环境流体动力学模型(EFDC-Explore)中文手册

水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.312010年第3期第4卷第3期水科学研究WaterScienceResearch国外水科学研究论文译丛特邀主编：李冬锋主办：水科学网水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.3I水科学研究（2010年第3期第4卷第3期）目录前言翻译1.环境流体动力学模型(EFDC_Explore)中文手册刘子辉、陈耀斌、梁静静、郭丽君、陶洁12.水中和：减少和补偿水足迹的影响王新华593.河口演变的干湿过程模拟李来山79投稿须知104水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.31第一部分：环境流体动力学程序(EFDC_Explore)中文手册翻译：刘子辉、陈耀斌、梁静静、郭丽君、陶洁1.引言EFDC_Explorer（如图1.1）是微软基于Windows™的预处理程序和后处理程序开发的三维（三维）环境流体动力学程序（EFDC），最初由JohnHamrick（JohnHamrick，1996年）设计形成。EFDC目前由美国环境保护署资助（EPA）。图1.1EFDC_Explorer的SplashScreenEDFC模型有三个不同的版本，它们分别代表了计算机不同的操作菜单和功能。其中的两个版本功能齐全，包括了EDFC所有的产品版本。另外一个是简化版，涵盖了水动力学（包括盐度和温度的影响），毒物，沉积物的3-timelevel计算方法。这一简化版称为EFDC水力学版，主要用于研究地区IV，两个完全版继续由TeraTech,Inc（中国最大的国外企业级软件供应商）和Dynamicsolutions,LLC进行开发。EFDC_Explorer的操作指导中包括了用户指南。这一手册并不适用于为初学者提供指导，而适用于为熟悉DFDC所需的数据和信息类型的用户提供指导。有能力的工程师和科学家使用EDFC_Explorer来进行模型开发，测试，校准和分析。EDFC_Explorer还可以增加很多新的菜单和特性。预计有能力的人会在这方面开发出新的特性。1.1功能以下是EDFC_Explorer主要特点的概述。根据每个特点的大致用途主要分为三部分。第一部分是整体用途方面的特点，第二、三部分主要是预处理和后处理方面的特点。整体方面应用大量EFDC特性的绘图界面大量输入和输出数据的可视化和点击查询水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.32大量应用弹出提示，帮助用户正确输入全面检查用户输入的错误和范围工具长期的帮助支持和新版本开发预处理三维EFDC预处理模型领域平面视图简单快捷，拥有详尽的模型菜单引进大量先前版本的控制文件通过数字地形模型建立笛卡尔或曲线模型利用第三方应用程序显示所有视图网格，建立复杂的曲线模型构建有毒污染的沉积物河床通过在模型网格上的点击设置和编辑边界条件通过在模型网格上的点击设置和编辑单元属性通过定频模型边界条件界面，快速输入定频结果至EFDC用户可定义多边形单元进行编辑利用简单处理对一个或多个单元进行编辑查看/设置植被图查看/设置地下水图通过手动调整单元地图上活动或不活动的单元完善网格重置简单水层结构，调查层次影响快速设置水面和深层的初始环境边界条件时间系列的编辑和一键绘图采用二维折线协助设置初始环境设计/读取二进制的压缩存档运行模型模型运行前，对输入数据进行检查查看边界条件时间系列查看“水渠调节器”信息和配置后处理程序杂项查看水面时间序列图查看网格显示的纵向部分查看历史时间步长以加强时间步长运行查看水面线图查看详细的单柱沉积物/水柱进程沉积物及有毒物质“质量工具模块”计算和查看边界质量负荷查看河床沉积物剖面和水柱随时间变化特性存储和快速显示时间序列进行比较校准后处理程序平面图三维版本EFDC的后处理查看/标示单元图快速显示大量结果到屏幕或AVI文件向商业程序包TECPlot®输出结果为当前视图或多边形统计模型计算数据Courant#计算工具水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.33查看沉积物/底泥任何时间的输出或动画结果底部地形高程底部冲刷/沉积底部粒度分布底部沉积物质量分布底部沉积物质量分数底部沉积物孔隙度，DS,LLC1-3EFDC_Explorer床面剪应力查看水面/纵深图，动画和时间序列查看水柱任何时间的输出或动画结果盐度温度色度有毒物质分区选项总毒性自由溶解态符合DOCPOC范围沉积物查看流速场结果和动画平均深度，指定层或全层速度分布图单层或所有层水流计算单层快照时间序列流量边界/开放边界参数的连续参数计算查看地图边界条件查看区域粗糙度查看Courant#地图查看风力植被因素查看地下水系列地图查看如面罩和渠道衬砌的计算功能将速度数据与其他模型或现场数据作比较从两个不同的模型互相比较模拟结果后处理垂直分布查看沿任何I或J指标的交叉点通过用户定义的折线查看截面1.2协议1.2.1．Windows界面虽然EFDC_Explorer一般用于一个关于Windows®操作系统用户界面的适当标准，这水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.34里介绍一些基本的协议以帮助用户更好的使用。表1.1EFDC_Explorer用户界面协议带有绿色文本框的黑色box控件只提供信息，不能从该位置进行编辑。资料/数据可在其他地方修改。带有黑色文本框的box控件是原始数据/文字的输入接口。径向按钮显示选择范围。每次操作分别只有一个按钮可以选择。当box控件中为黑色的“X”时，复选框的值为真。“浏览”按钮在编程中有广泛的应用，使用户能够修改所需的文件，而不是修改相邻的文本框。用户会看到一些“灰色的”或EFDC_Explorer禁用功能。这表明当前版本的EFDC某个特定的功能不可用或无法使用或基于用户选择的选项不可用。“灰色”选项的功能不提供给用户。1.2.2消息框和剪贴板EFDC_Explorer使用中消息框将显示各种信息，显示一些计算或其他信息的结果。大多数这些信息也放入Windows剪贴板，以避免向其他用途转移资料。这些数据一般用制表符分隔。1.2.3operator函数在EFDC_Explorer的几个地方用户可以选择插入一个值，以取代某些输入参数的现值（例如，底部高程）或使用“operator”函数。后者是一个简单的数学函数，适用于该参数的当前值。一个域，允许“operator”函数识别出在表1.2中描述的输入。操作必须依据范围和值，除非它是一个简单的重置值。表1.2操作说明输入类型实例时值输入“operator”函数结果A数字替换值300310310+数字加法运算300+1301-数字减法运算300-20280*数字乘法运算300*1.1330/数字除法运算300/1.1272.73水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.352.安装及启动2.1安装1）如果你收到的是一个EFDC_Explorer压缩文件（EFDC_Explorer.ZIP），解压缩zip文件到您硬盘驱动器的临时目录即可。为了简化文件清理过程，建议之前解压的临时目录为空。2.1.2）您有两种选择a）选择文件|运行从程序管理器或文件管理器运行EFDC_Explorer安装程序（setup.exe），b）使用浏览器显示目录文件解压缩到文件夹中的目录，然后双击该文件运行Setup.exe。3）选择安装目录和EFDC_Explorer。4）如果您使用一个临时目录则应该删除解压缩后的文件。如果你需要重新安装该程序，建议保留一份zip文件的副本。图2.1EFDC_Explorer主要结构水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.362.2快速启动当用户运行EFDC_Explorer时将出现图2.1所示的窗体。窗体基本上分为两部分。上面部分具有预处理程序功能，下面部分具有后处理程序的部分功能。另一个EFDC_Explorer的主要部分是顶部的工具栏（图2.2）。为用户提供了访问程序的配置选项和主要模式观看功能。图2.2主要工具栏表2.1工具栏的主要功能概括退出EFDC_Explorer。不保存项目中，只有预处理/后处理程序设置。使用模板生成一个EFDC模型。打开/读取一个EFDC模型。保存当前EFDC模型到同一个目录或新目录。安装当前打印机。EFDC_Explorer配置选项，其中包括EFDC模型的位置。工具箱的各项功能和应用程序。为当前项目查看/编辑主要的EFDC.INP文件。用当前项目运行EFDC。暂不保存该项目。为完整的模型运行确定运行时间和其他时间信息。ViewPlan.在平面视图中显示模型。用于一些预处理任务（如设置边界条件和修改单元格属性）和后处理结果。ViewProfile.显示沿I或J方向或用户自定义的模型配置视图。用于后处理结果。2.2.1.文件管理EFDC目前使用固定的文件名作为输入文件名，所以每次运行/新建项目需要存储在单独的目录中。EFDC_Explorer相同的方式下运行。EFDC_Explorer读取和写入有标准固定文件名的文件/指定的子目录中的文件，图2.3所示为主要的文件管理工具栏和用于打开和/或保存项目的浏览按钮。水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.37图2.3打开项目2.2.1.1打开运行要打开一个现有的项目，单击工具栏按钮或浏览按钮上突出显示的现有项目即可。两种方法都能完成操作。显示“选择目录：打开运行”形式。如图2.4所示是一个例子。将显示该目录最后打开的项目目录。最后20个项目在窗体底部的下拉列表中显示。右侧的面板显示所选目录的文件。对于打开操作，EFDC.INP文件必须存在于目录中。EFDC_Explorer提供了一个选项用来打开以前保存的档案文件。这些文件的扩展名都是“efdc”，如“CedarRiver.efdc”。当选择“开启存档”复选框时，右边的面板只显示选定目录中可用的存档文件。“规模”输入框允许用户在LXLY文件应用的质心单位中应用换算系数。EFDC_Explorer的默认单位为米。许多应用程序使用公里，UTM坐标或英里作为基本单位。只要首次加载时在框中输入任何单位对米的转换因子，模型将正确显示。注：当一个模型加载时像一对彼此堆叠在一起的单元时，它很可能是一个LXLY单位转换的问题。图2.4选择目录：打开运行图2.5选择目录：写入操作跨平台需要注意的方面：许多用户可能需要在个人计算机和基于UNIX的计算机上同时使用EFDC。从UNIX机到PC传输输入文件时，必须将传输控制重置为Windows/DOS传输控制。EFDC_Explorer能通过工具箱将非Windows/DOS传输控制转换成Windows/DOS传输控制。此外，用户也可以使用一些具有同样功能的ASCII进行编辑„水科学研究2010年第3期WaterScienceResearchVol.4No.38从EFDC发展史来看，不同版本使用不同的EFDCCELL.INP格式。EFDC_Explorer能自动处理文件格式以正确加载CELL.INP文件。同样，主要EFDC.INP文件和其他输入文件已经改变了的EFDC的近期发展史。EFDC_Explorer会试图正确读取大多数的历史输入文件，同时确保最新版本作为标准。重置边界条件的复选框组适用于EFDC_Explorer管理的现有项目。如果一个项目的初始负荷或“复位”复选框被选中，EFDC_Explorer尝试从逻辑上按类型和位置将边界条件单元进行分组。然后EFDC_Explorer就会使用这种分组方法管理边界条件。如果用户修改了某种边界条件，并希望得到不同的逻辑分组，他