Сток по Дарси (Spatial Analyst)

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Краткая информация

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 создает растр остаточного объема подземного стока; инструмент Скорость по Дарси этого не делает.
  • Скорость по Дарси выдает только растры направления и величины в качестве обязательных выходных данных; Сток по Дарси 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.

• Выходной растры – с плавающей точкой.

• См. раздел Среда анализа и Spatial Analyst для получения дополнительной информации о среде геообработки данного инструмента.

Параметры

Диалог

Подпись	Описание	Тип данных
Входной растр глубин залегания водоносного пласта	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
Входной растр эффективной пористости	Входной растр эффективной пористости формации.	Raster Layer
Входной растр толщины водоносного пласта	Входной растр толщины пласта (насыщенной толщи). Значение толщины определяется геологическими свойствами водоносного пласта.	Raster Layer
Входной растр водопроницаемости	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
Выходной растр направления (Дополнительный)	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
Выходной растр величины (Дополнительный)	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

Возвращаемое значение

Подпись	Описание	Тип данных
Выходной растр баланса остаточного объема грунтовых вод	Выходной растр баланса остаточного объема Выходной растр, представляющий остаточный баланс объема подземных вод в водоносном пласте, рассчитываемый в соответствии с законом Дарси.	Raster

Python

DarcyFlow(in_head_raster, in_porosity_raster, in_thickness_raster, in_transmissivity_raster, {out_direction_raster}, {out_magnitude_raster})

Имя	Описание	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 (Дополнительный)	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 (Дополнительный)	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

Возвращаемое значение

Имя	Описание	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

Сток по Дарси. Пример 1 (окно Python)

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")

DarcyFlow, пример 2 (автономный скрипт)

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"

# Execute DarcyFlow
outDarcyFlow = DarcyFlow(inHeadRaster, inPorosityRaster, inThicknessRaster,
                         inTransmissivityRaster, outDirectionRaster,
                         outMagnitudeRaster)

# Save the output 
outDarcyFlow.save("C:/sapyexamples/output/outdarcyflow")

Параметры среды

Автоматическое подтверждение, Размер ячейки, Метод проецирования размера ячейки, Текущая рабочая область, Экстент, Географические преобразования, Выходное ключевое слово CONFIG, Выходная система координат, Временная рабочая область, Растр привязки, Размер листа

Особые случаи

Информация о лицензиях

• Basic: Обязательно Spatial Analyst
• Standard: Обязательно Spatial Analyst
• Advanced: Обязательно Spatial Analyst