Dispersión tipo puff (Spatial Analyst)
Resumen
Calcula la distribución de concentración bidimensional, dependiente del tiempo, en masa por volumen, de un soluto introducido en forma instantánea y en un punto discreto en un acuífero mezclado verticalmente.
Uso
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Por lo general, el campo de porosidad efectiva, una propiedad física del acuífero, se estima a partir de datos geológicos. Se define como el volumen de espacio vacío que contribuye al flujo de fluido dividido por el volumen entero. La porosidad se expresa como un número entre 0,0 y 1,0, con valores típicos alrededor de 0,35, y no tiene dimensión. Un valor de porosidad efectiva de 0,35 significa que el 35 por ciento del volumen del medio poroso contribuye al flujo de fluido. El 65 por ciento restante, constituido por una matriz sólida y poros sin conexión, no contribuye al flujo de fluido.
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No se especifica ningún sistema particular de unidades mediante esta herramienta. Es importante que todos los datos sean consistentes, por lo que se debe utilizar la misma unidad para el tiempo (segundos, días, años), la longitud (pies, metros) y la masa (kilogramos, lingotes).
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El grosor saturado, medido en unidades de longitud, se interpreta a partir de la información geológica. Para un acuífero limitado, esta medida es el grosor de la formación entre las capas de limitación superior e inferior. Para un acuífero no limitado, el grosor saturado es la distancia entre la tabla de agua y la capa de limitación inferior.
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El coeficiente de decaimiento λ se relaciona con la vida media, T1/2, de la siguiente manera:
Por ejemplo, la vida media del carbono 14 es 5.730 años. Dado que ln(2) = 0,693, el coeficiente de decaimiento se convierte en 0,693/5730 = 1,21 x 10-4/año. Un constituyente estable tiene un coeficiente de decaimiento de cero, que corresponde a una vida media infinita. Las vidas medias de los radioisótopos están disponibles en varias fuentes, que incluyen el CRC Manual de Química y Física de Prensa CRC
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El tiempo requerido no debe superar el último tiempo registrado en el archivo de la ruta. Se puede requerir un tiempo menor en Dispersión tipo puff o debe generarse un archivo de ruta nuevo con un tiempo mayor mediante Recorrido de una partícula.
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El tiempo requerido no debe alcanzarse antes de completar el primer paso de la ruta según se registra en el archivo de recorrido. Se puede solicitar un tiempo mayor en Dispersión tipo puff o se debe generar un archivo de recorrido nuevo mediante Recorrido de una partícula al utilizar una longitud de paso más corta.
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El centroide de masa no debe migrar al borde del ráster ni más allá. En este caso, no hay datos disponibles sobre los cuales basar la dispersión, de modo que se anula la herramienta. Se debe solicitar un tiempo menor o se debe generar un ráster más grande para acomodar la migración.
Sintaxis
| Parámetro | Explicación | Tipo de datos |
in_track_file |
El archivo de ruta de recorrido de una partícula de entrada. Es un archivo de texto ASCII que contiene información sobre la posición, el vector de velocidad local y la longitud y el tiempo de viaje acumulativos a lo largo de la ruta. Este archivo se genera al utilizar la herramienta Recorrido de una partícula. | File |
in_porosity_raster |
Ráster de entrada donde cada valor de celda representa la formación de porosidad efectiva en esa ubicación. | Raster Layer |
in_thickness_raster |
Ráster de entrada donde cada valor de celda representa el grosor saturado en esa ubicación. El valor del grosor se interpreta desde las propiedades geológicas del acuífero. | Raster Layer |
mass |
Un valor para la cantidad de masa liberada en forma instantánea en el punto de origen, en unidades de masa. | Double |
dispersion_time (Opcional) |
Un valor que representa el horizonte de tiempo para la dispersión del soluto, en unidades de tiempo. El tiempo debe ser menor o igual que el tiempo máximo en el archivo de recorrido. Si el tiempo requerido supera el tiempo disponible en el archivo de recorrido, se anula la herramienta. El tiempo predeterminado es el último tiempo (que corresponde al punto terminal) en el archivo de recorrido. | Double |
longitudinal_dispersivity (Opcional) |
Un valor que representa la dispersividad en paralelo a la dirección del flujo. Para obtener más detalles sobre cómo se determina el valor predeterminado y cómo se relaciona con la escala de estudio, consulte la sección Cómo funciona Dispersión tipo puff en la documentación. | Double |
dispersivity_ratio (Opcional) |
Un valor que representa la relación de la dispersividad longitudinal sobre la dispersividad transversal. La dispersividad transversal es perpendicular a la dirección del flujo en el mismo plano horizontal. El valor predeterminado es tres. | Double |
retardation_factor (Opcional) |
Un valor sin dimensión que representa el retardo del soluto en el acuífero. El retardo varía entre uno e infinito, y uno corresponde al no retardo. El valor predeterminado es uno. | Double |
decay_coefficient (Opcional) |
Coeficiente de decaimiento para solutos que experimentan un decaimiento exponencial de primer orden (por ejemplo: radionucleidos) en unidades de tiempo inverso. El valor predeterminado es cero y corresponde al no decaimiento. | Double |
Valor de retorno
| Nombre | Explicación | Tipo de datos |
| out_raster |
El ráster de salida de la distribución de la concentración. Cada valor de celda representa la concentración en esa ubicación. | Raster |
Ejemplo de código
En este ejemplo se ejecuta la herramienta en las entradas necesarias y da como resultado un ráster de la distribución de concentración.
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outPorousPuff = PorousPuff("trackfile.txt", "gwporo", "gwthick", 50, 10000, "", 3,
"", "")
outPorousPuff.save("c:/sapyexamples/output/outporpuff")
En este ejemplo se ejecuta la herramienta en las entradas necesarias y da como resultado un ráster de la distribución de concentración.
# Name: PorousPuff_Ex_02.py
# Description: Calculates the time-dependent, two-dimensional
# concentration distribution in mass per volume of a
# solute introduced instantaneously and at a discrete
# point into a vertically mixed aquifer.
# Requirements: Spatial Analyst Extension
# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
# Set environment settings
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
# Set local variables
inTrackFile = "trackfile.txt"
inPorosityRaster = "gwporo"
inThicknessRaster = "gwthick"
mass = 50
dispersionTime = 10000
longitudinalDispersivity = ""
dispersivityRatio = 3
retardationFactor = ""
decayCoefficient = 0
# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
# Execute PorousPuff
outPorousPuff = PorousPuff(inTrackFile, inPorosityRaster, inThicknessRaster,
mass, dispersionTime, longitudinalDispersivity,
dispersivityRatio, retardationFactor,
decayCoefficient)
# Save the output
outPorousPuff.save("c:/sapyexamples/output/outporpuff")