Durchlässigkeit (Spatial Analyst)

Mit der Spatial Analyst-Lizenz verfügbar.

Zusammenfassung

Berechnet die zeitabhängige, zweidimensionale Konzentrationsverteilung (als Masse pro Volumen) eines gelösten Stoffes, der unverzögert und an einem spezifischen Punkt in eine vertikal gemischte grundwasserführende Schicht eingebracht wird.

Weitere Informationen zur Funktionsweise des Werkzeugs "Durchlässigkeit"

Verwendung

• Das effektive Porositätsfeld, eine physische Eigenschaft der grundwasserführenden Schicht, wird im Allgemeinen aus geologischen Daten geschätzt. Es ist definiert als das Volumen des leeren Raumes, der zum Flüssigkeitsfluss beiträgt, dividiert durch das Gesamtvolumen. Die Porosität wird als Zahl zwischen 0,0 und 1,0 ausgedrückt, mit typischen Werten um 0,35, und sie ist dimensionslos. Ein Wert von 0,35 für die effektive Porosität bedeutet, dass 35 Prozent des Volumens des porösen Mediums zum Flüssigkeitsfluss beitragen. Die restlichen 65 Prozent, die aus fester Matrix und unverbundenen Poren bestehen, tragen nicht zum Flüssigkeitsfluss bei.

• Dieses Werkzeug legt kein bestimmtes Einheitensystem fest. Es ist wichtig, dass alle Daten konsistent sind und dieselbe Einheit für Zeit (Sekunden, Tage, Jahre), Länge (Fuß, Meter) und Masse (Kilogramm, Slug) verwenden.

• Die in Längeneinheiten gemessene gesättigte Stärke wird aus geologischen Informationen interpretiert. Für eine beschränkte grundwasserführende Schicht ist dieser Messwert die Stärke der Formation zwischen der oberen und unteren Begrenzungsschicht. Für eine nicht beschränkte grundwasserführende Schicht ist die gesättigte Stärke die Entfernung zwischen dem Wasserspiegel und der unteren Begrenzungsschicht.

• Der Zerfallskoeffizient λ wird wie folgt mit der Halbwertzeit T_1/2 in Bezug gesetzt:

  

  Beispiel: Die Halbwertzeit von Kohlenstoff-14 ist 5.730 Jahre. Da ln(2) = 0,693, beträgt der Zerfallskoeffizient 0,693/5730 = 1,21x10^-4 / Jahr. Stabile Bestandteile weisen den Zerfallskoeffizienten 0 auf, was einer unendlichen Halbwertzeit entspricht. Für die Halbwertzeiten von radioaktiven Isotopen gibt es verschiedene Quellen, beispielsweise das CRC Handbook of Chemistry and Physics von CRC Press.

• Die angeforderte Zeit darf die letzte in der Pfaddatei aufgezeichnete Zeit nicht überschreiten. Entweder muss eine kürzere Zeit in Durchlässigkeit angefordert werden, oder es muss eine neue Pfaddatei mit einem längeren Zeitraum durch Partikelverfolgung generiert werden.

• Die angeforderte Zeit sollte nicht vor dem Abschluss des ersten Pfadschritts laut Aufzeichnung in der Protokolldatei erreicht werden. Entweder sollte eine längere Zeit in Durchlässigkeit angefordert werden, oder es sollte eine neue Protokolldatei mit einer kürzeren Schrittlänge durch Partikelverfolgung generiert werden.

• Der Schwerpunkt der Masse darf nicht zum Rand des Rasters oder darüber hinaus migrieren. In diesem Fall sind keine Daten verfügbar, die als Grundlage für die Dispersion dienen könnten. Daher wird die Ausführung des Werkzeugs abgebrochen. Entweder muss eine kürzere Zeit angefordert werden, oder es muss ein größeres Raster generiert werden, das die Migration aufnehmen kann.

• Das Ausgabe-Raster ist im Gleitkommaformat.

• Weitere Informationen zu den Geoverarbeitungsumgebungen für dieses Werkzeug finden Sie unter Analyseumgebungen und Spatial Analyst.

Parameter

Dialogfeld

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Eingabe-Datei der Partikelverfolgung	Die Eingabepfaddatei für die Partikelverfolgung. Dabei handelt es sich um eine ASCII-Textdatei, die Informationen zu Position, Vektor der lokalen Geschwindigkeit und zur kumulativen Länge und Zeit der Reise entlang des Pfades enthält. Diese Datei wird mit dem Werkzeug Partikelverfolgung generiert.	File
Eingabe-Raster der effektiven Porosität der Formation	Das Eingabe-Raster, in dem jeder Zellenwert die effektive Porosität der Formation an der Position darstellt.	Raster Layer
Eingabe-Raster der gesättigten Stärke	Das Eingabe-Raster, in dem jeder Zellenwert die gesättigte Stärke an der Position darstellt. Der Wert für die Stärke wird anhand von geologischen Eigenschaften des Grundwasserleiters interpretiert.	Raster Layer
Masse	Ein Wert für die Masse, die unverzögert an der Quellposition freigegeben wird, in Masseeinheiten.	Double
Zeithorizont für die Dispersion (optional)	Ein Wert, der den Zeithorizont für die Dispersion des gelösten Stoffes darstellt, in Zeiteinheiten. Die Zeit muss kleiner oder gleich der maximalen Zeit für die Protokolldatei sein. Wenn die angeforderte Zeit die verfügbare Zeit aus der Protokolldatei überschreitet, wird die Ausführung des Werkzeugs abgebrochen. Die Standardzeit ist die aktuelle Zeit (entspricht dem Endpunkt) in der Protokolldatei.	Double
Dispersivität in Fließrichtung (optional)	Ein Wert, der die Dispersivität parallel zur Fließrichtung darstellt. Details zur Bestimmung des Standardwertes und seinen Bezug zum Maßstab der Studie finden Sie im Abschnitt Funktionsweise von "Durchlässigkeit" in der Dokumentation.	Double
Dispersivitätsverhältnis (optional)	Ein Wert, der das Verhältnis der longitudinalen Dispersivität zur transversalen Dispersivität darstellt. Transversale Dispersivität ist rechtwinklig zur Fließrichtung in derselben horizontalen Ebene. Der Standardwert ist 3.	Double
Retardationsfaktor (optional)	Ein dimensionsloser Wert, der die Verlangsamung des gelösten Stoffes in der grundwasserführenden Schicht darstellt. Die Verlangsamung schwankt zwischen 1 und unendlich. Dabei bedeutet 1, dass keine Verlangsamung vorliegt. Der Standardwert ist 1.	Double
Zerfallskoeffizient (optional)	Zerfallskoeffizient für gelöste Stoffe, die einem exponentiellen Zerfall erster Ordnung unterliegen (z. B. Radionuklide) in Einheiten für inverse Zeit. Die Standardvorgabe ist 0; dies entspricht keinem Zerfall.	Double

Rückgabewert

Beschriftung	Erläuterung	Datentyp
Ausgabe-Raster	Das Ausgabe-Raster der Konzentrationsverteilung. Jeder Zellenwert stellt die Konzentration an der betreffenden Position dar.	Raster

Python

PorousPuff(in_track_file, in_porosity_raster, in_thickness_raster, mass, {dispersion_time}, {longitudinal_dispersivity}, {dispersivity_ratio}, {retardation_factor}, {decay_coefficient})

Name	Erläuterung	Datentyp
in_track_file	Die Eingabepfaddatei für die Partikelverfolgung. Dabei handelt es sich um eine ASCII-Textdatei, die Informationen zu Position, Vektor der lokalen Geschwindigkeit und zur kumulativen Länge und Zeit der Reise entlang des Pfades enthält. Diese Datei wird mit dem Werkzeug Partikelverfolgung generiert.	File
in_porosity_raster	Das Eingabe-Raster, in dem jeder Zellenwert die effektive Porosität der Formation an der Position darstellt.	Raster Layer
in_thickness_raster	Das Eingabe-Raster, in dem jeder Zellenwert die gesättigte Stärke an der Position darstellt. Der Wert für die Stärke wird anhand von geologischen Eigenschaften des Grundwasserleiters interpretiert.	Raster Layer
mass	Ein Wert für die Masse, die unverzögert an der Quellposition freigegeben wird, in Masseeinheiten.	Double
dispersion_time (optional)	Ein Wert, der den Zeithorizont für die Dispersion des gelösten Stoffes darstellt, in Zeiteinheiten. Die Zeit muss kleiner oder gleich der maximalen Zeit für die Protokolldatei sein. Wenn die angeforderte Zeit die verfügbare Zeit aus der Protokolldatei überschreitet, wird die Ausführung des Werkzeugs abgebrochen. Die Standardzeit ist die aktuelle Zeit (entspricht dem Endpunkt) in der Protokolldatei.	Double
longitudinal_dispersivity (optional)	Ein Wert, der die Dispersivität parallel zur Fließrichtung darstellt. Details zur Bestimmung des Standardwertes und seinen Bezug zum Maßstab der Studie finden Sie im Abschnitt Funktionsweise von "Durchlässigkeit" in der Dokumentation.	Double
dispersivity_ratio (optional)	Ein Wert, der das Verhältnis der longitudinalen Dispersivität zur transversalen Dispersivität darstellt. Transversale Dispersivität ist rechtwinklig zur Fließrichtung in derselben horizontalen Ebene. Der Standardwert ist 3.	Double
retardation_factor (optional)	Ein dimensionsloser Wert, der die Verlangsamung des gelösten Stoffes in der grundwasserführenden Schicht darstellt. Die Verlangsamung schwankt zwischen 1 und unendlich. Dabei bedeutet 1, dass keine Verlangsamung vorliegt. Der Standardwert ist 1.	Double
decay_coefficient (optional)	Zerfallskoeffizient für gelöste Stoffe, die einem exponentiellen Zerfall erster Ordnung unterliegen (z. B. Radionuklide) in Einheiten für inverse Zeit. Die Standardvorgabe ist 0; dies entspricht keinem Zerfall.	Double

Rückgabewert

Name	Erläuterung	Datentyp
out_raster	Das Ausgabe-Raster der Konzentrationsverteilung. Jeder Zellenwert stellt die Konzentration an der betreffenden Position dar.	Raster

Codebeispiel

PorousPuff: Beispiel 1 (Python-Fenster)

In diesem Beispiel wird das Werkzeug auf die erforderlichen Eingaben angewendet, und es wird ein Raster der Konzentrationsverteilung ausgegeben.

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")

PorousPuff: Beispiel 2 (eigenständiges Skript)

In diesem Beispiel wird das Werkzeug auf die erforderlichen Eingaben angewendet, und es wird ein Raster der Konzentrationsverteilung ausgegeben.

# 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


# Execute PorousPuff
outPorousPuff = PorousPuff(inTrackFile, inPorosityRaster, inThicknessRaster, 
                        mass, dispersionTime, longitudinalDispersivity,
                        dispersivityRatio, retardationFactor, 
                        decayCoefficient)

# Save the output 
outPorousPuff.save("c:/sapyexamples/output/outporpuff")

Umgebungen

Auto-Commit, Zellengröße, Projektionsmethode für Zellengröße, Aktueller Workspace, Ausdehnung, Geographische Transformationen, Ausgabe-CONFIG-Schlüsselwort, Ausgabe-Koordinatensystem, Scratch-Workspace, Fang-Raster, Kachelgröße

Lizenzinformationen

• Basic: Erfordert Spatial Analyst
• Standard: Erfordert Spatial Analyst
• Advanced: Erfordert Spatial Analyst