Features des Programmsystems PCGEOFIM

PCGEOFIM ist speziell für die Anforderungen der bergbaulichen und nachbergbaulichen Wasserwirtschaft entwickelt worden. Als Besonderheit können mit dem Simulationswerkzeug Geofim die bergmännisch entstandenen und entstehenden Hohlformen vollständig modelltechnisch erfasst und somit bilanztreu berücksichtigt werden. Klassische Problemstellungen der Grundwasserdynamik können damit jedoch ebenso bearbeitet werden.

Modellgeometrie

Mit PCGEOFIM können die Strömungs- und Transportprozesse in 1D, 2D sowie 3D modelliert und simuliert werden. Die Diskretisierung erfolgt für den 2-dimensionalen Raum grundsätzlich in einem regelmäßigen Vierecksgitter, sodass im 3-dimensionalen Raum quaderförmige Volumina entstehen. Um dem Anwender die Möglichkeit der Erstellung einer flexibleren Netzgeometrie zu bieten, wurde die sogenannte Lupenstruktur entwickelt und implementiert. Diese Lupen können das Basisgitter sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung verfeinern. Somit ist eine präzisere Angabe bzw. Erfassung von örtlichen Gegebenheiten (z.B. geologische Verhältnisse, Lage der Randbedingungen) möglich. Die Anordnung der Lupen wird nicht durch eine Hierarchie festgelegt, sodass sowohl eingebettete als auch sich überlappende Bereiche darstellbar sind.

Randbedingungen

Im Programm PCGEOFIM sind Randbedingungen sehr vielfältig implementiert, damit Sachverhalte optimal im Modell abgebildet werden können. Beispielhaft seien hier einige Randbedingungen aufgeführt:

• 1., 2. Art sowie 3. Art (auch mit Beschränkungen)
• Zeitkonstant oder zeitvariabel definierbar
• Brunnen, Möglichkeit zur Definition der Brunnenalterung
• Definition von Vertikalfilterbrunnen
• Tagebaurandbedingung zur Festlegung von Entwässerungszielen
• Stand- und Fließgewässer mit Kopplung an den Aquifer
• Überflutung zur Abbildung der Versickerung

 Alle Randbedingungen können zeitlich konstant oder variabel definiert werden, wobei bei der zeitlichen Vorgabe zwischen Stufen- und Polygonfunktion unterschieden wird.

Weitere Features

Nachfolgend sind einige Features von PCGEOFIM aufgelistet, die die Möglichkeiten des Programmsystems darstellen.

Geofim

• Flexible Abbildung zeitabhängiger "Parameter" im Modell. Parameter steht hier für
  • Mächtigkeit eines Finiten Volumens (Entfernen/Hinzufügen eines Elements möglich)
  • k_f-Wert
  • Störungen in x-, y- sowie z-Richtung (z.B. zur Abbildung von Dichtungswänden)
  • Grundwasserneubildung
  • Anfangswasserstand
  • Effektive Porosität
  • Speicherkoeffizient
  • Isotherme
  • Konzentration
• Direkte und indirekte Kopplung von Stand- und Fließgewässern untereinander zur Abbildung Gewässersystemen, Überläufen, Wasserhebungen etc. mit Beschränkungen
• Berechnung des Stofftransports mittels Flux-Limiter (bis zu 15 Migranten) oder Random-Walk-Verfahren
• Berechnung von Bahnlinien über frei zu definierende Wanderpunkte
• Automatische Parameteridentifikation und -optimierung nach dem Gauß-Newton-Verfahren für hydraulische und transportrelevante Parameter
• Brunnenoptimierung zur Berechnung der optimalen Anzahl von Förderbrunnen und Förderraten bei Vorgabe mehrerer möglicher Schutzziele

PCGeofim

• Maßstabsgerechte, kartenbasierte Ausgabe von Hydroisohypsenplänen
• Darstellung der Inhalte erfolgt layerorientiert
• Ausgabe von Ganglinien für
  
  • alle Randbedingungen
  • vordefinierte Gruppierungen für Stand- und Fließgewässer, Brunnen sowie Bilanzen
  • benutzerdefinierte Punkte
• Berechnung und Ausgabe von Hydrodifferenzenplänen
• Zusätzliche Ausgabe von Bahnlinien und Fließpfeilen
• Optionale Darstellung von Brunnen und Messwerten
• Darstellung vertikal-ebener Schnitte als Ergebnis von Sickerlinienberechnungen
• Gradientenorientierte Beschriftung von Isolinien
• Gestaltungsmöglichkeiten durch benutzerdefinierte Vorgabe von Beschriftungen und Legende
• Export der Modellergebnisse als HP-GL/2-Plotdateien, Esri Shape-File, Microstation dgn-File und Surfer Grid-File
• Graphischer Vergleich von Modellvarianten anhand von Ganglinien und Isohypsenplänen
• Clippen von Polygonen und Flächen
• Flächenberechnung
• Tool zum Entzerren mit Passpunkten