|
Retningslinier for opstilling af grundvandsmodeller Appendix E: Sammenligning af forskellige modelkoderE.1 Brugerinterface og modelkodeModelkoder er computerprogrammer som indeholder algoritmer til numerisk løsning af ligninger for fysiske strømningsprocesser. De fleste modelkoder indeholder grafiske bruger interfaces til præ- og postprocessering af modeldata. Modelkoden indeholder følgende:
Den numeriske model giver mulighed for en beskrivelse af strømningsprocesser herunder kompleks geometri, dynamisk påvirkning af systemet og rumlig og tidslig variabilitet, og er derved mere generelt anvendelige end analytiske modeller (f.eks. WinFlow og TwoDan). Analytiske eller semi-analytiske løsningsmetoder er ikke omtalt nærmere her. Med henblik på facilitering af data input, strømningssimulering og resultatbehandling, benytter de fleste modelkoder grafiske bruger interfaces (graphical user interface – GUI, på dansk: "skal"), baseret på f.eks. Microsoft Windows. Proces overvejelser mm. i forbindelse med valg af kode er omtalt i Brun (2000a). Formålet med dette afsnit er at sammenligne udvalgte koder som skønnes relevante i forhold til det danske marked. Der sker fortsat en betydelig udvikling og der henvises derfor til de enkelte udvikleres og producenters hjemmesider, for mere ajourførte oplysninger. Her er dog givet en oversigtsmæssig sammenligning af udvalgte motorer og GUI’s. På baggrund af den modelanvendelse der har været benyttet i de senere år i Danmark kan følgende koder (motorer) fremhæves (se tabel E.1):
Og følgende grafiske bruger interfaces (skaller), se tabel E.2:
Herudover findes forskellige finite-element motorer: f.eks. Aquifem-N, Aqua3D, Femwater, Sutra og Feflow. Femwater, SUTRA og FEFLOW giver mulighed for umættet zone beregninger og densitetsbetinget strømning. Nærmere oplysninger om SUTRA, AQUA3D, FEFLOW og Femwater kan fås på http://www.scisoftware.com . Priserne på disse koder ligger fra ca. 10.000 kr op opefter. En del af koderne har deres egne interfaces, bortset fra Femwater som kan køres vha. GMS. I princippet giver FE koderne nogen fordele i form af mulighed for bedre tilpasset modelgrid / diskretisering f.eks. tæt på indvindingsboringer og vandløb eller i forhold til geologi, men de er dog endnu ikke så udviklede, at de er i stand til at beskrive f.eks. udvekslingen mellem grundvand og vandløb, med ligeså bredt et spektrum af forskellige procesantagelser eller randbetingelsestyper, som f.eks. MODFLOW og MIKE SHE. Hvad de "vinder" i det mere fleksible beregningsnet, taber de til gengæld i det som det koster at administrere denne fleksibilitet. Der er derfor ikke den store forskel på "afviklingshastighed". Det er almindeligt accepteret at Modflow oprindeligt udviklet af US Geological Survey (McDonald og Harbaugh, 1986), er en "industri-førende" grundvandsmodel, selvom den ikke nødvendigvis er egnet til enhver modelopgave. Der findes som nævnt i ovenstående liste en række forskellige GUI (skaller) til MODFLOW, som har forskellig funktionalitet og som konkurrerer om markedet både i USA, Europa og andre verdensdele. Public domain koder har normalt været udsat for omfattende peer-reviews, med dokumentation af deres generelle anvendelighed på en række case-studier, så vel som deres evt. begrænsninger, hvilket i betydeligt omfang er publiceret i den videnskabelige litteratur. Mange af public domain koder blev oprindeligt udviklet af (og raffineres fortsat af) US government agencies (f.eks. USGS, EPA og Department of Defence), med betydelig assistance af specialist konsulenter (Modflow blev oprindeligt udviklet i 1986 af USGS og er efterfølgende blevet opgraderet mere gennemgribende to gange dels i 1996 og igen i august 2000, seneste version er MODFLOW-2000 i version 1.1 fra 17. januar 2001 se http://water.usgs.gov/nrp/gwsoftware). Private koder er dem som udvikles at bestemte firmaer, og selvom de kan have mange attributter fælles med public domain koder, så er kildeteksten ikke tilgængelig for disse koder, og anskaffelsesprisen er normalt meget dyrere i forhold til public domain koderne. De private koder sælges som færdige produkter med tilhørende service. Omfanget af peer reviews af koden ofte er begrænset! Modflow Surfact, ModflowT og MIKE SHE er eksempler på "private modelkoder". Der findes en forskellige Modflow versioner (se http://water.usgs.gov/nrp/gwsoftware ):
Og desuden en række private koder:
E.2 Anbefalinger vedr. valg af kode og brugerinterfaceØnskes opstillet en integreret vandressourcemodel som omfatter samtlige komponenter i ferskvandskredsløbet (umættet-mættet zone strømning, overfladisk afstrømning, drænvandsafstrømning og vandløbsafstrømning mm.) anbefales MIKE SHE anvendt (Brun, 2000a). Ønskes en grundvandsmodel som omfatter koblet umættet og mættet zone beskrivelse anbefales MODFLOW-SURFACT-99 (3D umættet zone) eller MIKE SHE (1D umættet zone). Som rodzonemodel anbefales Daisy, Macro eller MIKE SHE afhængigt af det konkrete formål og konceptuelle model. Ønskes en ren grundvandsmodel, og med forenklet beskrivelse af umættet zone og vandløbsafstrømning anbefales MODFLOW. Der findes en række forskellige brugerinterfaces til MODFLOW. GEUS anvender Groundwater Vistas i forbindelse med kurser i grundvandsmodellering for bl.a. amtsfolk (pt. GV version 2, i næste kurser forventes anvendt GV version 3, som understøtter MODFLOW-2000, der indeholder væsentlige forbedringer i forhold til tidligere Modflow versioner). Der foreligger en række alternative muligheder bl.a. PMWIN, GMS, Visual Modflow Pro etc. Der foregår en betydelig udvikling omkring brugerinterfaces til MODFLOW. Ajourførte oplysninger findes på Internettet!. Det anbefales at anvende GIS til håndtering af konceptuelle modeller og datainput til den numerisk model. Efterbehandling af resultater af modelsimuleringer og sammenstilling med øvrige data kan også med fordel gennemføres med brug af GIS. De fleste af ovennævnte modelsystemer supportere import/ og eksport til ArcView. Anvender man MapInfo henvises til Internettet for hvilke præprocessorer som supporterer import og eksport af f.eks. Modflow opsætninger til MapInfo. Tabel E.1 Se her! Tabel E.2 Se her! |
