Фильтрация в водоносном горизонте (Porous Puff) (Spatial Analyst)
Резюме
Вычисляет зависящее от времени, двухмерное распределение концентраций, выраженных в массе к объему растворенного вещества, введенного в грунт мгновенно в конкретной точке в вертикально перемешанный водоносный пласт.
Более подробно о том, как работает инструмент Фильтрация в водоносном горизонте
Использование
-
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 0,0 и 1,0, 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.
-
При использовании этого инструмента не задается никакой конкретной системы единиц измерения. Важно, чтобы все данные были согласованными, использующими одни и те же единицы измерения для времени (секунды, дни, годы), длины (футы, метры) и массы (килограммы, слаги).
-
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.
-
Коэффициент распада λ связан с периодом полураспада T1/2 следующим образом:
Например, период полураспада углерода-14 составляет 5730 лет. Так как ln(2) = 0,693, коэффициент затухания будет равен 0,693/5730 = 1,21x10-4/год. Стабильная составляющая имеет коэффициент распада, равный нулю, соответствующий бесконечному периоду полураспада. Периоды полураспада радиоизотопов могут быть получены из целого ряда источников, включая Справочник по химии и физике (CRC Handbook of Chemistry and Physics) от издательства CRC Press
. -
Необходимое время не должно превышать последнюю временную запись в файле пробега. Необходимо либо запросить меньшее время в инструменте Фильтрация в водоносном горизонте (Porous Puff), либо инструмент Трек частиц (Particle Track) должен создать новый файл пробега с большим временем.
-
Требуемое время не должно быть достигнуто до завершения первого шага пробега, который записан в файле пробега. Необходимо либо запросить меньшее время в инструменте Фильтрация в водоносном горизонте (Porous Puff), либо инструмент Трек частиц (Particle Track) должен создать новый файл пробега, использующий более короткую длину шага.
-
Центр масс не должен смещаться к краю растра или выходить за него. В этом случае, будут недоступны данные, на которых базируется рассеивание, и выполнение инструмента будет прервано. Либо должен быть задан более короткий промежуток времени, либо необходимо создать растр большего размера, который позволит вместить область миграции вещества.
Синтаксис
| Параметр | Объяснение | Тип данных |
in_track_file |
Входной файл пробега частицы. Файл пробега, необходимый для выполнения этой функции, - это текстовой файл в формате ASCII, содержащий информацию о положении, векторе локальной скорости и совокупной длине пробега и времени перемещения по этой линии. Этот файл создается с использованием инструмента ParticleTrack (Пробег частицы). | File |
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 |
mass |
Масса вещества, выпущенного мгновенно в точке источника, в единицах массы. | Double |
dispersion_time (дополнительно) |
Промежуток времени для рассеивания растворенного вещества, в единицах времени. Промежуток времени должен быть меньше или равен максимальному времени в файле пробега. Если необходимое время превышает доступное время, получаемое из файла пробега частицы, выполнение инструмента прерывается. Время, используемое по умолчанию, - это последний временной участок (соответствующий конечной точке) в файле пробега. | Double |
longitudinal_dispersivity (дополнительно) |
Дисперсность, параллельная направлению потока. Дополнительные сведения об определении значения по умолчанию и его связи с областью исследования см. в разделе Как работает фильтрация в водоносном горизонте в документации. | Double |
dispersivity_ratio (дополнительно) |
Доля дисперсности - отношение продольной дисперсности к поперечной дисперсности. Поперечная дисперсность перпендикулярна направлению потока в той же горизонтально плоскости. Значение по умолчанию равно трем. | Double |
retardation_factor (дополнительно) |
Замедление движения растворенного вещества в водоносном пласте. Замедление может колебаться от единицы до бесконечности; значение, равное одному, означает, что замедления движения нет. Значение по умолчанию равно единице. | Double |
decay_coefficient (дополнительно) |
Коэффициент распада для растворов, подвергающихся распаду первого порядка по экспоненциальному закону (например, радионуклидов) в единицах обратного времени. Значение по умолчанию равно нулю, что означает отсутствие распада. | Double |
Возвращено значение
| Имя | Объяснение | Тип данных |
| out_raster |
Выходной растр распределения концентраций. Каждое значение ячейки отображает концентрацию в данном местоположении. | Raster |
Пример кода
В этом примере выполняется инструмент на требуемых входных данных, и выдается растр распределения концентрации.
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")
В этом примере выполняется инструмент на требуемых входных данных, и выдается растр распределения концентрации.
# 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")