Navigation:  模型规划 > 3. 模拟的时空尺度

 

模型研究的三个空间尺度

在模型研究中，常常会在三个空间尺度上考虑问题：

●        区域尺度上的信息常常用来定义模型边界；

●        场地尺度的信息被用来定义需要进行预测的区域；

●        最终选定的模型区域一般介于上述两个范围之间。一旦选定，后续的工作将集中在此区域。

 

模型空间尺度的确定

确定评估区范围是地下水污染综合评估的基础步骤，是概化地下水补径排条件、查找潜在污染源、分析污染受体的先决条件。 评估区确定以地下水主要污染物浓度空间分布特征与地下水流场特征为主要依据，参考评估区所在水文地质单元，圈定评估区范围。评估区范围的划定应遵循以下原则：

●        评估区范围应完全包含目标区域，包括溶质有可能在未来影响到的区域，也应该有足够空间消化模型内部的应力（抽注井、河湖入渗等）。溶质运移的潜在影响区可以用简便方法计算得出，包括使用渗流速率、阻滞系数、或解析解方法。如果模型区无法完全包含未来的污染烟羽，则无法实施全面的溶质质量平衡估算。

●        评估区的边界应尽量与现有自然边界（河流、湖泊、排水沟、分水岭、含水层组边界、两个相邻抽水区边界、海岸线、地下水补给区或        排泄区边界等）。注意河流湖泊并不一定代表含水层边界，而且地下水分水岭也经常会缓慢移动。

●        评估区域应与地下水主要流动方向平行（至少在最为关注的区域），以减少数值弥散的影响。

●        评估区范围内水文地质条件基本清楚（与勘查阶段相适应）。

●        在此基础上，评估区域范围应尽可能小，从而节省计算资源。

 

水流模型和溶质运移模型尺度的差别

通常来讲，解决水流问题的模型要比解决溶质运移问题的模型大得多。当存在此类矛盾时，可遵循以下原则，根据具体情况进行选择：

●        首先建立一个较大的水流模型，然后在此基础上建立一个较小的溶质运移模型（模型嵌套）；

●        在网格剖分过程中，对溶质运移影响区进行细化；

●        综合考虑后选择折衷的评估区范围。

 

模型的时间尺度

模型的时间尺度包括两种内涵：应力期和时间步长。在同一个应力期内，模型的边界条件保持不变。时间步长是模型在时间尺度上的分辨率。影响时间步长选择的因素有模型稳定性、数值弥散因素、及边界和模拟目标的时间变化。通常来讲，时间步长越小模型越精确，但同时也会消耗大量的计算资源。常见确定时间步长的方法是使用弥散度来定义网格大小，然后使用这个网格大小来计算时间步长。在很多模拟界面软件中，这一操作是自动完成的。