1 | !> \file eaubasale-0.5_mod.f90 |
---|
2 | !! TOOOOOOOOOOO DOOOOOOOOOOOOO |
---|
3 | !< |
---|
4 | |
---|
5 | !> \namespace eau_basale |
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6 | !! TOOOOOOOOOOO DOOOOOOOOOOOOO |
---|
7 | !! \author ... |
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8 | !! \date ... |
---|
9 | !! @note Used modules |
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10 | !! @note - use module3D_phy |
---|
11 | !! @note - use eau_basale |
---|
12 | !! @note - use param_phy_mod |
---|
13 | !! @note - use relaxation_waterdif_mod |
---|
14 | !< |
---|
15 | module eau_basale |
---|
16 | |
---|
17 | use module3d_phy |
---|
18 | use param_phy_mod |
---|
19 | use relaxation_waterdif_mod ! module qui contient la routine relaxation |
---|
20 | ! pour l'eau avec interface explicite |
---|
21 | |
---|
22 | |
---|
23 | implicit none |
---|
24 | |
---|
25 | ! dimensionnements |
---|
26 | !------------------------------------------------------------------------ |
---|
27 | LOGICAL :: ecoulement_eau |
---|
28 | |
---|
29 | REAL :: KONDMAX |
---|
30 | real :: kond0 |
---|
31 | REAL :: INFILTR |
---|
32 | REAL :: hmax_till !< épaisseur de la couche de till |
---|
33 | REAL :: hmax_wat !< épaisseur de la couche d'eau dans le till |
---|
34 | REAL :: poro_till !< porosité du till |
---|
35 | REAL :: Zflot !< hauteur d'eau donnant la flottaison |
---|
36 | real :: keffmax !< kondmax*hmax_wat |
---|
37 | real :: nefflocal |
---|
38 | |
---|
39 | REAL,dimension(NX,NY) :: limit_hw !< conditions aux limites |
---|
40 | integer,dimension(NX,NY) :: klimit !< ou appliquer les conditions |
---|
41 | REAL,dimension(NX,NY) :: pot_w !< pour calculer le gradient de pression |
---|
42 | REAL,dimension(NX,NY) :: pot_f !< pour les points flottants |
---|
43 | REAL,dimension(NX,NY) :: hw !< hauteur d'eau dans le till, limite a hmax_wat |
---|
44 | !< c'est la hauteur sur laquelle peut se faire |
---|
45 | !< l'ecoulement de l'eau |
---|
46 | REAL,dimension(nx,ny) :: keff !< conductivite effective : Kond*hw |
---|
47 | |
---|
48 | |
---|
49 | REAL,dimension(NX,NY) :: bmelt_w !< fusion (terme source) exprimé en m d'eau |
---|
50 | REAL,dimension(NX,NY) :: vieuxhwater !< valeur de hwater au debut de l'appel |
---|
51 | |
---|
52 | |
---|
53 | INTEGER :: NXlocal,NYlocal !< pour passer NX et NY en parametre a la routine relaxation |
---|
54 | |
---|
55 | |
---|
56 | contains |
---|
57 | !> SUBROUTINE: init_eaubasale |
---|
58 | !!Initialisation du block eaubasale |
---|
59 | !> |
---|
60 | subroutine init_eaubasale |
---|
61 | |
---|
62 | namelist/eaubasale1/ecoulement_eau,hwatermax,infiltr |
---|
63 | namelist/param_hydr/hmax_till,poro_till,kond0 |
---|
64 | |
---|
65 | ! formats pour les ecritures dans 42 |
---|
66 | 428 format(A) |
---|
67 | |
---|
68 | ! lecture des parametres du run block eaubasale1 |
---|
69 | !-------------------------------------------------------------------- |
---|
70 | |
---|
71 | |
---|
72 | rewind(num_param) ! pour revenir au debut du fichier param_list.dat |
---|
73 | read(num_param,eaubasale1) |
---|
74 | write(num_rep_42,428)'!___________________________________________________________' |
---|
75 | write(num_rep_42,428) '&eaubasale1 ! nom du premier bloc eau basale ' |
---|
76 | write(num_rep_42,*) |
---|
77 | write(num_rep_42,*) 'ecoulement_eau = ',ecoulement_eau |
---|
78 | write(num_rep_42,*) 'hwatermax = ',hwatermax |
---|
79 | write(num_rep_42,*) 'infiltr = ', infiltr |
---|
80 | write(num_rep_42,*)'/' |
---|
81 | write(num_rep_42,428) '! ecoulement eau : .false. -> modele bucket, sinon equ. diffusion' |
---|
82 | write(num_rep_42,428) '! hwatermax : hauteur d eau basale maximum dans le sediment (m)' |
---|
83 | write(num_rep_42,428) '! infiltr est la quantite d eau qui peut s infiltrer dans le sol (m/an)' |
---|
84 | write(num_rep_42,*) |
---|
85 | |
---|
86 | |
---|
87 | !valeurs numeriques des parametres hydrauliques |
---|
88 | |
---|
89 | rewind(num_param) ! pour revenir au debut du fichier param_list.dat |
---|
90 | read(num_param,param_hydr) |
---|
91 | |
---|
92 | write(num_rep_42,428)'!___________________________________________________________' |
---|
93 | write(num_rep_42,428) '¶m_hydr ! nom du bloc parametres hydrauliques ' |
---|
94 | write(num_rep_42,*) |
---|
95 | write(num_rep_42,*) 'hmax_till = ',hmax_till |
---|
96 | write(num_rep_42,*) 'poro_till = ',poro_till |
---|
97 | write(num_rep_42,*) 'kond0 = ',kond0 |
---|
98 | write(num_rep_42,*)'/' |
---|
99 | write(num_rep_42,428) '! hmax_till (m) : epaisseur max du sediment ' |
---|
100 | write(num_rep_42,428) '! poro_till : porosite du sediment ' |
---|
101 | write(num_rep_42,428) '! conductivite du sediment : kond0 (m/s)' |
---|
102 | write(num_rep_42,*) |
---|
103 | |
---|
104 | |
---|
105 | |
---|
106 | |
---|
107 | hmax_wat=hmax_till*poro_till ! hauteur maxi que peut atteindre l'eau dans la couche de till |
---|
108 | |
---|
109 | |
---|
110 | ! Conductivite hydraulique : cond passée en m/an ( car le dt est en années) |
---|
111 | kond(:,:)=kond0 |
---|
112 | kond(:,:) = kond(:,:)*SECYEAR |
---|
113 | kondmax = 1.*SECYEAR |
---|
114 | hdotwater(:,:)=0. |
---|
115 | keff(:,:) = kond(:,:) |
---|
116 | pgx(:,:) = 0. |
---|
117 | pgy(:,:) = 0. |
---|
118 | |
---|
119 | NXlocal=NX |
---|
120 | NYlocal=NY |
---|
121 | |
---|
122 | end subroutine init_eaubasale |
---|
123 | |
---|
124 | !> SUBROUTINE: eaubasale |
---|
125 | !! to do |
---|
126 | !> |
---|
127 | subroutine eaubasale !(pwater) version correspondant à la thèse de Vincent |
---|
128 | ! A terme, il faudrait en faire un module |
---|
129 | !$ USE OMP_LIB |
---|
130 | !~ integer :: t1,t2,ir |
---|
131 | !~ real :: temps, t_cpu_0, t_cpu_1, t_cpu, norme |
---|
132 | !~ |
---|
133 | !~ ! Temps CPU de calcul initial. |
---|
134 | !~ call cpu_time(t_cpu_0) |
---|
135 | !~ ! Temps elapsed de reference. |
---|
136 | !~ call system_clock(count=t1, count_rate=ir) |
---|
137 | |
---|
138 | |
---|
139 | |
---|
140 | |
---|
141 | if (itracebug.eq.1) call tracebug(' Entree dans routine eau basale') |
---|
142 | |
---|
143 | !$OMP PARALLEL |
---|
144 | !$OMP WORKSHARE |
---|
145 | vieuxhwater(:,:) = hwater(:,:) |
---|
146 | kond(:,:) = kond0*SECYEAR |
---|
147 | |
---|
148 | |
---|
149 | ! conditions aux limites |
---|
150 | klimit(:,:)=0 |
---|
151 | limit_hw(:,:)=-9999. |
---|
152 | !$OMP END WORKSHARE |
---|
153 | !$OMP DO |
---|
154 | do j=1,ny |
---|
155 | do i=1,nx |
---|
156 | |
---|
157 | |
---|
158 | if (flot(i,j))then ! points flottants |
---|
159 | klimit(i,j)=1 |
---|
160 | limit_hw(i,j)=(sealevel_2d(i,j)-Bsoc(i,j))*rowg/rofreshg |
---|
161 | |
---|
162 | else if (IBASE(I,J).eq.1) then ! base froide |
---|
163 | klimit(i,j)=1 |
---|
164 | limit_hw(i,j)=0. |
---|
165 | |
---|
166 | else if ((.not.flot(i,j)).and.(H(i,j).lt.1.)) then ! bord de la calotte |
---|
167 | klimit(i,j)=1 |
---|
168 | limit_hw(i,j)=10. ! riviere de 10 m de profondeur |
---|
169 | endif |
---|
170 | |
---|
171 | end do |
---|
172 | end do |
---|
173 | !$OMP END DO |
---|
174 | |
---|
175 | !$OMP DO |
---|
176 | ! do j=2,ny-1 |
---|
177 | do j=1,ny |
---|
178 | do i=1,nx |
---|
179 | bmelt_w(i,j)=bmelt(i,j)*rofresh/ro |
---|
180 | hwater(i,j)=max(hwater(i,j),0.) |
---|
181 | hw(i,j)=min(hwater(i,j),hmax_wat) |
---|
182 | enddo |
---|
183 | enddo |
---|
184 | !$OMP END DO |
---|
185 | !$OMP END PARALLEL |
---|
186 | |
---|
187 | ecoul: if (ecoulement_eau) then |
---|
188 | ! print*,'===dans eaubasale t, dt',time,dt,'kond 1.0e-5' |
---|
189 | ! write(6,*) 'entree ecoulement_eau' |
---|
190 | !$OMP PARALLEL |
---|
191 | !$OMP DO |
---|
192 | do j=1,ny |
---|
193 | do i=1,nx |
---|
194 | |
---|
195 | ! calcul des potentiels |
---|
196 | pot_w(I,J)=rofreshg*B(I,J) ! potentiel de gravite |
---|
197 | |
---|
198 | ! on ajoute pression glace mais pas la pression d'eau qui est traitée comme diffusion |
---|
199 | |
---|
200 | pot_w(I,J)=pot_w(I,J)+rog*H(I,J) |
---|
201 | |
---|
202 | pot_f(I,J)=rowg*(sealevel_2d(i,j)-S(i,j)+H(I,J)) ! pression a la base de l'ice shelf |
---|
203 | enddo |
---|
204 | enddo |
---|
205 | !$OMP END DO |
---|
206 | |
---|
207 | ! sorties debug 17 juillet 2007 |
---|
208 | debug_3D(:,:,5)=pot_w(:,:) |
---|
209 | debug_3D(:,:,6)=pot_f(:,:) |
---|
210 | debug_3D(:,:,7)=pot_w(:,:)+rofreshg*hwater(:,:) |
---|
211 | debug_3D(:,:,8)=hwater(:,:) |
---|
212 | !$OMP DO |
---|
213 | do j=2,ny |
---|
214 | do i=2,nx |
---|
215 | if (H(i,j).gt.25.) then !afq: pourquoi GT 25 ??? a tester avec des valeurs plus petites |
---|
216 | ! calcul du gradient de pression |
---|
217 | if (flotmx(i,j)) then |
---|
218 | pgx(i,j)=(pot_f(i-1,j)-pot_f(i,j))/dx |
---|
219 | else |
---|
220 | pgx(i,j)=(pot_w(i-1,j)-pot_w(i,j))/dx |
---|
221 | endif |
---|
222 | |
---|
223 | if (flotmy(i,j)) then |
---|
224 | pgy(i,j)=(pot_f(i,j-1)-pot_f(i,j))/dy |
---|
225 | else |
---|
226 | pgy(i,j)=(pot_w(i,j-1)-pot_w(i,j))/dy |
---|
227 | endif |
---|
228 | endif |
---|
229 | pgx(i,j)=pgx(i,j)/rofreshg ! pour passer pgx sans unité |
---|
230 | pgy(i,j)=pgy(i,j)/rofreshg |
---|
231 | end do |
---|
232 | end do |
---|
233 | !$OMP END DO |
---|
234 | !$OMP END PARALLEL |
---|
235 | |
---|
236 | if (nt.gt.0) then |
---|
237 | if (dt.gt.0.) then !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!relax_water si dt>0 |
---|
238 | !------------------------------------------------------------------------- |
---|
239 | ! les points de la grounding line ont une conductivité hydraulique élevée |
---|
240 | ! même si la base est froide. modif catritz 18 janvier 2005 |
---|
241 | !open(166,file='erreur_eau') |
---|
242 | !$OMP PARALLEL |
---|
243 | !$OMP DO |
---|
244 | do j=2,Ny-1 |
---|
245 | do i=2,Nx-1 |
---|
246 | ! cond=0 si glace froide et pas sur la grounding line |
---|
247 | if ((IBASE(i,j).eq.1).and. & |
---|
248 | (.not.flot(i,j-1)).and.(.not.flot(i,j+1)).and. & |
---|
249 | (.not.flot(i-1,j)).and.(.not.flot(i+1,j))) KOND(i,j)=0.! 1.0e-5 |
---|
250 | |
---|
251 | ! cond infinie quand epaisseur faible et glace flottante |
---|
252 | if (flot(i,j).or.H(i,j).le.1.5) kond(i,j)= kondmax |
---|
253 | |
---|
254 | ! conductivite forte lorsque N est faible (croit à partir de 100 bars) |
---|
255 | nefflocal=0.91*H(i,j)-hwater(i,j) |
---|
256 | nefflocal=max(100.,nefflocal) |
---|
257 | if (nefflocal.le.1000.) then |
---|
258 | kond(i,j)=kond(i,j)*1000./nefflocal |
---|
259 | endif |
---|
260 | kond(i,j)=min(kondmax,kond(i,j)) |
---|
261 | |
---|
262 | ! conductivite effective (conductivité * taille du tuyau en m2/an) |
---|
263 | keff(i,j)=kond(i,j)*hw(i,j) |
---|
264 | end do |
---|
265 | end do |
---|
266 | !$OMP END DO |
---|
267 | ! condition sur les bords de la grille |
---|
268 | !$OMP WORKSHARE |
---|
269 | kond(1,:)=kondmax |
---|
270 | kond(nx,:)=kondmax |
---|
271 | kond(:,1)=kondmax |
---|
272 | kond(:,ny)=kondmax |
---|
273 | vieuxhwater(:,:) = hwater(:,:) |
---|
274 | !$OMP END WORKSHARE |
---|
275 | !$OMP END PARALLEL |
---|
276 | !!$OMP SINGLE |
---|
277 | call relaxation_waterdif(nxlocal,nylocal,dt,dx,vieuxhwater,limit_hw,klimit,bmelt_w,infiltr,pgx,pgy,keff,hwater) |
---|
278 | !!$OMP END SINGLE |
---|
279 | else |
---|
280 | ! print*,'dt=',dt,'pas de relax_water' |
---|
281 | endif!!!!!!!!!!!!!!!!!! fin relax_water si dt>0 |
---|
282 | |
---|
283 | endif |
---|
284 | |
---|
285 | |
---|
286 | |
---|
287 | |
---|
288 | ! Apres relaxation, boundary conditions, extremum values |
---|
289 | ! ================, ===================, =============== |
---|
290 | |
---|
291 | ! ------------variation d'epaisseur entre 2 pas de temps ------------ |
---|
292 | |
---|
293 | ! on le fait avant les butoirs pour justement pouvoir les estimer |
---|
294 | !$OMP PARALLEL |
---|
295 | if (dt.gt.0.) then |
---|
296 | ! print*,'dt=',dt,'pas de relax_water' |
---|
297 | !$OMP DO |
---|
298 | do j=1,ny |
---|
299 | do i=1,nx |
---|
300 | hdotwater(i,j)=(hwater(i,j)-vieuxhwater(i,j))/dt |
---|
301 | end do |
---|
302 | end do |
---|
303 | !$OMP END DO |
---|
304 | endif |
---|
305 | |
---|
306 | !$OMP DO PRIVATE(Zflot) |
---|
307 | do i=1,nx |
---|
308 | do j=1,ny |
---|
309 | |
---|
310 | |
---|
311 | ! ______________ valeurs de hwater et pwater _____________________________ |
---|
312 | ! |
---|
313 | if (flot(I,J).or.H(I,J).le.1.5) then ! we are outside of the ice sheet |
---|
314 | |
---|
315 | if (flot(i,j)) then ! if flot > hwater=hwater in ocean |
---|
316 | hwater(i,j)= sealevel_2d(i,j) - bsoc(i,j) |
---|
317 | ! hwater(i,j)= max(0.,hwater(i,j)) |
---|
318 | if (hwater(i,j).lt.0.) hwater(i,j)=0. |
---|
319 | pwater(i,j)= hwater(i,j)*rowg |
---|
320 | else |
---|
321 | hwater(i,j) = 0. ! bare grounded land > no hwater |
---|
322 | pwater(i,j)=0. |
---|
323 | endif |
---|
324 | |
---|
325 | else ! sous la calotte ---------------------- |
---|
326 | |
---|
327 | ! Attention le bloc suivant est pour le run 20 |
---|
328 | ! Zflot=row/ro*(sealevel-Bsoc(i,j))-10. |
---|
329 | Zflot=H(i,j)*rog/rofreshg |
---|
330 | |
---|
331 | if (hwater(i,j).le.0.) then |
---|
332 | hwater(i,j)=0. |
---|
333 | |
---|
334 | else if (hwater(i,j).gt.zflot) then |
---|
335 | hwater(i,j)=zflot |
---|
336 | hw(i,j)=min(hwater(i,j),hmax_wat) |
---|
337 | pwater(i,j)=rofreshg*Hwater(i,j) |
---|
338 | endif |
---|
339 | ! if ((i.eq.60).and.(j.eq.60)) write(6,*) hw(i,j),hwater(i,j) |
---|
340 | |
---|
341 | ! sinon |
---|
342 | |
---|
343 | ! hw(i,j)=min(hw(i,j),hmax_wat) |
---|
344 | ! Hwater(i,j)=hw(i,j) |
---|
345 | ! pwater(i,j)=rog*H(I,J)*(hw(I,J)/hmax_wat)**(3.5) |
---|
346 | endif |
---|
347 | |
---|
348 | ! bloc qui pourrait servir pour mettre l'eau encore plus sous pression |
---|
349 | ! ----------------------------------------------------------------------------- |
---|
350 | ! if (HWATER(i,j).gt.poro_till*hmax_till) then |
---|
351 | ! pwater(i,j)=pwater(i,j)+(HWATER(i,j)-poro_till*hmax_till)/(compress_w*hmax_till) |
---|
352 | ! endif |
---|
353 | end do |
---|
354 | end do |
---|
355 | !$OMP END DO |
---|
356 | |
---|
357 | ! ************ valeurs de HWATER pour les coins ******** |
---|
358 | |
---|
359 | hwater(1,1)=(hwater(1,2)+hwater(2,1))/2. |
---|
360 | hwater(1,ny)=(hwater(1,ny-1)+hwater(2,ny))/2. |
---|
361 | hwater(nx,1)=(hwater(nx,2)+hwater(nx-1,1))/2. |
---|
362 | hwater(nx,ny)=(hwater(nx,ny-1)+hwater(nx-1,ny))/2. |
---|
363 | |
---|
364 | ! pour les sorties de flux d'eau |
---|
365 | !$OMP DO |
---|
366 | do j=2,ny |
---|
367 | do i=2,nx |
---|
368 | if (keff(i,j)==0..or.keff(i-1,j)==0.) then |
---|
369 | phiwx(i,j)=0. ! to avoid division by o |
---|
370 | else |
---|
371 | phiwx(i,j)=(pgx(i,j)+(hwater(i-1,j)-hwater(i,j))/dx) |
---|
372 | |
---|
373 | phiwx(i,j)=phiwx(i,j)*2*(keff(i,j)*keff(i-1,j))/(keff(i,j)+keff(i-1,j)) |
---|
374 | endif |
---|
375 | ! ligne pour sortir les pgx |
---|
376 | pgx(i,j)=(pgx(i,j)+(hwater(i-1,j)-hwater(i,j))/dx) |
---|
377 | end do |
---|
378 | end do |
---|
379 | !$OMP END DO |
---|
380 | !$OMP DO |
---|
381 | do j=2,ny |
---|
382 | do i=2,nx |
---|
383 | if (keff(i,j)==0..or.keff(i,j-1)==0.) then |
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384 | phiWy(i,j)=0. ! to avoid division by o |
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385 | else |
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386 | phiWy(i,j)=(pgy(i,j)+(hwater(i,j-1)-hwater(i,j))/dx) |
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387 | phiWy(i,j)=phiWy(i,j)*2*(keff(i,j)*keff(i,j-1))/(keff(i,j)+keff(i,j-1)) |
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388 | endif |
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389 | pgy(i,j)=(pgy(i,j)+(hwater(i,j-1)-hwater(i,j))/dx) |
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390 | enddo |
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391 | enddo |
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392 | !$OMP END DO |
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393 | !$OMP END PARALLEL |
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394 | |
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395 | else ! partie originellement dans icetemp à mettre dans un autre module |
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396 | ! (système module choix) hauteur d'eau cumulee |
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397 | |
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398 | if (ISYNCHRO.eq.1) then |
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399 | !$OMP PARALLEL |
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400 | !$OMP DO |
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401 | do j=1,ny |
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402 | do i=1,nx |
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403 | if (.not.flot(i,j)) then |
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404 | hwater(i,j)=hwater(i,j)+(bmelt(i,j)*dtt) |
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405 | hwater(i,j)=hwater(i,j)-(infiltr*dtt) |
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406 | hwater(i,j)=max(hwater(i,j),0.) |
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407 | hwater(i,j)=min(hwater(i,j),hwatermax) |
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408 | else |
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409 | hwater(i,j)=hwatermax |
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410 | endif |
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411 | ! if (IBASE(I,J).eq.1) HWATER(I,J)=0. |
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412 | end do |
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413 | end do |
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414 | !$OMP END DO |
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415 | !$OMP END PARALLEL |
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416 | end if |
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417 | |
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418 | endif ecoul |
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419 | |
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420 | !~ ! Temps elapsed final |
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421 | !~ call system_clock(count=t2, count_rate=ir) |
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422 | !~ temps=real(t2 - t1,kind=4)/real(ir,kind=4) |
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423 | !~ ! Temps CPU de calcul final |
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424 | !~ call cpu_time(t_cpu_1) |
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425 | !~ t_cpu = t_cpu_1 - t_cpu_0 |
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426 | |
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427 | !~ ! Impression du resultat. |
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428 | !~ print '(//,3X,"Valeurs de nx et ny : ",I5,I5/, & |
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429 | !~ & 3X,"Temps elapsed : ",1PE10.3," sec.",/, & |
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430 | !~ & 3X,"Temps CPU : ",1PE10.3," sec.",/, & |
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431 | !~ & 3X,"Norme (PB si /= 0) : ",1PE10.3,//)', & |
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432 | !~ nx,ny,temps,t_cpu,norme |
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433 | |
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434 | return |
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435 | end subroutine eaubasale |
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436 | end module eau_basale |
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