达西速度 (Spatial Analyst)

需要 Spatial Analyst 许可。

摘要

计算蓄水层中稳流的地下水渗流速度矢量（方向和量级）。

了解有关达西流和达西速度工作原理的详细信息

使用情况

• 达西流与达西速度之间的区别是：

  • 达西流生成输出水量栅格；达西速度则不生成。
  • 达西速度仅将方向和量级栅格作为必选输出并且仅输出这两项；达西流可以有选择地输出这些内容。

• 所有输入栅格都必须具有相同的范围和像元大小。

• 所有输入栅格数据都必须为浮点型。

• 速度矢量的方向以罗盘坐标记录（以北为基准方向顺时针进行测量的度数），量级以随时间变化的长度单位记录。

• 此工具不指定任何特定的单位系统。 数据应该一致，所有数据都应使用相同的时间单位（秒、天、年）和长度单位（英尺、米）。

• 水位高程栅格可以来自于多种数据源。 可以通过表面插值工具（例如克里金法或样条函数）根据观测数据对其进行内插。 水位值还可以从独立模型程序结果中获取。

  无论水位高程栅格是怎样获取的，都必须与导水系数栅格一致；也就是说，水位必须通过导水系数字段体现流向。 仅仅通过测量取得值并在字段中进行测试是不够的 - 栅格化的数据必须借助正确的孔隙介质流向程序进行一致性分析。 一致则表明水位实际是由模型化的导水系数字段产生的。 由于在实践中，真实的和模型化的导水系数字段常常不同，真实的和模型化的水位场也不同。 通过检查达西流产生的残差栅格来检查水位的一致性。 残差反映出数据集的一致性。 任何使用达西速度对不一致数据集进行的分析都将产生没有意义的结果。

• 有效孔隙度场（蓄水层的一种物理属性）通常根据地质数据进行估计。 它被定义为构成液体流的空空间的体积除以全部体积。 孔隙度以 0 到 1 之间的一个数字表示，典型值约为 0.35 且无维度。 有效孔隙度的值为 0.35 表示孔隙介质体积中有 35% 构成液体流。 其余 65%（由固体基质和不相连的孔隙组成）不构成液体流。

• 以长度单位为单位测得的饱和厚度将根据地质信息进行解释。 对于承压蓄水层，该度量指上下不透水层之间的形成物厚度。 对于非承压蓄水层，饱和厚度指地下水位与下不透水层之间的距离。

• 输出栅格为浮点型。

• 有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息，请参阅分析环境和 Spatial Analyst。

参数

对话框

标注	说明	数据类型
输入地下水位高程栅格数据	所包含的每一像元值都代表该处地下水位高程的输入栅格。 水位通常是高于某些基准面（如平均海平面）的高程。	Raster Layer
输入有效地层孔隙度栅格数据	所包含的每一像元值都代表该处有效地层孔隙度的输入栅格。	Raster Layer
输入饱和浓度栅格数据	所包含的每一像元值都代表该处饱和厚度的输入栅格。 厚度值根据蓄水层的地质属性进行解释。	Raster Layer
输入地层导水系数栅格数据	所包含的每一像元值都代表该地层导水系数的输入栅格。 蓄水层的导水系数定义为导水率 K 乘以饱和蓄水层厚度 b，长度单位随时间变化进行乘方。 此属性通常从字段实验数据（例如抽水测试）中估计得出。 达西流和达西速度的工作原理中的表 1 和 2 列出了一些常见地质材料的导水率范围。	Raster Layer
输出量级栅格数据	输出流向栅格。 每一像元值都表示像元中心渗流速度矢量（平均线速度）的方向，以通过像元四个面渗流速度平均值的形式进行计算。 该栅格与输出量级栅格一起来描述流向矢量。	Raster Dataset

返回值

标注	说明	数据类型
输出方向栅格	输出流向栅格。 每一像元值都表示像元中心渗流速度矢量（平均线速度）的方向，以通过像元四个面渗流速度平均值的形式进行计算。 该栅格与输出量级栅格一起来描述流向矢量。	Raster

Python

DarcyVelocity(in_head_raster, in_porosity_raster, in_thickness_raster, in_transmissivity_raster, out_magnitude_raster)

名称	说明	数据类型
in_head_raster	所包含的每一像元值都代表该处地下水位高程的输入栅格。 水位通常是高于某些基准面（如平均海平面）的高程。	Raster Layer
in_porosity_raster	所包含的每一像元值都代表该处有效地层孔隙度的输入栅格。	Raster Layer
in_thickness_raster	所包含的每一像元值都代表该处饱和厚度的输入栅格。 厚度值根据蓄水层的地质属性进行解释。	Raster Layer
in_transmissivity_raster	所包含的每一像元值都代表该地层导水系数的输入栅格。 蓄水层的导水系数定义为导水率 K 乘以饱和蓄水层厚度 b，长度单位随时间变化进行乘方。 此属性通常从字段实验数据（例如抽水测试）中估计得出。 达西流和达西速度的工作原理中的表 1 和 2 列出了一些常见地质材料的导水率范围。	Raster Layer
out_magnitude_raster	输出流向栅格。 每一像元值都表示像元中心渗流速度矢量（平均线速度）的方向，以通过像元四个面渗流速度平均值的形式进行计算。 该栅格与输出量级栅格一起来描述流向矢量。	Raster Dataset

返回值

名称	说明	数据类型
out_direction_raster	输出流向栅格。 每一像元值都表示像元中心渗流速度矢量（平均线速度）的方向，以通过像元四个面渗流速度平均值的形式进行计算。 该栅格与输出量级栅格一起来描述流向矢量。	Raster

代码示例

DarcyVelocity 示例 1（Python 窗口）

计算蓄水层中稳流的地下水渗流速度（方向和量级）。

import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"
outDarcyVelocity = DarcyVelocity("gwhead", "gwporo", "gwthick", "gwtrans", 
                            "C:/sapyexamples/output/outdarcymag")
outDarcyVelocity.save("c:/sapyexamples/output/outdarcyvel")

DarcyVelocity 示例 2（独立脚本）

计算蓄水层中稳流的地下水渗流速度（方向和量级）。

# Name: DarcyVelocity_Ex_02.py
# Description: Calculates the groundwater seepage velocity 
#              vector (direction and magnitude) for steady 
#              flow in an aquifer.
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy import env
from arcpy.sa import *

# Set environment settings
env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Set local variables
inHeadRaster = "gwhead"
inPorosityRaster = "gwporo"
inThicknessRaster = "gwthick"
inTransmissivityRaster = "gwtrans"
outMagnitudeRaster = "C:/sapyexamples/output/outdarcymag"

# Execute DarcyVelocity
outDarcyVelocity = DarcyVelocity(inHeadRaster, inPorosityRaster, inThicknessRaster,
                            inTransmissivityRaster, outMagnitudeRaster)

# Save the output 
outDarcyVelocity.save("C:/sapyexamples/output/outdarcyvel")

环境

自动提交, 像元大小, 像元大小投影方法, 当前工作空间, 范围, 地理变换, 掩膜, 输出配置关键字, 输出坐标系, 临时工作空间, 捕捉栅格, 切片大小