منتشر می شود (نسخه های اصلی قبلی در سال های 1984 ، 1988 ، 1996 ، 2000 و 2005 منتشر شد). در طراحی جدید، هر تعداد مدل می تواند در یک شبیه سازی گنجانده شود. این مدل ها می توانند مستقل از یکدیگر و بدون تعامل باشند، می توانند اطلاعات را با یکدیگر تبادل کنند و یا می توان با افزودن آنها به همان حل کننده عددی، در سطح ماتریس جفت شد. انتقال اطلاعات بین مدل ها برای مبادله اشیاء جدا شده است، که این امکان را می دهد که مدل ها بطور مستقل از یکدیگر توسعه یافته و استفاده شوند. در این چارچوب جدید، یک مدل آب زیرزمینی در مقیاس منطقه ای ممکن است با چندین مدل آب زیرزمینی در مقیاس محلی همراه باشد. یا، یک مدل جریان آب سطح می تواند به چندین مدل جریان آب زیرزمینی همراه باشد. این چارچوب به طور طبیعی اجازه می دهد تا پسوندهای آینده شبیه سازی حمل و نقل املاح را شامل شود.
مدل جریان آب زیرزمینی (GWF)
MODFLOW 6 در حال حاضر حاوی یک نوع مدل هیدرولوژیکی، مدل جریان آب زیرزمینی (GWF) است. مدل GWF برای MODFLOW 6 مبتنی بر یک رویکرد کنترل شده با حجم کنترل کلی است که تفاوت خاصی با آن دارد (CVFD) که در آن یک سلول می تواند به صورت هیدرولیکی به هر تعداد سلول اطراف متصل شود. کاربران می توانند با استفاده از شبکه مدل را تعریف کنند:
یک شبکه معمولی MODFLOW متشکل از لایه ها ، ردیف ها و ستون ها،
شبکه لایه ای تعریف شده توسط (x، y) جفت vertex یا
یک شبکه بدون ساختار عمومی مبتنی بر مفاهیم توسعه یافته برای MODFLOW-USG.
برای مسائل پیچیده شامل شرایط سطح آب، می توانید فرمول اختیاری نیوتن-رافسون، بر اساس فرمول موجود در MODFLOW-NWT و MODFLOW-USG را فعال کنید. مدل GWF همانند نسخه های قبلی MODFLOW به "بسته ها" تقسیم می شود. بسته بخشی از مدل است که به یک جنبه واحد شبیه سازی می پردازد. بسته های گنجانده شده با مدل GWF شامل موارد زیر می شود:
موارد مربوط به محاسبات داخلی جریان آب زیرزمینی (گسسته سازی، شرایط اولیه، هدایت هیدرولیک و ذخیره سازی)،
بسته های تنش (سطوح آب ثابت، چاه، شارژ مجدد، رودخانه ها، مرزهای کلی سطح آب، زهکشیها و تبخیر و تعرق)، و
بسته های تنش پیشرفته (مسیریابی جریان، دریاچه ها، چاه های چند آبخوان و جریان منطقه اشباع نشده).
یک بسته اضافی همچنین برای انتقال آب موجود در یک بسته به ویژگی های فردی بسته های پیشرفته تنش در دسترس است. GWF Model همچنین دارای بسته هایی برای بدست آوردن و کنترل بازده از مدل است.
فرمول جریان XT3D
فرمولاسیون جریان آب زیرزمینی جدید به طور خاص برای مدل GWF در MODFLOW 6 است. این فرمول جریان جدید گزینه XT3D نامیده می شود. گزینه XT3D با فعال کردن شبیه سازی ناهمسانگردی کاملاً سه بعدی بر روی شبکه های منظم یا نامنظم، قابلیت های MODFLOW را گسترش می دهد به گونه ای که به طور مناسب تانسور هدایت هیدرولیکی کامل، سه بعدی را در نظر می گیرد. همچنین می تواند دقت شبیه سازی جریان آب زیرزمینی را در مواردی که شبکه مدل ناقض الزامات هندسی خاصی است بهبود بخشد. بنابراین، گزینه XT3D جایگزینی برای بسته بندی Ghost-Node Correction با GNC است که برای MODFLOW-USG تهیه شده است.
ساختار ورودی
علاوه بر بسیاری از قابلیت های جدید یا طراحی مجدد، ساختار ورودی MODFLOW 6 نیز طراحی مجدد شده است. در پرونده های ورودی بسته، اطلاعات به بلوک تقسیم می شوند و کلمات کلیدی آموزنده برای برچسب زدن داده های عددی و فعال کردن گزینه ها استفاده می شود. این ساختار ورودی جدید برای ma طراحی شده است آسان تر است که کاربران گزینه های شبیه سازی را به روشی بصری تنظیم کنند، خطاهای ورودی کاربر را کاهش دهند و امکان ایجاد قابلیت های جدید را بدون ایجاد مشکل در سازگاری به عقب ایجاد کنند.
قابلیت های موجود در انتشار اولیه
این نسخه اول MODFLOW 6 با مدل GWF بسیاری از قابلیت های موجود در انواع MODFLOW را ترکیب می کند:
MODFLOW-2005 - مدل GWF شامل تجدید نظر در بسته های جریان رایج، بسته های تنش و بسته های پیشرفته تنش.
MODFLOW-NWT - مدل GWF از رویکرد اختیاری نیوتن-رافسون برای سفره های سفره آب پشتیبانی می کند.
MODFLOW-USG - مدل های GWF با استفاده از شبکه های معمولی MODFLOW یا شبکه های بدون ساختار ساخته می شوند.
MODFLOW-LGR - هر تعداد مدل GWF را می توان برای یک شبیه سازی واحد مشخص کرد. این مدل های GWF کاملاً در سطح ماتریس همراه هستند.
MODFLOW-CDSS - بسته های تنش چندگانه و پیشرفته از نوع مشابه را می توان برای یک مدل GWF واحد مشخص کرد.
برای کاربران MODFLOW با مدل های موجود، توزیع MODFLOW 6 شامل یک برنامه تبدیل است که یک مدل MODFLOW-2005 ، MODFLOW-NWT یا MODFLOW-LGR (نسخه 2) را به فرمت MODFLOW 6 ترجمه می کند.
MODFLOW 6 انتشارات
سه انتشار USGS که مستند MODFLOW 6 هستند، در توزیع نرم افزار گنجانده شده اند:
Hughes, J.D., Langevin, C.D., and Banta, E.R., 2017, Documentation for the MODFLOW 6 framework: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A57, 40 p., https://doi.org/10.3133/tm6A57.
Langevin, C.D., Hughes, J.D., Banta, E.R., Niswonger, R.G., Panday, Sorab, and Provost, A.M., 2017, Documentation for the MODFLOW 6 Groundwater Flow Model: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A55, 197 p., https://doi.org/10.3133/tm6A55.
Provost, A.M., Langevin, C.D., and Hughes, J.D., 2017, Documentation for the "XT3D" option in the Node Property Flow (NPF) Package of MODFLOW 6: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A56, 40 p., https://doi.org/10.3133/tm6A56.
نسخه فعلی MODFLOW 6 را بارگیری کنید
نسخه فعلی MODFLOW 6 نسخه 6.0.4 است که در تاریخ 11 مارس 2019 منتشر شد.
MODFLOW 6 Description of Input/Output [2.8MB PDF]
برای یافتن تمامی مطالب مرتبط با این مطلب در سایت از جستجوی سایت در حاشیه سمت راست و بالای صفجه استفاده فرمایید.
ورود به بخش آموزش های متنی GMS
دانلود آخرین نسخه نرم افزار GMS
دریافت لایسنس ارزیابی (14 روزه)
برای سفارش انجام مدل سازی اینجا کلیک کنید
تماس واتساپ: 09190622992 (98+)
شناسه تلگرام مدیر سایت: Basin_Ir_bot@
نشانی ایمیل: www.Basin.ir@Gmail.com
(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)
_______________________________________________________
تماس با ما
تماس واتساپ
گروه تلگرام ما
هشدارهای ما
آمار و اطلاعات
سفارش پروژه
در منابع آب
نظرات (۰)