Фильтрация в водоносном горизонте (Spatial Analyst)

Доступно с лицензией Spatial Analyst.

Краткая информация

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 являются безразмерными величинами. 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 T_1/2 следующим образом:

  

  Например, период полураспада углерода-14 составляет 5730 лет. Так как ln(2) = 0.693, коэффициент распада 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 нескольких источников, в том числе в Справочнике по химии и физике 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, либо инструмент Трек частиц 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, либо инструмент Трек частиц должен создать новый файл трека, 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.

• Выходной растр представлен значениями 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 файл пробега частиц	Входной файл пробега частиц. 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 Трек частиц.	File
Входной растр эффективной пористости	Входной растр, где значение каждой ячейки представляет эффективную пористость пласта в этом месте.	Raster Layer
Входной растр толщины водоносного пласта	Входной растр, где каждое значение ячейки представляет толщину водоносного пласта в этом месте. Значение толщины интерпретируется исходя из геологических свойств водоносного пласта.	Raster Layer
Масса	Масса вещества, выпущенного мгновенно в точке источника, в единицах массы.	Double
Время дисперсии (Дополнительный)	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 трека.	Double
Продольная дисперсность (Дополнительный)	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
Доля дисперсности (Дополнительный)	Доля дисперсности – отношение продольной дисперсности к поперечной дисперсности. Поперечная дисперсность перпендикулярна направлению потока в той же горизонтальной плоскости. Значение по умолчанию равно трем.	Double
Фактор замедления (Дополнительный)	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
Коэффициент распада (Дополнительный)	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

Возвращаемое значение

Подпись	Описание	Тип данных
Выходной растр	Выходной растр распределения концентраций. Каждое значение ячейки отображает концентрацию в данном местоположении.	Raster

Python

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

Имя	Описание	Тип данных
in_track_file	Входной файл пробега частиц. 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 Трек частиц.	File
in_porosity_raster	Входной растр, где значение каждой ячейки представляет эффективную пористость пласта в этом месте.	Raster Layer
in_thickness_raster	Входной растр, где каждое значение ячейки представляет толщину водоносного пласта в этом месте. Значение толщины интерпретируется исходя из геологических свойств водоносного пласта.	Raster Layer
mass	Масса вещества, выпущенного мгновенно в точке источника, в единицах массы.	Double
dispersion_time (Дополнительный)	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 трека.	Double
longitudinal_dispersivity (Дополнительный)	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 (Дополнительный)	Доля дисперсности – отношение продольной дисперсности к поперечной дисперсности. Поперечная дисперсность перпендикулярна направлению потока в той же горизонтальной плоскости. Значение по умолчанию равно трем.	Double
retardation_factor (Дополнительный)	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 (Дополнительный)	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

Возвращаемое значение

Имя	Описание	Тип данных
out_raster	Выходной растр распределения концентраций. Каждое значение ячейки отображает концентрацию в данном местоположении.	Raster

Пример кода

PorousPuff, пример 1 (окно Python)

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")

PorousPuff, пример 2 (автономный скрипт)

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


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

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

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

Информация о лицензиях

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