Es erscheint folgendes Untermenü:

 

 

 

Attribute verrechnen…

Es erscheint folgendes Eingabefenster:

 

Mit diesem Menüpunkt lassen sich zwei Knoten- oder zwei Elementdatenarten zu einer dritten Knoten- bzw. Elementdatenart verrechnen.

Die Daten können bei einem 3D-Projekt nur in einer Schicht oder wahlweise in allen Schichten verrechnet werden.

Die Ergebniskennung kann eine beliebige (auch SPRING unbekannte) Kennung sein. Aus dem Kontext ergibt sich, ob SPRING diese Kennung als Knoten- oder Elementdatenart speichert.

 

Mit Konstanten verrechnen…

Es erscheint folgendes Eingabefenster:

 

Eine ausgewählte Knoten- bzw. Elementdatenart (bei einem 3D-Modell in allen oder nur einer Schicht) kann mit einer Konstante verrechnet werden. Als Rechenart stehen +, -, *, / und ^ zur Verfügung. Die gewählte Kennung wird mit der Konstanten verrechnet und durch das Berechnungsergebnis überschrieben. Es findet keine Abfrage statt, ob die Originalwerte auch wirklich durch die Berechnungsergebnisse überschrieben werden sollen oder nicht!

 

Exponenzieren, Logarithmieren, Absolutbetrag…

Bei einem 3D-Modell erscheint folgendes Eingabefenster:

 

Bei einem 2D-Modell entfällt die Eingabe einer Knoten- bzw. Elementschicht.

Mit diesem Menüpunkt können vorhandene Attribute mit den Funktionen

f(x) = exp(x),

f(x) = 10^x,

f(x) = ln(x) oder

f(x) = log(x)

f(x) = abs (x)

umgerechnet werden.

 

Bei einem 3D-Modell können die Werte aller Schichten oder nur die Werte einer einzelnen Schicht umgerechnet werden.

Für jeden Knoten bzw. jedes Element (in allen oder nur einer Schicht) mit einem Wert x für die gewählte Kennung wird der vorhandene Wert mit der gewählten Funktion umgerechnet und durch das Berechnungsergebnis f(x) überschrieben. Es findet keine Abfrage statt, ob die Originalwerte auch wirklich durch die Berechnungsergebnisse überschrieben werden sollen oder nicht!

 

Glätten…

Es erscheint folgendes Eingabefenster für ein 3D-Modell:

 

Mit diesem Menüpunkt lassen sich Knoten- und Elementdaten durch Mittelwertbildung glätten.

Der neue Wert an einem Knoten/Element errechnet sich hierbei aus dem alten Wert und dem Mittelwert der umliegenden Knoten/Elemente:

 

Lineare Glättung:

 

Logarithmische Glättung:

 

mit:

w^neu:neuer Wert für Knoten/Element

ω:Wichtung

w^alt:alter Wert des Knotens/Elements

w_i:Werte der umliegenden Knoten bzw. Elemente

 

Je größer der Wichtungsfaktor ω gewählt wird, desto geringer ist die Glättung.

Bei einem 3D-Modell kann gewählt werden, ob nur die Daten einer Schicht oder aller Schichten geglättet werden sollen. Es werden zur Glättung immer nur die horizontal mit dem Element bzw. Knoten benachbarten Element- bzw. Knotenwerte verwendet, so dass die Attribute nur jeweils innerhalb ihrer Schicht geglättet werden.

 

Begrenzen…

Es erscheint folgendes Eingabefenster bei einem 3D-Modell:

 

Mit diesem Menüpunkt können vorhandenen Daten nach oben oder unten durch einzugebende Werte begrenzt werden. Bei 3D-Modell können die Werte aller Schichten oder nur die Werte einer einzelnen Schicht begrenzt werden.

Nach Auswahl der gewünschten Kennung erscheinen die aktuellen Minimal- und Maximalwerte des Attributs, die im Feld „Neu“ entsprechend geändert werden können.

Bei Beenden des Menüs mit OK werden alle gefundenen Werte mit den neuen Extremwerten verschnitten und bei Unterschreiten bzw. Überschreiten durch das neue Minimum bzw. Maximum überschrieben.

 

Elementflächen

Bei Auswahl dieses Menüpunktes werden die Flächen aller Elemente berechnet und unter dem Attribut AREA [m²] gespeichert.

 

Schichtmächtigkeit (nur 3D-Modell)

Die Schichtmächtigkeiten bei einem 3D-Modell werden durch Verschneiden der Z-Koordinaten an den Knoten wie folgt berechnet:

 

ZMAE (Schicht n) = ZKOR (Schicht n) - ZKOR (Schicht n+1).

 

Die Mächtigkeiten für alle Schichten werden unter dem Attribut ZMAE [m] gespeichert.

 

Korrektur Schichtüberschneidungen (nur 3D-Modell)

Wenn ein Objekt (z.B. eine tiefe Baugrube) in mehrere Schichten einschneidet, müssen die Knoten innerhalb des Objekts auf die unterste (oder oberste) betroffene Elementschicht gelegt werden. Dies geschieht mithilfe dieser Funktion.

 

Die fehlerhaften Schichtgrenzen sind im Knoten-Attribute-Dialog rot eingefärbt:

 

Es kann ein Mindestabstand festgelegt werden.

 

Netzqualität

Die Qualität eines FE-Netzes und insbesondere der einzelnen Elemente hat entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisse und die Güte der numerischen Berechnungen. Daher sollten die Elemente mit schlechter Qualität nach der automatischen Netzgenerierung und vor dem Start der Berechnungen zunächst korrigiert werden.

Für die Netzqualität wird die Abweichung eines beliebigen Elementes von einem idealen Element berechnet, d.h. die Abweichung zu einem gleichseitigen Dreieck oder einem Quadrat. Dabei werden in SPRING6 zwei Kriterien angesetzt, das Jacobi-Verhältnis (Jacobi ratio)und der Formfaktor.

Das Jacobi-Verhältnis beschreibt die Abweichung von idealen Elementen. Für Dreiecke ist das Jacobi-Verhältnis immer 1 und für Vierecke beschreibt es im Wesentlichen die Verzerrung eines Rechtecks. Mathematisch ist das Jacobi-Verhältnis das Verhältnis der minimalen Determinante der Jacobimatrix zur maximalen Determinante. Dadurch liegt dieses Verhältnis immer im Bereich zwischen 0 und 1, wobei 1 einem idealen Viereck entspricht.

Der Formfaktor wird aus dem Verhältnis Innenkreis zu Außenkreis für alle Dreieckselemente berechnet. Für viereckige Elemente wird analog das Verhältnis kürzeste Seitenhalbierende zur längsten Strecke zwischen einem Eckpunkt und dem Mittelpunkt angesetzt. Für ein ideales dreieckiges Element (gleichseitiges Dreieck) ergibt sich ein Wert von 0.5, für ein quadratisches Element ein Wert von 1/Wurzel(2). Für die Netzqualität werden diese umskaliert, sodass das ideale Element jeweils das Maximum von 1 erreicht. Sehr kleine Werte weisen auf stark degenerierte Elemente hin.

Die Bewertung der Netzqualität setzt sich aus dem Minimum dieser beiden Kriterien zusammen. Die Netzqualität wird unter dem Attribut QLTY [-] in der Modelldatei gespeichert.

 

Gefällegradient

Es wird der Gefällegradient für alle Elemente berechnet und unter dem Attribut GGRD [%] in der Modelldatei gespeichert.

 

Reliefbasierter Abfluss

Es erscheint folgender Eingabedialog:

Nach Ausführung dieser Berechnung wird allen Elementen, deren Oberflächenabfluss zu einem Gewässer mit Vorflutpotential fließt, ein Abflussinzidenzwert (Attribut QE2V) zugewiesen. Dieser Inzidenzwert entspricht der Nummer des Modellknotens, zu dem der Oberflächenabfluss des entsprechenden Elementes fließt. Eine flächenhafte Darstellung des Attributs QE2V veranschaulicht die Zuordnung.

Zuordnung des reliefbasierten Abflusses

 

Während der Gewässersystemberechnung wird die Abflussmenge dem jeweiligen Knoten durch das Attribut VKNO zugewiesen.

 

Dichtekorrigierte Startpotentiale

Dieser Menüpunkt ist nur aktiv, wenn in der Modelldatei (*.net oder *.3d) das Attribut AKON zugewiesen ist.

Die über EICH, POTE und VORF in den Modelldateien bzw. der instationären Eingabedatei eingegebenen Potentialhöhen h [m] müssen für die dichteabhängige Strömungsberechnung in Drücke p umgerechnet werden:

p = (h - z) * ρ * g

Dies geschieht mit der Dichte ρ = ρ₀ für die Konzentration c₀ = 0 bzw. die Temperatur T = T₀.

Wenn an Knoten mit Potentialhöhen die Attribute 1KON oder AKON vorgegeben sind und somit die Konzentration c ≠ 0 (oder T ≠ T₀ bei der Wärmeberechnung) ist, müssen die Potentialhöhen mit der Dichte ρ = ρ(c) in einen "korrigierten" Wasserspiegel umgerechnet werden. Dies geschieht mit folgendem Dialog:

 

 

Durch Eingabe der entsprechenden Dichte-Parameter und Bestätigen mit OK werden die Potentialhöhen korrigiert und automatisch in der Modelldatei abgelegt. Die hier eingegebenen Parameter entsprechen den Werten, die im Dialog der dichteabhängigen Strömung eingegeben werden.

 

Beispiel:

Die Formel für die dichtekorrigierte Potentialhöhe h_korr lautet:

h_korr = (h_Start - z) * ρ/ρ₀ + z

mit:

h_korr [m] = anhand der Dichteparameter korrigierte Potentialhöhe für POTE, EICH und VORF

h_Start [m] = POTE, EICH, oder VORF an einem Knoten mit vorgegebenem 1KON oder AKON

z [m] = Lagehöhe des Knotens, im 3D-Modell die Z-Koordinate, im Vertikalmodell die Y-Koordinate

ρ₀ [kg/m³] = Dichte der Referenzkonzentration bei c₀ = 0

ρ [kg/m³] = bekannte/gewünschte Dichte ρ(c = c_max), c_max ist in der Regel die als 1KON oder AKON eingegebene Maximalkonzentration

 

Die im Dialog benötigte Dichtesteigung α ergibt sich durch Umstellen der linearen Dichtefunktion, die im Programmmodul SITRA umgesetzt ist:

 

ρ(c) = ρ₀ + α(c - c₀)

zu:

α = (ρ(c_max) - ρ₀) / (c_max - c₀), wenn für c = c_max eingesetzt wird.

 

Weitere Angaben zu den benötigten Parametern und Umrechnungen finden sich im Kapitel "Dichteabhängiger Stofftransport" .

 

Neubildung

Zur Ermittlung der Grundwasserneubildung gibt es in SPRING vier Verfahren:

• Nach Schroeder &Wyrwich mit folgenden Menüpunkten:

 

• Nach Meßer 2008 mit den Menüpunkten:

 

• Über Bodenwasserbilanz mit den Menüpunkten:

 

Wenn die grundlegenden Attribute (KVNR, NATK oder NCLC, NETP, FLUR, GELA) vorhanden sind, können an dieser Stelle die weiteren Attribute (NSFN, NMFN, NMKL, NMFK und NMGK berechnet werden. Danach können die weiteren Parameter der Wasserhaushaltsgleichung (Direktabfluss NMAD und reale Verdunstung NMET) ermittelt werden, so dass zuletzt die Berechnung der Neubildung erfolgen kann.

 

Eine ausführliche Beschreibung zur Ermittlung mittlerer Neubildungsraten nach den genannten Verfahren findet sich im Kapitel: How To - Ermittlung von mittleren Neubildungsraten.

 

• RUBINFLUX ...

Dieser Menüpunkt führt zur instationären Neubildungsberechnung mit RUBINFLUX. Eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens sowie der Eingangsdaten findet sich im Kapitel: How To – “Berechnung einer instationären Neubildungsrate".

 

Attribute summieren…

Es erscheint folgendes Eingabefenster bei einem 3D-Modell:

 

Mit Hilfe dieses Menüpunktes können vorhandene Attribute einzeln, im Bereich oder insgesamt sowie ggf. für eine oder mehrere Schichten aufsummiert werden. Das Ergebnis wird anschließend in einem Dialog angezeigt.

 

Menüpunkt: Attribute kopieren