EFDC模型学习教程.pptx

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1、目录目录模式简介模式简介1模拟界面模拟界面2组成部分组成部分3软件操作及案例分析软件操作及案例分析4第1页/共27页1 1、EFDCEFDC模型简介模型简介模型简介模型简介 环境流体动力学模型Environmental Fluid Dynamics Computer Code 最早是由美国弗吉尼亚州海洋研究所开发研制的综合模型。EFDC模型适用范围广泛，可用于河流、湖库、近岸海域、河口等地表水水域，涵盖一维到三维流场模拟、物质输运(包括温度、盐度和泥沙的输运)、污染物迁移转化等过程的模拟。第2页/共27页EFDC(Environmental Fluid Dynamic Code)是Hamric

2、k等根据多个数学模型集成开发的综合模型，主体模块为水动力模拟模块和水质模拟模块，此外还包括污染物迁移和泥沙输移等附属模块。为更好的拟合研究区地形条件，模型在水平方向除可采用传统的直角坐标外还可在水平方向使用正交曲线坐标，垂直方向采用坐标。EFDC模拟计算过程中首先完成流场计算，获得三维流速场的时空分布特征，在此基础上模拟泥沙输移、污染物迁移，以及各水质变量动态变化过程。第3页/共27页EFDC EFDC 的应用：的应用：的应用：的应用：EFDC由于其先进性和可靠性，己被美国及其他国家和地区广泛应用于数百个不同水域的水动力学、水质、泥沙和污染物研究。例如：北美的Chesapeake湾，佛罗里达E

3、verglades湿地等；利用EFDC模型中的有毒物质模块，可以实现模拟污染物在水体中扩散的过程；EFDC还可以应用于城市河道防洪安全评估；通过EFDC人工湖，可以进行生态换水的优化计算；将EFDC和WASP进行耦合，可以用来预测突发性水污染事件。第4页/共27页2、模拟界面模拟界面退出生成模块打开文件保存打印配置转换数据分析与网格调整运行当前文件运行时间查看网格第5页/共27页计时标签计时标签广义的纵坐标广义的纵坐标网格网格计算计算流体动力学流体动力学沉淀，毒物沉淀，毒物及其他参数及其他参数第6页/共27页提供用用户界面提供用用户界面EFDC水质子模水质子模型的图形型的图形EFDC增加的新增

4、加的新功能，增加了拉功能，增加了拉格朗日粒子输送格朗日粒子输送的子模块的子模块初始条件初始条件边界条件边界条件第7页/共27页后处理后处理提供轮廓及时间系列选项杂项分析数据比较，对模型的输入与结果进行比较校准曲线第8页/共27页3、组成部分、组成部分EFDC组成主控文件主控文件 efdc.inp输入文件输入文件 *.inp输出文件输出文件*.out第9页/共27页3.1 主控文件主控文件 efdc.inp01为程序运行提为程序运行提供控制开关供控制开关，控制某些功能(如示踪剂、维数)的激活与否02源数据的规模源数据的规模，如入流负荷节点数量、气象站数量03输出的水输出的水质项目和质项目和步长步

5、长04定义输出水质定义输出水质的单元的数量的单元的数量和这些单元的和这些单元的位置位置第10页/共27页3.2 输入文件输入文件 *.inp提供湖泊的相对固定的边界条件，如湖面轮廓、湖底地形和河口位置等提供预测所需的，已知的时间变量序列，如预测期间的负荷的时间序列、入湖水量的时间序列和出湖水量的时间序列等 提供程序运行的控制参数和计算所需的模型参数 时间序列输入数据时间序列输入数据模型参数数据模型参数数据初始化数据初始化数据第11页/共27页3.2.1 初始化数据初始化数据 cell.inp将湖面轮廓数字化。所有网格均赋予整型变量以表征其类型。例如：5 代表湖面，0 代表陆地，9 代表水陆交界

6、，4 代表西北角为陆地东南角为水面的网格。程序计算时根据不同的数值辨认水体或陆地。cell.inp第12页/共27页3.2.2 初始化数据初始化数据 dxdy.inpdxdy.inp存放所有网格的平面和垂直尺度信息。主要数据包括:各单元的直角坐标索引（I，J）各单元的空间尺度（DX，DY）各单元所在位置相对基准水位的水深（bottom elev）各单元所在位置的湖床的粗糙系数各单元所在位置湖床的植被类型第13页/共27页3.2.3 时间序列输入数据时间序列输入数据 wser.inpwser.inp存放各气象站在不同时间点上实测的风向和风速存放各气象站在不同时间点上实测的风向和风速 第14页/共

7、27页3.2.4 时间序列输入数据时间序列输入数据 wqpsl.inpwqpsl.inp存放入流的负荷。数据分为NPSTMSR个段，每个段存放一条入流的负荷的时间序列。NPSTMSR即入湖污染物的数量，在主控文件efdc.inp中定义。第15页/共27页3.3 输出文件输出文件*.out wqwcts.out 文件存放输出指定网格的水质时间序列seldmf.asc 文件存放所有网格的相对水位的时间序列 emdmpt.asc 文件存放所有网格的输出温度的时间序列第16页/共27页4、软件操作及案例分析软件操作及案例分析1采用三维数值模型EFDC对三峡库区长寿一涪陵段水环境内污染物的超标面积进行模

8、拟计算，并对污染物扩散降解特性进行分析，利用单位污染物负荷超标面积分析不同排污口污染物迁移扩散的差异，进行流域重点排污口的分析筛选。从改善整体河流水质出发，分析了各排污口位置的合理性。1 王征，郭秀锐，程水源，等.三峡库区典型排污口河段污染物扩散降解特性研究J.安全与环境学报,2012，12(1)：102-106 第17页/共27页4.1 污染超标区面积计算污染超标区面积计算第18页/共27页 利用校准的EFDC模型对研究区域内长寿、涪陵两区主要排污口污染物输移扩散进行模拟，以国家地表水标准II类水水质标准为污染超标区面积边界，对现有污染物排放负荷下两区主要排口附近污染超标区面积进行计算，得到研究区域不同排污口年污染超标区面积。第19页/共27页第20页/共27页第21页/共27页4.2 结果分析结果分析第22页/共27页第23页/共27页4.3 两区排污口所在位置两区排污口所在位置v长寿区：长寿区：第24页/共27页涪陵区第25页/共27页感谢您的关注！感谢您的关注！第26页/共27页感谢您的欣赏！第27页/共27页