HydroGeoSphere - 综合水文模型

HydroGeoSphere (HGS) 是世界上最强大的综合水文建模平台。HGS 是一个三维控制体积有限元模拟器，旨在模拟水文循环的整个陆地部分。它使用全局隐式方法同时求解陆上/地表水流的 2D 扩散波方程和可变饱和地下水流的 Richards 方程的 3D 形式。

HGS 动态整合了水文循环的关键组成部分，并且可以整合地表过程，例如裸土蒸发、植被演化的蒸腾、不饱和流动、多孔和/或离散裂缝介质中的流动，以及整体内的反应性溶质和热能传输水地圈。宏观孔隙、裂缝和瓦片排水管可以离散地结合或使用双孔隙度、双渗透率配方。该模型还可以模拟积雪/融化和孔隙水冻结/融化等冬季水文过程。

HydroGeoSphere平台已并行化以利用高性能计算设施并解决具有挑战性的科学和工程问题，例如分析气候变化对流域、流域和大陆尺度水资源的影响。

“用数学模拟自然过程是一项相当困难的工作，而这些人做得非常好。实际上，这是一项了不起的技术。它领先于时代。这对于解决复杂的问题非常有帮助，并且会节省很多钱”

- Ranjeet Nagare 博士，地下水科学家 - WorleyParsons

特征

地表和地下水建模

• 表面域表示为二维地表流。

• 地下域由 3-D 可变饱和流组成。

• 地表/地下域通过基于物理的流体交换相互作用。

• 基于土地利用的时空变化的蒸发量。

• 融雪对水文状况的影响。

• 准确描绘和跟踪地下水位位置。

• 处理非蓄水或规定蓄水补给条件和渗流面。

• 用任意组合的多孔、离散裂缝、双孔隙度和双渗透介质的地下裂缝地质材料表示。

• 适应储存、溶质混合和沿井筒的可变流量分布。

• 密度相关的流动和运输。

热和溶质传输建模

• 模拟地表和地下的非反应性和反应性化学物质传输。

• 相关地表和地下流场中的热传输。

• 精确处理裂缝和基质之间的流体和质量交换。

• 基质扩散效应和基质中的溶质平流。

• 水龄和溶质通过时间概率的计算。
  

高级数值方法

• 所有域的完全隐式耦合方法提供了一个强大的、质量守恒的解决方案方案。

• 允许代码在个人计算机上执行前所未有的、完全集成的 3-D 模拟的高级计算算法。

• 具有自动生成和控制时间步长的自适应时间步长方案。

• 流体和溶质质量平衡跟踪。

• 非结构化有限元网格。

HydroGeoSphere 最适合与这些支持应用程序一起使用

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