|
GMS (Groundwater
Modeling System)
|
|
Sistem sofisticat si cuprinzator pentru modelarea scurgerii apelor subterane |
|
|
|
|
|
|
descriere detaliata |
|
|
|
|
conceptualizare de model pe baze gis |
|
Una dintre cele mai mari calitati
traditionale ale programului GMS o reprezinta abordarea prin modele conceptuale. Aceasta abordare face posibila construirea unui model
conceptual in modulul de cartare a programului (GMS Map Module) folosind obiecte
GIS (puncte, curbe si poligoane). Modelul conceptual defineste conditiile de
limita, sursele/extractiile si zonele de
proprietati ale materialelor al modelului. Datele modelului pot fi apoi discretizate
automat pentru a fi atribuite retelei sau grilajului modelului.
Abordarea prin model conceptual face posibila tratarea
modelelor mari si complexe intr-o maniera simpla si eficienta.
Modulul GIS, disponibil acum in GMS, face chiar si mai
usoara crearea modelului conceptual din date GIS.
Avand legatura directa la ArcGIS si practic la toate formatele de date GIS,
puteti avea acces la caracteristici geometrice si la atribute mult mai rapid
decat oricand in trecut.
Indiferent daca datele GIS sunt create in GMS sau
importate din fisiere GIS, metoda de construire a modelului ramane aceeasi. Editati modelul la nivelul obiectului GIS si lasati GMS
sa efectueze munca grea de construire a grilajului sau retelei si de atribuire a
parametrilor fiecarui element al modelului. |
 |
|
|
conceptualizarea modelului 3d |
|
GMS dispune de unelte noi si imbunatatite de creare a
modelelor stratigrafice 3D complexe si este capabil sa transfere acel obiect 3D
direct catre un model de grilaj de diferente finite sau catre un model de retea
de elemente finite. Abordarea prin “orizonturi”
(“Horizons” approach) permite sa creati rapid si usor modele solide complexe din
date de foraj si date ale sectiunilor transversale.
Aceste unelte ajuta la crearea modelelor solide cu elemente stratigrafice
complexe, cum sunt efilarile, truncarile si aflorarile.
Rezultatele unui model solid
(proprietatile materiale) pot fi transferate direct catre un model numeric, cum
este un grilaj MODFLOW sau o retea FEMWATER. Deasemenea, se pot genera date
MODFLOW 2000 HUF in mod direct - GMS este singurul sistem care va permite sa
procedati astfel! |
|
|
|
|
vizualizare sit |
|
GMS este o unealta grafica puternica de creare si vizualizare a rezultatelor
modelarii.
Modelele pot fi construite folosind harti digitale si modele topografice
(elevation models) ca referinta si ca sursa de date.
In timpul procesului de construire a modelului reprezentarea grafica a modelului
permite trecerea in revista si prezentarea rapida a lucrarii Dv. Imagini
integral 3D ale modelului, cu conture si umbriri, permit oricui sa vizioneze si
sa inteleaga domeniul si parametrii analizei Dv. |
|
|
|
|
|
|
|
Un model de ape subterane poate fi
prezentat sub forma de imagine plana sau sub forma de imagine oblica 3D, care se
poate roti interactiv. Sectiuni transversale si
diagrame-gard pot fi sectionate arbitrar oriunde in model.
Indepartarea suprafetelor ascunse si umbrirea prin culori sau
din sursa de lumina pot fi folosite la generarea imaginilor redate in mod
realistic. Conture si incadrari colorate pot fi folosite pentru prezentarea
variabilitatii datelor de input sau a rezultatelor calculate. Se pot genera
interactiv sectiuni transversale si izosuprafete din retele, grilaje si modele
solide 3D, permitand utilizatorului vizualizarea rapida a modelului 3D. |
|
|
|
|
|
|
|
Pot fi expuse solutii atat stationare
cat si tranziente in format animat (ca si cum s-ar viziona un film) folosind
vectori, izospurafete, cadre colorate sau animarea conturelor. De exemplu,
animatia unei solutii tranziente permite ca utilizatorul sa observe variatia in
timp a sarcinii, a denivelarii,
a vitezei si concentratiei poluantului. In plus, GMS poate asterne o izospurafata
peste modelul 3D. Valorile minima si maxima ale izosuprafetei sunt determinate
din model, iar apoi programul va interpola linear si va reprezenta
izosuprafetele intr-o succesiune rapida. Acest lucru permite utilizatorului sa
inteleaga repede, de exemplu, variatia spatiala a panasului de poluare. |
|
|
|
|
modelare (stohastica) de evaluare a
riscului |
|
Una dintre cele mai atractive caracteristici ale GMS o
reprezinta existenta unei suite de unelte pentru efectuarea simularilor
stochastice cu MODFLOW si a modelelor de transport aferente.
Vrajitorul de Analiza Riscului (Risk Analysis Wizard) este o
unealta noua asociata uneltelor de modelare stochastica in GMS. Doua tipuri de
analize sunt disponibile in mod curent: analiza probabilistica a pragului si
delimitarea probabilistica a zonei de captura. Acest vrajitor va permite sa
cuantificati riscul asociat unui poluant care depaseste nivele critice in apele
subterane sau riscul la care este expus o zona de captura, inclusiv arii-cheie
ale locatiei. Astfel de analize ajuta la determinarea actiunilor adecvate ce
trebuie intreprinse in cursul planificarii si remedierii.
Pentru pregatirea simularilor stochastice se dispune de
doua abordari: randomizarea parametrilor si simularea indicatorilor (indicator
simulation). Randomizarea parametrilor se poate face folosind o abordare de tip
“Monte Carlo” sau “Latin Hypercube”. Abordarea prin simularea indicatorilor
randomizeaza distributia spatiala a zonelor de parametri folosind software-ul
T-PROGS. Softul T-PROGS se foloseste pentru efectuarea geostatisticilor de
probabilitate de tranzitie (transition probability geostatistics) pe date de
foraj. Output-ul programului T-PROGS este un ansamblu de
N seturi materiale pe un grilaj 3D. Fiecare dintre seturile materiale este
conditionat de datele de foraj si de proportiile materiale, iar tranzitiile
dintre foraje urmeaza trendurile observate in datele de foraj. Aceste seturi
materiale pot fi folosite la simularile stochastice cu
MODFLOW. |
|
|
|
|
|
|
|
|
calibrare de model automatizata |
|
Calibrarea este procesul de modificare a parametrilor de input al unui model de
ape subterane pana ce output-ul modelului va fi compatibil cu setul de date
observationale. GMS contine o suita de unelte pentru a ajuta procesul de
calibrare a modelului de ape subterane in functie de observatii punctuale si/sau
de flux. Cand se importa o solutie calculata in GMS, erorile reziduale punctuale
sau de flux se proiecteaza peste un set de tinte de calibrare, si poate fi
generata o varietate de proiectii, care sa ilustreze statisticile globale de
calibrare.
Majoritatea uneltelor de calibrare pot fi folosite impreuna cu oricare dintre
modelele din GMS. |
|
|
|
 |
|
|
|
Estimarea automata a parametrilor este
suportata in GMS pentru simulari MODFLOW folosind MODFLOW PES, PEST si UCODE. Acestea se numesc uneori si “modele inverse”.
Majoritatea pasilor urmati la construirea unui “model invers” in GMS sunt
aceiasi indiferent de modelul invers selectat. Procedeele de baza ale modelarii
inverse sunt:
- Construirea unui model de baza cu MODFLOW
- Introducerea datelor de observatie (date punctuale sau flux de date)
- Indicarea parametrilor de input ai
modelului pe care modelul invers ii poate ajusta pentru a obtine corespondenta
dintre model si datele de observatie.
- Rularea modelului invers – acesta va
ajusta parametrii de input si va executa repetitiv simularea MODFLOW pana la
obtinerea celei mai bune potriviri intre datele calculate si datele observate.
|
|
|
|
|
|
|
modele GMS |
MODFLOW 2000
GMS include o interfata grafica comprehensiva cu MODFLOW 2000. MODFLOW este
un model de curgere saturata 3D de diferente finite dezvoltat de USGS |
MODPATH
Cod de trasare a particulelor folosit in conjunctie cu MODFLOW. Particulele sunt trasate in timp presupunand ca ele sunt
transportate prin advectie. |
MT3DMS
Simularea transportului multicomponent prin advectie, dispersie si recatii chimice al constituentilor dizolvati in sisteme de apa subterana. |
RT3D
Model avansat de transport multicomponent reactiv dezvoltat de Battelle Pacific Northwest National Laboratory. |
SEAM3D
Model de transport reactiv folosit la simularea proceselor complexe de biodegradare implicand substraturi multiple si acceptori de electroni multipli. |
ART3D
Model analitic tridimensional de transport reactiv dezvoltat de Dr. T. Prabhakar Clement. |
MODAEM
Model de element analitic pentru curgere simpla si calcule simple de transport. |
FEMWATER
Model complet 3D de elemente finite folosit la simularea curgerilor cuplate
induse gradienti de densitate si a transportului de contaminanti in zona
saturata si zona nesaturata. |
SEEP2D
Model de ape subterane 2D de elemente finite destinat folosirii pe modele de
profil, cum sunt sectiunile transversale ale barajelor de pamant si a
digurilor longitudinale. |
UTCHEM
Model de curgere si transport multifaza dezvoltat de Center for Petroleum
and Geosystems Engineering de la University of Texas in Austin.
UTCHEM se potriveste ideal simularilor de pompare si de tratament al apelor. |
PEST
Estimator de parametri non-lineari independent de model. Scopul lui este sa
ajute la interpretarea datelor, calibrarea modelului si efectuarea analizelor predictive. |
UTEXAS
UTEXAS analizeaza rapid baraje, diguri longitudinale si alte pante pentru
punerea in evidenta a suprafetelor critice de ruptura si evaluarea factorilor de stabilitate. |
T-PROGS
Folosit pentru a executa operatiuni geostatistice de probabilitate a
tranzitiei (transition probability geostatistics) pe date de foraj. |
|
|
|
|
|
|
module GMS
|
- Modul de harti (Map Module)
– Ofera o suita de unelte de folosire a obiectelor GIS la construirea
modelelor conceptuale, la adugarea adnotarilor la o diagrama, la vizualizarea
hartilor de baza digitale si a imaginilor CAD.
- Modul GIS
– Acest modul simplifica mult procesul de importare si convertire a datelor
GIS din surse exterioare. Utilizarea deplina a modulului GIS necesita o
licenta pentru ArcGIS (anterior ArcView), versiunea 8.0.
- Modul TIN
- Modulul Triangulated Irregular Network (TIN) se foloseste la modelarea
suprafetelor.
- Modul de solide (Solid Module)
- Modulul Solid al GMS se foloseste la construirea modelelor stratigrafice
tridimensionale folosind solide.
- Modul de puncte
imprastiate 2D/3D (2D/3D Scatter Point Module)
– Modulele de proiectare a punctelor se folosesc la interpolarea intre grupe
de date imprastiate in 2D sau 3D si alte obiecte (retele, grilaje, TIN-uri).
- Modul de grilaj 2D – Se foloseste la crearea si editarea
grilajelor carteziene bidimensionale.
- Modul de grilaj 3D - Se foloseste la crearea grilajelor
carteziene tridimensionale pentru MODFLOW, MODPATH, MT3DMS, RT3D, SEAM3D,
UTCHEM si ART3D
- Modul de retea 2D
- Se foloseste la construirea retelelor de elemente finite bidimensionale
pentru SEEP2D
- Modul de retea 3D
- Se foloseste la construirea retelelor de elemente finite tridimensionale
pentru FEMWATER
|
|
|
|
