水质模型软件：EFDC二次开发_（4）.EFDC模型的构建与调试.docx

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EFDC模型的构建与调试

在上一节中，我们已经介绍了EFDC的基本结构和功能。接下来，我们将详细探讨如何构建和调试一个完整的EFDC模型。构建EFDC模型是一个复杂的过程，涉及多个步骤，包括网格划分、边界条件设置、初始条件设置、物理和化学参数的输入以及模型的运行和验证。本节将逐一介绍这些步骤，并提供具体的代码和数据样例，帮助您更好地理解和操作。

网格划分

网格划分是EFDC模型构建的第一步，也是最重要的一步之一。合理的网格划分可以显著提高模型的计算效率和准确度。在EFDC中，网格可以分为水平网格和垂直网格。

水平网格划分

水平网格划分通常使用矩形网格或不规则网格。矩形网格适用于规则的几何形状，而不规则网格则适用于复杂的几何形状。下面是一个简单的矩形网格划分的例子：

#EFDC水平网格划分示例

importnumpyasnp

#定义网格尺寸

nx=50#水平网格数（x方向）

ny=30#水平网格数（y方向）

dx=100#水平网格间距（x方向，米）

dy=100#水平网格间距（y方向，米）

#创建网格

x=np.linspace(0,(nx-1)*dx,nx)

y=np.linspace(0,(ny-1)*dy,ny)

X,Y=np.meshgrid(x,y)

#输出网格

print(水平网格划分结果：)

print(X坐标：)

print(X)

print(Y坐标：)

print(Y)

垂直网格划分

垂直网格划分通常使用分层网格，可以分为均匀分层和非均匀分层。均匀分层适用于水深变化较小的区域，而非均匀分层则适用于水深变化较大的区域。下面是一个非均匀分层的例子：

#EFDC垂直网格划分示例

importnumpyasnp

#定义网格尺寸

nz=10#垂直网格数

z=np.array([0,1,3,6,10,15,20,25,30,35])#垂直网格深度（米）

#输出网格

print(垂直网格划分结果：)

print(Z坐标：)

print(z)

边界条件设置

边界条件的设置对于模型的准确性至关重要。EFDC支持多种边界条件类型，包括水位边界、流量边界、温度边界和浓度边界等。下面是一个设置流量边界的例子：

#EFDC流量边界条件设置示例

importpandasaspd

#定义边界条件数据

boundary_data={

Time(s):[0,3600,7200],#时间（秒）

Flow(m3/s):[100,120,110],#流量（立方米/秒）

}

#创建数据框

boundary_df=pd.DataFrame(boundary_data)

#输出边界条件数据

print(流量边界条件设置结果：)

print(boundary_df)

初始条件设置

初始条件的设置包括水位、流速、温度和各种水质参数的初始值。这些初始值通常基于实际测量数据或历史数据。下面是一个设置水位初始条件的例子：

#EFDC水位初始条件设置示例

importnumpyasnp

#定义网格尺寸

nx=50

ny=30

#创建初始水位数组

initial_water_level=np.ones((ny,nx))*1.0#初始水位为1.0米

#输出初始水位

print(水位初始条件设置结果：)

print(initial_water_level)

物理和化学参数的输入

物理和化学参数的输入是模型的重要组成部分，这些参数包括扩散系数、沉降速率、衰减系数等。下面是一个输入扩散系数的例子：

#EFDC扩散系数输入示例

importnumpyasnp

#定义网格尺寸

nx=50

ny=30

nz=10

#创建扩散系数数组

diffusion_coefficients=np.ones((nz,ny,nx))*0.1#扩散系数为0.1m^2/s

#输出扩散系数

print(扩散系数输入结果：)

print(diffusion_coefficients)

模型的运行和验证

模型的运行和验证是确保模型准确性和可靠性的关键步骤。运行模型需要配置输入文件，并使用EFDC的执行文件进行计算。验证模型则需要将模型结果与实际测量数据进行对比。下面是一个配置输入文件并运行模型的例子：

配置输入