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SEDIMORPH.DAT

Aus BAWiki

Basisinformationen

Datei-Typ

sedimorph.dat

Version

1.x

Beschreibung

März 2016

Bedeutung der Datei

allgemeine Eingabesteuerdaten für das morphodynamische Berechnungsmodul SediMorph, welches in Zusammenhang mit verschiedenen Simulationsverfahren (z.B. UNTRIM oder Telemac) eingesetzt werden kann

Datei-Inhalt

Block "Input_Files" mit den Namen der verschiedenen Eingabedateien:

  • Key "Sediment_Classification_File": Datei des Typs soil.dat mit den Daten zur Beschreibung der Sedimentklassifikation (z.B. Udden-Wentworth-Skala)
  • Key "Input_Morphological_Dataset_ASC": Datei des Typs ipds.dat mit der Beschreibung des Anfangszustands (z.B. räumliche Verteilung der Sedimente, der Dünenhöhen und -längen, etc.), falls der Anfangszustand manuell (z.B. aus gemessenen Daten) vorgegeben werden soll
  • Key "Input_Restart_File": Datei des Typs netcdf.cdf mit den Daten für den Anfangszustand aus einer zuvor mit dem Paket SediMorph durchgeführten morphodynamischen Simulation
  • Key "Restart_Time": Zeit für Anfangszustand falls "Input_Restart_File" vorgegeben wurde;
  • Key "Readjust_Initial_Bathymetry": Schalter (true/false), um die Anfangstopographie ggf. nachzuführen, wenn die Simulation auf einen vorangehenden SediMorph-Lauf aufsetzt;
  • Key "Vertical_Structure_File": Datei des Typs vertical.dat mit der Beschreibung der Vertikalstruktur zur Simulation einer zwei- oder drei-dimensionalen Sedimentverteilung.
  • (optional) Key "Morphological_Speedup_Factor": Faktor zur Beschleunigung der Sohlentwicklung (Dieser Key ist veraltet und wird nur noch bis zur Version untrim2007_2015_07_15.xe unterstützt).

Hinweis: "Input_Morphological_Dataset_ASC" und "Input_Restart_File"+"Restart_Time"+"Readjust_Initial_Bathymetry" sind alternativ vorzugeben.


(optionaler) Block "Simplified_3D_Structure" zur Angabe einer vereinfachten 3D-Inititalisierung:

  • Key "Global_Sediment_Fraction": Angabe von Fraktionsname und Anteil.
  • Key "Minimal_Thickness_for_Regional_Sediment_Probes": minimaler Gültigkeitsberich für die in der IPDS-Datei angegebene Sedimentverteilung.


(optionaler) Block "Morphological_Data_Output" mit Angaben zu den verschiedenen Ergebnisdateien für morphologisch relevante Daten:

  • Wasserstand
  • Strömungsgeschwindigkeit
  • zeitvariable Topographie
  • Tiefenerosion
  • effektive Sohlrauheit
  • Tiefe der unerodierbaren Schicht
  • Rauheit der unerodierbaren Schicht
  • Porosität in der Austauschschicht
  • Sedimentanteil (prozentual oder als Masse) in der Austauschschicht
  • Korndurchmesser d_m in der Austauschschicht
  • [opt.] Riffelhöhe
  • [opt.] Riffelwellenzahl
  • [opt.] Dünenhöhe
  • [opt.] Dünenwellenzahl
  • Key "Output_Morphological_DataSet_3D": (optional) Dateien des Typs dirz.bin.r, dirz.bin.i und dirz.bin zur Aufnahme aller drei-dimensionalen Daten :
  • Porosität
  • Sedimentanteil (prozentual oder als Masse)
  • Korndurchmesser d_m
  • Key "First_Time_of_MDS_Output": Anfangszeit für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Last_Time_of_MDS_Output": Endezeit für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Time_Increment_of_MDS_Output": Zeitintervall für die Ausgabe der Daten.
  • Key "Output_As_Sediment_Mass": Schalter (true/false), um anzugeben ob die Ausgabe der Sedimentverteilung prozentual (false) oder als Massenangabe in kg/m^2 (true) erfolgt.

Hinweis: Die Ergebnisse werden auf die Knoten des Berechnungsgitters interpoliert.


(optionaler) Block "Sediment_Transport_Output" mit Angaben zur Ausgabe des Sedimenttransports an der Gewässersohle

  • Key "Sediment_Transport_Results_File": Dateien des Typs dirz.bin.r, dirz.bin.i und dirz.bin zur Aufnahme aller Sedimenttransportdaten;
  • Key "First_Time_of_STR_Output": Anfangszeit für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Last_Time_of_STR_Output": Endezeit für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Time_Increment_of_STR_Output": Zeitintervall für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Output_of_Transport_Rate": Schalter (true/false) zum Steuern der Ausgabe der Transportrate
  • Key "Output_of_Transport_Capacity": Schalter (true/false) zum Steuern der Ausgabe der Transportkapazität
  • Key "Output_of_Erosion_Rate": Schalter (true/false) zum Steuern der Ausgabe der Erosionsrate suspendierter Sedimente an der Gewässersohle;
  • Key "Output_of_Deposition_Rate": Schalter (true/false) zum Steuern der Ausgabe der Depositionsrate suspendierter Sedimente an der Gewässersohle;
  • Key "Output_of_Effective_Bed_Shear_Stress": Schalter (true/false) zum Steuern der Ausgabe der für den Sedimenttransport maßgeblichen effektiven Bodenschubspannung an der Gewässersohle;
  • Key "Output_of_Critical_Bed_Shear_Stress": Schalter (true/false) zum Steuern der Ausgabe der kritischen Bodenschubspannung an der Gewässersohle.

Hinweis: Die Ergebnisse werden auf die Knoten des Berechnungsgitters interpoliert.


(optionaler) Block "Restart_Data_Output" mit Angaben zum Schreiben einer Restart-Datei:

  • Key "Output_Restart_File": Datei des Typs netcdf.cdf zur Aufnahme aller Restart-Daten für das aktuelle Berechnungsgitter;
  • Key "First_Time_of_Restart_Output": Anfangszeit für die Ausgabe der Restart-Daten;
  • Key "Last_Time_of_Restart_Output": Endezeit für die Ausgabe der Restart-Daten;
  • Key "Time_Increment_of_Restart_Output": Zeitintervall für die Ausgabe der Restart-Daten.

Hinweis: ein "Output_Restart_File" kann in einer späteren Simulation als "Input_Restart_File" wieder verwendet werden, insofern das den Berechnungsergebnissen zu Grunde liegende Gitter unverändert weiter benutzt wird.


(optionaler) Block "NetCDF_Data_Output" zur Steuerung der Ausgabe morphologischer und Sedimenttransport-Daten in eine UGRID CF NetCDF Datei. Dieses Format erlaubt ein anschließendes Postprocessing mit NCANALYSE und NCAGGREGATE:

  • Key "Output_NetCDF_DataSet": Dateityp CF-NETCDF.NC für die Ausgabe der Ergebnisse;
  • Key "First_Time_of_NetCDF_Output": Anfangszeit für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Last_Time_of_NetCDF_Output"": Endezeit für die Ausgabe der Daten;
  • Key "Time_Increment_of_NetCDF_Output": Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Ausgabezeitpunkten;
  • Key "2D_Output" optionale Ausgabe von 3D-Größen in 2D
  • Key "Output_of_Ripples" zum Steuern der Ausgabe der Variablen
  • Riffelhöhe,
  • Riffel-Wellenzahl,
  • zeitabhängige Riffelhöhe und
  • zeitabhängige Riffel-Wellenzahl' (falls sie verfügbar sind);
  • wie alle mit Output_of beginnenden Keys ist er optional;
  • Key "Output_of_Dunes" zum Steuern der Ausgabe der Variablen
  • Dünenhöhe,
  • Dünen-Wellenzahl,
  • zeitabhängige Dünenhöhe und
  • zeitabhängige Dünen-Wellenzahl' (falls sie verfügbar sind);
  • Key "Output_of_Bedload" zum Steuern der Ausgabe der Variablen
  • Geschiebetransport-Kapazität und
  • Geschiebetransport;
  • Key "Output_of_Evolution_Erosion" zum Steuern der Ausgabe der Variablen
  • Bodenevolutionsrate und
  • Vertikale Erosion;
  • Key "Output_of_Erosion_Deposition_Rate" zum Steuern der Ausgabe der Variablen
  • Erosionsrate und
  • Depositionsrate;
  • Key "Output_of_Bed_Shear_Stress" zum Steuern der Ausgabe der Variablen
  • effektive Bodenschubspannung und
  • kritische Bodenschubspannung;
  • Key "Output_of_Integral_Mass_Fluxes" zum Steuern der Ausgabe der nachfolgenden Bilanzvariablen
  • Geschiebetransport (Masse) an Edges integriert entlang der Kanten;
  • Sedimentmasse pro Face integriert über einem Face and entlang der Z-Achse;
  • Sedimentaustausch an der Sohle integriert über einem Face; ungleich Null für Schwebstofffraktionen;
  • Divergenz des Sedimenttransports integriert über einem Face; ungleich Null für Geschiebefraktionen;
Zahlreiche weitere Variablen werden "ungefragt" in die UGRID CF NetCDF Datei geschrieben, u.a. zur Beschreibung der Austauschschicht und des Sohlkörpers, wobei der Letztgenannte im 3D-Fall aus mehreren horizontalen Schichten aufgebaut sein kann.


Block "Bed_Roughness" mit Angaben zu den die effekive Sohlrauheit beeinflussenden Faktoren:

  • Key "Ripple_Roughness_Included": Steuerungs-Schalter, ob evtl. vorhandene Riffel bei der Berechnung der Rauheit berücksichtigt werden oder nicht;
  • Key "Dune_Roughness_Included": Steuerungs-Schalter, ob evtl. vorhandene Dünen bei der Berechnung der Rauheit berücksichtigt werden oder nicht.
  • (optional) Key "Dune_Prediction": Steuerungs-Schalter, ob der Dünen-Prädiktor zum Einsatz kommt oder nicht.
  • (optional) Key "Ripple_Prediction": Steuerungs-Schalter, ob der Riffel-Prädiktor zum Einsatz kommt oder nicht.
  • (optional) Key "Lower_Ripple_Grain_Limit": Parameter für den Riffel-Prädiktor
  • (optional) Key "Upper_Ripple_Grain_Limit": Parameter für den Riffel-Prädiktor
  • (optional) Key "Ripple_Roughness_Constant": Parameter für den Riffel-Prädiktor


(optionaler) Block "Exchange_Layer" mit Angaben zur Modellierung der Austauschschicht:

  • Key "Exchange_Layer_Depth_Formula": Wahl des Modells zu Berechnung der Dicke der Austauschschicht (z.B. "5dmax_poly", "Borah" oder "Malcherek". Ohne Angabe dieses Blockes wird für die Dicke der Austauschschicht das Modell "5dmax_global" angenommen.
  • (optional) Key "Hiding_Law": Wahl des Modells zur Modifizierung der Transportraten verschiedener Sedimentfraktionen je nach Korndurchmesser ("NONE" (default), "Egiazaroff", "Ashida_Michiue", "Karim_Holly_Yang").
  • (optional) Key "With_Dynamic_Layers": Möglichkeit zur Aktivierung der dynamischen Speicherschichten
  • (optional) Key "Max_Number_Of_Dynamic_Layers": Maximale Anzahl an dynamischen Speicherschichten. Muss angegeben werden, wenn "With_Dynamic_Layers" eingeschaltet ist.
  • (optional) Key "Max_Depth_Of_Dynamic_Layer": Maximale Mächtigkeit einer dynamischen Speicherschicht. Muss angegeben werden, wenn "With_Dynamic_Layers" eingeschaltet ist.


Block "Bed_Load_Transport" mit Angaben zur Parametrisierung des Sedimenttransports an der Sohle:

  • Key "Transport_Formula": Wahl der Transportformel (z.B. "Bagnold", "van_Rijn", "Meyer_Peter_Mueller" oder "Hunziker").
  • (optional) Key "Upwind_Scheme": Auswahl des zu verwendenden Upwind-Schemas (1 = edge_velocity_based (default), 2 = bed celerity based).
  • (optional) Key "Morphological_Speedup_Factor_BL": Faktor zur interen Skalierung der Bed Load Transportflüsse.
  • (optional) Key "Longitudinal_Bed_Gradient_Factor": Parameter für die Stärke des Einflusses der Sohlneigung in Transportrichtung
  • (optional) Key "Transverse_Bed_Gradient_Factor": Parameter für die Stärke des Einflusses der Sohlneigung senkrecht zur Transportrichtung

Block "Suspended_Load_Transport" mit Angaben zur Parametrisierung der Erodierbarkeit:

  • Key "Erosion_Flux_Model": Abhängigkeit des Erosionsflusses von der Sohlschubspannung "linear" oder "quadratic".
  • Key "Erosion_Flux_Constant": Dem Erosionsflussmodell entsprechender konstanter Parameter. Bei Wahl des linearen Erosionsmodells und gleichzeitiger Berücksichtigung des Porositätsprädiktors wird dieser Wert nicht verwendet. Stattdessen wird der Erosionsfluss intern als Funktion der Porosität berechnet.
  • (optional) Key "Morphological_Speedup_Factor_SL": Faktor zur interen Skalierung der Erosions- und Depositionsflüsse.


(optionaler) Block "Porosity" mit Angaben zur "Porosität":

  • Key "Porosity_Prediction": Steuerungs-Schalter, ob der Porositäts-Prädiktor zum Einsatz kommt oder nicht.


Block "Sediment_Class" mit Angaben zu den bei der Simulation benutzten Sedimentklassen:

  • Key "Sediment_Class_Name": Name einer zu benutzenden Sedimentklasse;
  • Key "Transport_Mode": Art des Transports (z.B. "No_Transport", "Bed_Load" oder "Suspension").
  • Key "Critical_Shear_Stress_for_Erosion": Kritische Spannung für die Erosion (z.B. "User_Defined" plus Wert, oder "Shields" - nach Shields-Diagramm).
Hinweis: alle benutzten Klassen müssen zuvor in dem "Sediment_Classification_File" definiert worden sein (siehe oben).


Hinweis: Beim Lesen der Daten wird automatisch auch auf die Dictionary-Datei sedimorph_dico.dat in dem Verzeichnis $PROGHOME/dic/ zugegriffen.

Programme, welche diesen Datei-Typ benutzen

TELEMAC-2D, UNS, UNTRIM, UNTRIM2, UNTRIM2007

Weitere Informationen

Programmiersprache

Fortran90

Datei-Form

FORMATTED

Datei-Zugriff

SEQUENTIAL

Datei-Endung

.dat

Schreib-Unterprogramm(e)/Modul(e)

interaktive Erstellung, Editor

Lese-Unterprogramm(e)/Modul(e)

Paket mod_p_sedimorph_ui.f90

Originalversion

G. Lang

Pflege

E. Rudolph, H. Weilbeer

Beispiel-Datei

allgemein siehe Verzeichnis $PROGHOME/examples/sedimorph/

für UNTRIM siehe zusätzlich noch in dem Verzeichnis $PROGHOME/examples/untrim2007/


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