HydroGeoSphere (HGS) 是強(qiáng)大的綜合水文建模平臺(tái)。HGS是一種三維控制容積有限元模擬器，旨在對(duì)水文循環(huán)的整個(gè)陸地部分進(jìn)行建模。它使用全局隱式方法同時(shí)求解陸上/地表水流的 2D 擴(kuò)散波方程和可變飽和地下水流的3D Richards方程。

HGS動(dòng)態(tài)整合了水文循環(huán)的關(guān)鍵部分，并可以整合地表過(guò)程，例如裸土蒸發(fā)、植被演化的蒸騰、非飽和流動(dòng)、多孔和/或離散裂縫介質(zhì)中的流動(dòng)，以及整個(gè)水文圈的反應(yīng)性溶質(zhì)和熱能傳輸。大孔隙、裂縫和排水溝可以離散地組合或采用雙孔雙滲公式。該模型還可以模擬積雪/融化和孔隙水凍結(jié)/融化等冬季水文過(guò)程。

HydroGeoSphere 平臺(tái)可進(jìn)行并行計(jì)算，利用高性能計(jì)算設(shè)施具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)和工程問(wèn)題，例如分析氣候變化對(duì)流域、盆地和大陸水資源的影響。

功能特點(diǎn)

地表水和地下水建模

• 地表域表示為二維地表流。

• 地下水域由3-D可變飽和流組成。

• 地表/地下域通過(guò)基于物理的流體交換相互作用。

• 基于土地利用的時(shí)空變化蒸散量。

• 融雪對(duì)水文狀況的影響。

• 準(zhǔn)確描繪和跟蹤地下水位位置。

• 處理非積水或規(guī)定的積水補(bǔ)給條   件和滲流面。

• 用地下多孔、離散裂縫、雙重孔隙和雙重滲透介質(zhì)的任意組合表示裂縫性地質(zhì)材料。

• 調(diào)節(jié)儲(chǔ)存、溶質(zhì)混合和沿井筒的可變流量分布。

• 密度相關(guān)的流動(dòng)和運(yùn)移。

熱和溶質(zhì)運(yùn)移建模

• 地表和地下非反應(yīng)性和反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)運(yùn)移模擬。

• 相關(guān)地表和地下流場(chǎng)中的熱傳輸。

• 精確處理裂縫和基質(zhì)之間的流體和質(zhì)量交換。

• 基質(zhì)擴(kuò)散效應(yīng)和基質(zhì)中的溶質(zhì)平流。

• 水齡和溶質(zhì)遷移時(shí)間概率的計(jì)算。

先進(jìn)數(shù)值方法

• 全隱式耦合方法為所有域提供了一個(gè)強(qiáng)大的、質(zhì)量守恒的方案。

• 先進(jìn)的計(jì)算算法，允許代碼在個(gè)人計(jì)算機(jī)上執(zhí)行前所未有的、完全集成的三維模擬。

• 具有自動(dòng)生成和控制時(shí)間步長(zhǎng)的自適應(yīng)時(shí)間步長(zhǎng)方案。

• 流體和溶質(zhì)質(zhì)量平衡跟蹤。

• 非結(jié)構(gòu)化有限元網(wǎng)格。

系統(tǒng)需求

HydroGeoSphere適用于windows和linux。