Spatial Analyst のライセンスで利用可能。
地下水解析ツールを使用すると、地下水を構成する物質の基本的な移流と分散をモデリングできます。 ダルシー フロー解析では、水頭が深さと無関係な、2 次元の、垂直方向に混合される水平な定常流動をモデル化します。
ダルシー フロー解析
ダルシー フロー解析の目的は、2 つあります。 1 つ目の目的は、地下水データセットの整合性をチェックし、地下水流向ベクトルを示すラスターを生成することです。 標準出力ラスターは地下水量収支残余ラスターで、これは各セルに流入する水量とそこから流出する水量の差を測定します。
水流の計算はセルの 4 つの壁でそれぞれ個別に行われる (水流は隣接するセル間の差異によって管理される) ので、セルへの流入水量が流出水量より多くなる (または少なくなる) 可能性があり、これにより正 (または負) の水量収支残余が測定されます。
ソースやシンクのない、スムーズで一貫した入力ラスターであれば、残差の値は小さくなりゼロに近づきます。 残差の値が大きい場合は、透水率、間隙率、および水層厚のラスターに対して水頭ラスターが合理的でないことを示しています。 水頭ラスターには、ラスター内の各セルの地下水水頭の標高値が含まれます。 一般的に、水頭とは平均海水面などのデータを超える標高のことです。 大きい残差が出力された場合、入力データに一貫性がなくなり、無意味な結果が生成されます。
ダルシー フロー解析の 2 つ目の目的は、以下に示すように、ダルシーの法則を使用してフロー フィールドを計算することです。 フロー フィールド (流れ場) とは地下水流の浸透流速度のベクトル場のことで、1 つは強度、1 つは方向の 2 つのラスターで表されます。
地下水流のモデル化の最初のステップは、フロー フィールド内の各ポイントの流速と流向を測定することです。 これを行うのが [ダルシー フロー (Darcy Flow)] で、各セル内の水量収支を計算します。井戸、浸透、または漏水などのソースやシンクがない場合、この値は小さくなります。 水量収支残余がゼロであるのは、セルの流入と流出のバランスがとれていることを示します。 フロー フィールドは安定している (時間内で一定) と見なされます。 地下水水理全体の議論については、Bear (1979)、Freeze と Cherry (1979)、および Marsily (1986) など多くの文献に示されています。
ダルシー フロー
[ダルシー フロー (Darcy Flow)] の標準出力は、地下水量収支残余ラスターで、これは各セルに流入する水量とそこから流出する水量の差を測定します。 この残差は、地下水解析のデータセットの一貫性を確認するために使用されます。
水流の計算はセルの 4 つの壁でそれぞれ個別に行われる (水流は隣接するセル間の差異によって管理される) ので、セルへの流入水量が流出水量より多くなる (または少なくなる) 可能性があり、これにより正 (または負) の水量収支残余が測定されます。
井戸、浸透、または漏水などのソースやシンクのない、スムーズで一貫した入力ラスターであれば、残差の値は小さくなりゼロに近づきます。 残差の値が大きい場合は、透水率、間隙率、および水層厚のラスターに対して水頭ラスターが合理的でないことを示しています。 このような場合、入力データが一貫していないことが示され、無意味な結果が生成されます。
次のセクションに示すように、[ダルシー フロー (Darcy Flow)] では、必要に応じて [ダルシー流速 (Darcy Velocity)] 出力を作成できます。
ダルシー流速
[ダルシー流速 (Darcy Velocity)] では、ダルシーの法則を使用して流速を計算します。 フロー フィールド (流れ場) とは地下水流の浸透流速度のベクトル場のことです。
流速は、1 つは強度、1 つは方向の 2 つのラスターで表されます。
[ダルシー流速 (Darcy Velocity)] は、[ダルシー フロー (Darcy Flow)] の水量収支残余が必要とされない場合に役立ちます。
参考文献
Bear, J. Hydraulics of Groundwater. McGraw-Hill. 1979.
Freeze, R. A., and J. A. Cherry. Groundwater. Prentice-Hall. 1979.
Marsily, G. de. Quantitative Hydrogeology. Academic Press. 1986.