Сток по Дарси (Spatial Analyst)
Резюме
Вычисляет остаточный баланс объема подземных вод и другие выходные данные для устойчивого стока в водоносном пласте.
Более подробно о том, как работают инструменты Сток по Дарси и Скорость по Дарси
Использование
-
Разница между инструментами Сток по Дарси (Darcy Flow) и Скорость по Дарси (Darcy Velocity) заключается в следующем:
- Инструмент Сток по Дарси (Darcy Flow) создает растр остаточного объема подземного стока; инструмент Скорость по Дарси (Darcy Velocity) этого не делает.
- Скорость по Дарси (Darcy Velocity) выдает только растры направления и величины в качестве обязательных выходных данных; Сток по Дарси (Darcy Flow) дополнительно создает эти выходные данные.
-
Все входные растры должны иметь один и тот же экстент и один и тот же размер ячеек.
-
Все входные растры должны быть растрами с плавающей точкой.
-
Направление вектора скорости записывается в координатах компаса (в градусах по ходу часовой стрелки, начиная от направления на север), величина стока - в единицах длины за определенный промежуток времени.
-
При использовании этого инструмента не задается никакой конкретной системы единиц измерения. Данные должны быть согласующимися, то есть должны быть представлены в одних и тех же единицах измерения для времени (секунды, дни, годы) и длины (футы, метры).
-
Растр глубины залегания верхней границы пласта может быть получен из целого ряда источников. Он может быть интерполирован по данным бурения с помощью одного из инструментов интерполяции поверхности, например, Кригинг (Kriging) или Сплайн (Spline). Значения глубины залегания верхней границы пласта могут быть получены также как результаты отдельной программы, выполняющей моделирование соответствующих параметров.
Несмотря на то, что получается основной растр рельефа, заголовок должен быть в соответствии с растром водопроницаемости; т.е. заголовок должен отражать поток через поле водопроницаемости. Недостаточно использовать значения, полученные путем измерений и тестирования в полевых условиях - растеризованные значения должны быть проанализированы на сопоставимость с помощью корректной программы моделирования стока через пористую среду. Сопоставимость предполагает, что глубины залегания, в действительности, должны быть получены с помощью смоделированного поля проницаемости. Т. к. истинное и моделированное поля водопроницаемости часто различаются, также различаются истинное и моделируемое заголовочные поля. Проверьте глубины залегания на сопоставимость путем изучения растра остаточного объема подземного стока, создаваемого инструментом Сток по Дарси (Darcy Flow). Остаточный объем будет отражать непротиворечивость набора данных. Любой анализ с применением инструмента Скорость по Дарси (Darcy Velocity) на основе несогласующихся наборов данных приведет к получению бессмысленных результатов.
-
Поле эффективной пористости формации, физическое свойство водоносного пласта, как правило, оценивается по геологическим данным. Эффективная пористость определяется как объем пустот, через которые осуществляется движение жидкости, к общему объему пласта. Пористость выражается числом между 0 и 1, при этом, как правило, значения близки к 0.35, и является безразмерной величиной. Значение эффективной пористости формации, равное 0.35, означает, что сток осуществляется в 35 процентах от объема пористой среды. Оставшиеся 65 процентов, состоящие из твердого вещества и несвязанных пор, не участвуют в движении жидкости по водоносному пласту.
-
Насыщенная толща или толщина пласта, измеренная в единицах длины, может быть получена по геологической информации. Для ограниченного водоносного пласта эта мера представляет собой толщину формации между верхним и нижним водоупорными слоями. Для неограниченного водоносного пласта, насыщенная толща - это расстояние между поверхностью воды и подстилающим (нижним) водоупорным слоем.
Синтаксис
| Параметр | Объяснение | Тип данных |
in_head_raster |
Входной растр глубины залегания верхней границы подземных (грунтовых) вод. Глубина залегания - это, как правило, высота, указанная относительно какого-либо датума, например, среднего уровня моря. | Raster Layer |
in_porosity_raster |
Входной растр эффективной пористости формации. | Raster Layer |
in_thickness_raster |
Входной растр толщины пласта (насыщенной толщи). Значение толщины определяется геологическими свойствами водоносного пласта. | Raster Layer |
in_transmissivity_raster | Входной растр проницаемости формации. Проницаемость водоносного пласта определяется как произведение гидравлической проводимости K и толщины водоносного пласта b, выраженное как квадрат единиц длины на единицу времени. Это свойство обычно оценивается по полевым экспериментальным данным, например, во время тестов накачки. В таблицах 1 и 2 в статье Как работают инструменты Сток по Дарси и Скорость по Дарси перечислены диапазоны значений гидравлической проводимости для некоторых распространенных усредненных геологических материалов. | Raster Layer |
out_direction_raster (дополнительно) | Выходной растр направления стока. Каждое значение ячейки представляет направление вектора скорости фильтрации (средняя линейная скорость) в центре ячейки, вычисляемая как среднее значение скорости фильтрации через четыре набора ячейки. Используется с выходным растром величины стока для описания вектора стока. | Raster Dataset |
out_magnitude_raster (дополнительно) | Дополнительный выходной растр, представляющий величину вектора скорости просачивания (средней линейной скорости) в центре ячейки, вычисленную как среднее значение скорости просачивания через четыре стороны ячейки. Он используется с выходным растром направления для описания вектора стока. | Raster Dataset |
Возвращено значение
| Имя | Объяснение | Тип данных |
| out_volume_raster |
Выходной растр баланса остаточного объема Выходной растр, представляющий остаточный баланс объема подземных вод в водоносном пласте, рассчитываемый в соответствии с законом Дарси. | Raster |
Пример кода
В этом примере вычисляется растр баланса объема грунтовых вод, а также направление потока и скорость фильтрации водоносного горизонта.
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outDarcyFlow = DarcyFlow("gwhead", "gwporo", "gwthick","gwtrans",
"C:/sapyexamples/output/outdarcydir",
"C:/sapyexamples/output/outdarcymag")
outDarcyFlow.save("C:/sapyexamples/output/outdarcyflo")
В этом примере вычисляется растр баланса объема грунтовых вод, а также направление потока и скорость фильтрации водоносного горизонта.
# Name: DarcyFlow_Ex_02.py
# Description: Calculates the groundwater volume balance residual and other
# outputs for steady flow in an 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
inHeadRaster = "gwhead"
inPorosityRaster = "gwporo"
inThicknessRaster = "gwthick"
inTransmissivityRaster = "gwtrans"
outDirectionRaster = "C:/sapyexamples/output/outdarcydir"
outMagnitudeRaster = "C:/sapyexamples/output/outdarcymag"
# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")
# Execute DarcyFlow
outDarcyFlow = DarcyFlow(inHeadRaster, inPorosityRaster, inThicknessRaster,
inTransmissivityRaster, outDirectionRaster,
outMagnitudeRaster)
# Save the output
outDarcyFlow.save("C:/sapyexamples/output/outdarcyflow")