用户使用手册
环境流体动力学代码前/后处理系统
2016.07 第一版
EFDC_Explorer8.1 160708 版
© Copyright 1999-2016
Paul M. Craig, P.E.
Dynamic Solutions-International, LLC
Edmonds, WA, 98020
www.ds-intl.biz
中文翻译:
齐珺 博士 副研究员
北京市环境保护科学研究院
中国 北京,100037
www.cee.cn
北京泰图克科技有限公司
www.tetoc.com
致 谢
感谢以下对本模型开发和应用做出贡献的学者和同仁们。
EFDC_Explorer 开发团队——Paul M. Craig, P.E., Dang Huu Chung, Nghiem Tiem Lam,
Kester Scandrett 和 Nguyen Van Luan。感谢他们对 EFDC_Explorer 的开发和不断升级改进。
美国环境保护署的 Earl Hayter——感谢他对于开发 EFDC_DSI/EFDC_Explorer 工具持
续的支持。有了他们的支持,才为本软件在科学,工程和生态环境管理领域的应用提供了
保障,促进了本软件在各领域的进一步应用和发展。
美国桑迪亚国家实验室的 Scott James 教授——感谢他对 EFDC 模型和 SEDZLJ 坚定不
移的支持。
Tetra Tech 公司的 John Hamrick 教授——感谢他开创了 EFDC 源代码,以及多年来致
力于对 EFDC_EPA 功能的不断完善。
感谢河海大学环境学院李一平教授及其团队对 EFDC_Explorer7 中文用户手册的翻译。
感谢北京市环科院齐珺副研究员对 EFDC_Explorer 8.1 中文用户手册的翻译,感谢其家
人在翻译过程中给予的理解和帮助。
感谢北京泰图克科技有限公司作为 EFDC_Explorer 中华区独家销售代理对本手册翻译
工作予以的技术支持。
感谢所有 EFDC_Explorer 用户,你们提供的测试、反馈和建议,让 EFDC_Explorer 不
断完善和进步,你们的支持是我们推进 EFDC_Explorer 不断发展的源动力,希望得到你们
一如既往的支持。
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目 录
目 录 ................................................................................................................................................... i
表 集 ................................................................................................................................................ vii
图 集 ............................................................................................................................................... viii
1 引言 ................................................................................................................................................. 1
1.1 EFDC 版本兼容性概要 ........................................................................................................ 2
1.2 EFDC_Explorer 功能 ............................................................................................................ 3
1.2.1 EFDCPlus/EFDC Explorer 新增功能 ....................................................................... 3
1.2.2 功能概述 .................................................................................................................... 3
1.3 约定 ................................................................................................................................... 16
1.3.1 Windows 界面 .......................................................................................................... 16
1.3.2 消息框和剪贴板 ...................................................................................................... 16
1.3.3 提示工具 .................................................................................................................. 16
1.3.4 Operator 函数 ........................................................................................................... 16
1.3.5 单位 .......................................................................................................................... 17
1.4 术语和缩写 ......................................................................................................................... 17
1.5 一般程序操作 ..................................................................................................................... 18
1.6 EFDC_Explorer 文件 .......................................................................................................... 19
1.6.1 EE 程序文件 ............................................................................................................ 19
1.6.2 EFDC 与 EFDC_Explorer 的链接........................................................................... 20
1.7 EFDCPlus 项目文件夹结构 ............................................................................................... 21
2 安装和授权管理 ........................................................................................................................... 22
2.1 安装 ..................................................................................................................................... 22
2.2 许可证模式 ......................................................................................................................... 25
2.2.1 试用许可证 .............................................................................................................. 25
2.2.2 永久许可证 .............................................................................................................. 25
2.2.3 订阅许可证 .............................................................................................................. 26
2.3 在线激活过程 ..................................................................................................................... 27
2.4 在线反激活和许可证管理 ................................................................................................. 28
2.5 离线激活 ............................................................................................................................. 29
2.6 离线反激活 ......................................................................................................................... 31
3 EFDC_Explorer 主要工具栏 ........................................................................................................ 32
3.1 EFDC 目标文件管理 ......................................................................................................... 32
3.1.1 打开操作 .................................................................................................................. 34
3.1.2 写入操作 .................................................................................................................. 35
3.2 EFDC_Explorer 设置 ............................................................................................................. 37
3.3 日期和坐标转换工具 ........................................................................................................ 38
3.4 工具包:实用工具 ............................................................................................................ 40
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3.5 网格工具和实用程序 ......................................................................................................... 42
3.6 文本编辑 ............................................................................................................................ 43
3.7 运算模型 ............................................................................................................................ 44
3.7.1 概述 .......................................................................................................................... 44
3.7.2 模型运行时间设置 .................................................................................................. 45
3.7.3 运行时诊断和物质守恒报告选项 .......................................................................... 45
3.7.4 EFDCPlus 运行时间暂停/恢复............................................................................... 46
3.8 运行时间 ............................................................................................................................ 47
3.9 平面视图查看器(ViewPlan Viewer) ............................................................................ 48
3.10 剖面视图查看器(ViewProfile Viewer)....................................................................... 50
4 生成新模型 ................................................................................................................................... 51
4.1 网格类型 ............................................................................................................................ 52
4.1.1 笛卡尔网格 .............................................................................................................. 52
4.1.2 导入网格 .................................................................................................................. 54
4.1.3 边界上的三角网格 .................................................................................................. 56
4.2 高程选项 ............................................................................................................................ 58
4.2.1 地形信息文件 .......................................................................................................... 58
4.2.2 文件格式 .................................................................................................................. 59
4.3 模型生成过程 ..................................................................................................................... 60
5 前处理界面操作系统 .................................................................................................................... 61
5.1 地图选项卡(Map Tab) .................................................................................................. 61
5.2 描述选项卡 ......................................................................................................................... 62
5.3 研究区(Domain)选项卡 ................................................................................................ 64
5.3.1 网格选项卡 .............................................................................................................. 64
5.3.2 初始条件和底部粗糙度选项卡 .............................................................................. 68
5.3.3 边界条件选项卡 ...................................................................................................... 72
5.3.4 边界条件组编辑界面 .............................................................................................. 78
5.3.5 流量边界条件编辑器 .............................................................................................. 79
5.3.6 取水/退水(withdrawal/return)边界条件编辑器 ................................................ 80
5.3.7 水工建筑物边界条件编辑器——流量推算 .......................................................... 81
5.3.8 水工建筑物边界条件编辑器——基于方程 .......................................................... 88
5.3.9 开边界条件编辑器 .................................................................................................. 96
5.3.10 谐波潮汐边界系列 ................................................................................................ 97
5.3.11 喷射羽流边界条件编辑器 .................................................................................. 100
5.3.12 数据序列编辑界面 .............................................................................................. 102
5.3.13 地下水 .................................................................................................................. 106
5.4 激活模块选项卡 ............................................................................................................... 107
5.5 时间/关联选项卡 ............................................................................................................. 109
5.5.1 模型运算时间 ........................................................................................................ 109
5.5.2 EFDC_Explorer 关联 ............................................................................................. 111
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5.5.3 Legacy 输出 ........................................................................................................... 113
5.5.4 WASP 链接 ............................................................................................................ 114
5.5.5 EFDC 热启动选项 ................................................................................................ 114
5.6 水动力选项卡 ................................................................................................................... 118
5.6.1 紊流选项 ................................................................................................................ 118
5.6.2 风场数据 ................................................................................................................ 121
5.6.3 湿、干节点 ............................................................................................................ 128
5.6.4 边界条件湿水深 .................................................................................................... 128
5.7 数值求解选项卡 ............................................................................................................... 129
5.7.1 科里奥利效应 ........................................................................................................ 129
5.7.2 Ramp Up 选项 ....................................................................................................... 129
5.7.3 植被 ........................................................................................................................ 129
5.8 波浪选项卡 ....................................................................................................................... 132
5.8.1 EFDC 中的波浪模型............................................................................................. 132
5.8.2 内部波浪模型选项 ................................................................................................ 133
5.8.3 外部波浪模型选项 ................................................................................................ 133
5.8.4 EE 中运行 SWAN 生成模型结果 ......................................................................... 137
5.8.5 使用 SWAN 模型输出 .......................................................................................... 139
5.9 GVC 垂直坐标选项卡 ...................................................................................................... 140
5.10 盐度选项卡 ..................................................................................................................... 141
5.10.1 EFDC 初始条件平滑选项................................................................................... 141
5.11 温度选项卡 .................................................................................................................... 142
5.11.1 热/温度 ................................................................................................................. 142
5.11.2 大气数据 .............................................................................................................. 144
5.11.3 初始条件 .............................................................................................................. 146
5.11.4 冰选项 .................................................................................................................. 146
5.12 染料/水龄选项卡 ............................................................................................................ 153
5.12.1 示踪剂工具 .......................................................................................................... 154
5.13 有毒物质选项卡 ............................................................................................................. 155
5.13.1 有毒物质传输选项 .............................................................................................. 155
5.14 泥沙选项卡 ..................................................................................................................... 159
5.14.1 泥沙传输选项 ...................................................................................................... 160
5.14.2 初始条件的设定 .................................................................................................. 168
5.14.3 泥沙模型的生成步骤 .......................................................................................... 168
5.14.4 数字沉积模型 ...................................................................................................... 171
5.15 水质选项卡 ..................................................................................................................... 172
5.15.1 水质动力学 .......................................................................................................... 172
5.15.2 营养盐 .................................................................................................................. 173
5.15.3 藻类 ...................................................................................................................... 174
5.15.4 初始条件 .............................................................................................................. 175
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5.15.5 边界条件 .............................................................................................................. 176
5.15.6 底栖生物通量 ...................................................................................................... 177
5.16 拉格朗日粒子传输(LPT) .......................................................................................... 184
5.16.1 LPT 主要选项 ...................................................................................................... 185
5.16.2 粒子释放应用:组选项 ...................................................................................... 186
5.16.3 LPT 功能实例...................................................................................................... 187
5.16.4 基于 LPT 的溢油模型 ......................................................................................... 189
6 后处理操作 ................................................................................................................................. 191
6.1 模型率定 ........................................................................................................................... 192
6.1.1 模型对比统计 ........................................................................................................ 192
6.1.2 时间序列对比 ........................................................................................................ 195
6.1.3 相关性绘图 ............................................................................................................ 201
6.1.4 垂直剖面对比图 .................................................................................................... 203
6.1.5 高频时间序列 ........................................................................................................ 205
6.1.6 通量比较 ................................................................................................................ 205
6.1.7 巡航图比较 ............................................................................................................ 206
6.1.8 加载 2D 实测数据 ................................................................................................. 210
6.2 保存绘图函数工具 ........................................................................................................... 212
6.3 模型比较 ........................................................................................................................... 214
6.3.1 载入比较模型 ........................................................................................................ 214
6.4 强迫蒸发 ............................................................................................................................ 217
6.5 其他/剖面/序列 ................................................................................................................. 222
6.5.1 常规工具 ................................................................................................................ 222
6.5.2 沉积物造床过程工具 ............................................................................................ 224
6.5.3 床面顶部剖面 ........................................................................................................ 225
7 二维平面视图 ............................................................................................................................ 226
7.1 模拟结果加载 .................................................................................................................. 229
7.2 二维平面视图界 面 简介 ................................................................................................ 230
7.2.1 鼠标功能 ................................................................................................................ 231
7.2.2 键盘功能 ................................................................................................................ 233
7.2.3 工具栏汇总 ............................................................................................................ 235
7.2.4 导航视图 ................................................................................................................ 247
7.2.5 报告单位 ................................................................................................................ 247
7.2.6 第二层 .................................................................................................................... 247
7.3 二维平面视图显示选项 ................................................................................................... 248
7.3.1 常规选项 ................................................................................................................ 248
7.3.2 速度选项 ................................................................................................................ 250
7.3.3 边界条件选项 ........................................................................................................ 252
7.3.4 注释选项 ................................................................................................................ 254
7.3.5 粒子示踪 ................................................................................................................ 255
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7.4 常规预处理功能 .............................................................................................................. 256
7.4.1 单网格编辑 ............................................................................................................ 256
7.4.2 多网格编辑 ............................................................................................................ 256
7.4.3 网格复制/赋值 ...................................................................................................... 258
7.4.4 平滑数据区域 ........................................................................................................ 258
7.5 常用后处理功能 ............................................................................................................... 259
7.5.1 时间序列 ................................................................................................................ 259
7.5.2 常规统计表 ............................................................................................................ 260
7.5.3 纵向剖面 ................................................................................................................ 261
7.5.4 制作动画 ................................................................................................................ 263
7.6 二维平面视图主查看选项 ............................................................................................... 264
7.6.1 网格指标 ................................................................................................................ 264
7.6.2 网格地图 ................................................................................................................ 264
7.6.3 底高程 .................................................................................................................... 265
7.6.4 水位 ........................................................................................................................ 266
7.6.5 边界条件 ................................................................................................................ 268
7.6.6.固定参数 ................................................................................................................ 270
7.6.7 模型指标 ................................................................................................................ 273
7.6.8 流速 ........................................................................................................................ 274
7.6.9 沉积床 .................................................................................................................... 281
7.6.10 SEDZLJ 选项 ....................................................................................................... 283
7.6.11 有毒物质 .............................................................................................................. 284
7.6.12 河床过程 .............................................................................................................. 285
7.6.13 河床热量 .............................................................................................................. 285
7.6.14 水体(按层或深度查看) .................................................................................. 285
7.6.15 沉积物成岩作用/指定通量 ................................................................................ 289
7.6.16 植被图 .................................................................................................................. 290
7.6.17 内部可变(仅限 EFDCPlus) ........................................................................... 290
7.6.18 河道修改器 .......................................................................................................... 290
7.6.19 波浪参数 .............................................................................................................. 291
7.6.20 体积分析 .............................................................................................................. 292
7.6.21 2D 等值线 ............................................................................................................ 293
7.6.22 时间序列等值线 .................................................................................................. 296
7.6.23 高频和低频滤波时间序列 .................................................................................. 297
7.6.24 平均质量传输-平均 2D/3D 场 ............................................................................ 300
7.6.25 粒子示踪和溢油 .................................................................................................. 301
7.7 二维平面视图其他功能 ..................................................................................................... 303
7.7.1 图像查看 ................................................................................................................ 303
7.7.2 改变图例字体 ........................................................................................................ 304
7.7.3 在标题和图例中显示符号 .................................................................................... 305
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8 剖面视图 ..................................................................................................................................... 306
8.1 切面/剖面部分 .................................................................................................................. 307
8.2 工具栏概述 ....................................................................................................................... 307
8.3 主要显示选项 ................................................................................................................... 307
8.3.1 彩色流速剖面视图 ................................................................................................ 309
8.3.2 剖面等值线视图 .................................................................................................... 310
8.3.3 功能键 .................................................................................................................... 311
9 时间序列绘图功能...................................................................................................................... 312
9.1 分析和统计 ....................................................................................................................... 315
9.2 序列选项 ........................................................................................................................... 315
9.2.1 坐标轴选项 ............................................................................................................ 318
9.2.2 缩放平移插入 ........................................................................................................ 321
9.3 注释时间序列 ................................................................................................................... 322
10 三维立体视图 ............................................................................................................................ 323
10.1 速度旗帜 ......................................................................................................................... 326
10.2 飞行路径动画 ................................................................................................................. 328
10.3 3D 消隐和剪切 ............................................................................................................... 332
10.4 3D 背景图像 ................................................................................................................... 333
10.4.1 加载数字高程模型 .............................................................................................. 333
10.4.2 平面地形 .............................................................................................................. 334
10.5 沉淀底床观察 ................................................................................................................. 336
10.6 鼠标查询信息 ................................................................................................................. 337
10.7 粒子轨迹和溢油查看选项 ............................................................................................. 338
10.8 导入 3D 建筑物 .............................................................................................................. 341
10.9 3D 符号 ........................................................................................................................... 343
10.10 灯光效果 ....................................................................................................................... 344
11 多线程处理功能 ....................................................................................................................... 345
11.1 KMP Offset ..................................................................................................................... 345
11.2 3 阶求解 .......................................................................................................................... 346
12 参考文献 .................................................................................................................................... 347
附录 A ............................................................................................................................................. A-1
附录 B ............................................................................................................................................. B-1
附录 C ............................................................................................................................................. C-1
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