Retningslinier for Opstilling af Grundvandsmodeller - National ...

Retningslinier for Opstilling af Grundvandsmodeller © 2000 GEUS
rede koder (Lagransk). Hvis beregningsnettet er fint nok, vil denne type koder ikke have problemer med
numerisk dispersion og numerisk instabilitet. Omvendt vil et fint beregningsnet give større beregningstider
og eventuelt et større arbejde med parameteriseringen.
I mange tilfælde er det ikke er muligt at arbejde med et tilstrækkeligt fint net. Det vil stille for store krav til
computerkapaciteten. Dette forstærkes af, at de fleste transportkoders beregningsnet er sammenfaldende med
grundvandsmodellens. En forfining af beregningsnettet vil således spille ind på diskretiseringen allerede i
grundvandsmodellen. Hvis dette ikke er ønskeligt, kan man anvende en Lagransk-baseret kode, eventuel en
blandet Eulersk-Langransk-kode. Disse har typisk ikke så store krav til diskretiseringen.
Præcisionen af Lagransk- eller delvist Lagransk-baserede koder svigter, hvis beregningsnettet er meget irregulært.
Her vil Eulersk-baserede koder være bedre. Irregulære net anvendes typisk mest i finite element baserede
koder, hvor man anvende sofistikerede beregningsnet udformninger for at sikre en så god beskrivelse af
grundvandsstrømningen som mulig. Lagransk-baserede koder vil i modeller, hvor der er mange zoner med
vand uden væsentlig strømning, være påvirket af numeriske problemer.
En ren Lagransk kode anvendt til stoftransport modellering vil være sensitiv overfor antallet af partikler.
Hvis antallet af partikler er for lavt, vil resultatet være meget groft og mangelfuldt. Omvendt anvender de
blandede formuleringer ikke direkte massebalanceligningen, og de kan derfor give massebalance fejl.
Tabel 4.1 Sammenligning af Lagransk- og Eulersk-baserede koder.
Diskretisering
Netgeometri (simpel)
Massebalance fejl
Lagransk Eulersk Blandet
Kan håndtere grovere
diskretisering
Kræver simpel
geometri
Afhængigt af partikelmængden
Kræver fin diskretisering for at
undgå numerisk dispersion og
40
instabilitet
Kan håndtere kompliceret
geometri
Ikke noget generelt problem
Kan håndtere
grovere net
?
Potentielt
problem
Udover de ovennævnte betragtninger adskiller koderne sig ved de muligheder, der er for at formulere forskellige
reaktive processer. De Eulersk-baserede koder vil typisk have det største udvalg af forskellige procesformuleringsmuligheder.
Behovet for reaktive processer
De fleste transportkoder har mulighed for at beskrive adsorption og nedbrydning af enkeltkomponenter. Et
udvalg af disse har desuden mulighed for at anvende distribuerede værdier for de reaktive parametre. Et lille
udvalg af koder har mulighed for meget avancerede reaktive procesbeskrivelser. Udfra valget af procesbeskrivelse
i den konceptuelle model kan der således udvælges en kode. Som beskrevet i afsnittet om valg af
den konceptuelle model, kan det være nyttigt at anvende forskellige grader af kompleksitet som et led i opbygningen
af den konceptuelle model. Det kan således være nødvendigt at operere med flere koder i løbet af
denne proces. Hvis man også ønsker at anvende forskellige konceptuelle modeller i samme grundvandsmodel
kan det være nødvendigt at belyse dette, ved at lave flere på hinanden følgende beregninger, hvor resultatet
fra den ene beregning anvendes som input til den næste beregning. Hvorvidt det er muligt at anvende en
specifik kode til sin konceptuelle model for de reaktive processer kan derfor være en forholdsvis kompliceret
proces. Denne proces kan bedst foretages ved at forsøge sig frem med sin konceptuelle reaktive model i et
simplificeret transportsystem.
Der er i denne sammenhæng i det tidligere kapitel nævnt to koder, MIKE SHE og MODFLOW. Disse to
koder adskiller sig ved at MIKE SHE er en specifik kode hvor i mod MODFLOW dækker over en række
koder der tager udgangspunkt i den samme kerne. I det følgende gennemgås kort de beregnings muligheder