MIKESHE manualcn

1、mike she 用户手册用户手册 目录目录 1引言 .1 1.1模型处理.3 1.1.1输入要求.5 1.1.2模型限制.6 1.1.3mike she 演示版模型限制.6 2mike she .8 2.1获得帮助（getting help）.8 2.2硬件要求（hardware requirements）.8 2.3使用维护（service and maintenance）.9 3建立一个 mike she 模型 .10 3.1mike zero.10 3.2mke zero 编辑器 （editors）.11 3.3mike she 用户界面 （user interface）.11 3.3

2、.1数据树设置（the setup data tree）.13 3.4背景地图（background maps）.14 3.4.1前景/背景(foreground/background).14 3.4.2图像图层(image overlays).15 3.4.3网格图层(grid overlays).16 3.4.4图形图层(shape overlays).17 3.4.5河流图层(river overlays).18 3.4.6mike she 取水井数据库图层(well database overlays) .18 3.4.7当前图层(current layer) .19 3.5模拟设置（

3、simulation specification）.19 3.5.1模拟标题（simulation title）.21 3.5.2模拟周期（simulation period）.22 3.5.3模拟时间步长（time step control）.23 3.6水质模拟设置（water quality simulation specification）.25 3.6.1水质模拟标题（wq simulation title）.26 3.6.2水质模拟周期（wq simulation period）.26 3.6.3水质模拟时间步长控制.27 3.7粒子示踪设置（particle tracking s

4、pecification）.28 3.7.1粒子示踪模拟标题（pt simulation title）.30 3.7.2粒子示踪模拟周期（pt simulation period）.31 3.7.3粒子示踪控制（pt control）.32 3.8物质种类（species）.33 3.9水质的吸附与衰减（water quality sorption and decay）.33 3.10模型范围和网格（model domain and grid）.35 3.11地形（topography）.37 3.12气候（climate） .38 3.12.1降水（precipitation）.38 3.1

5、2.2降雪（snow）.39 3.12.3蒸散发（evapotranspiration）.39 3.12.4气温（air temperature）.40 3.13明渠流（channel flow）.40 3.14坡面流（overland flow）.41 3.14.1曼宁系数（manning number）.41 3.14.2滞洪蓄水（detention storage） .41 3.14.3初始水深（initial water depth）.42 3.15不饱和带（unsaturated zone）.42 3.15.1土壤剖面定义（soil profile definitions）.43 3

6、.15.2用于不饱和带分类的地下水深（groundwater depths used for uz classification）.44 3.15.3初始条件 uz（initial conditions）.44 3.16用于不饱和带下边界的地下水位（groundwater table for lower uz boundary）.45 3.17饱和带（saturated zone）.45 3.17.1线性水库法（linear reservoir method）.45 3.17.2三维有限差分法（3d finite difference method）.46 3.17.3壤中流水库（interf

7、low reservoirs） .47 3.17.4基流水库（baseflow reservoirs）.48 3.17.5地质单元（geological units）.49 3.17.6地质层（geological layers）.50 3.17.7地质透镜体（geological lenses）.50 3.17.8水平和垂直水力传导性（horizontal and vertical hydraulic conductivity）.51 3.17.9单位产水量（specific yield） .51 3.17.10单位储水量（specific storage）.51 3.17.11孔隙率（po

8、rosity）.52 3.17.12容积密度（bulk density）.52 3.17.13数值计算层（computational layers）.52 3.17.14初始潜水头（initial potential head）.53 3.17.15外边界条件（outer boundary conditions）.53 3.17.16内边界条件（internal boundary conditions）.54 3.17.17排水（drainage）.55 3.17.18排水水位（drain level）.57 3.17.19排水时间常数（drain time constant）.57 3.17

9、.20排水编码（drain codes）.58 3.17.21取水井（pumping wells）.58 3.18源（sources） .59 3.18.1强度（strength）.59 3.19结果储存（storing of results）.60 3.19.1具体时间序列输出（detailed time series output） .62 3.19.2具体 mike 11 输出（detailed mike 11 output）.63 3.19.3网格序列输出（grid series output）.64 3.20附加参数（extra parameters）.64 3.21几何形状（geo

10、metry）.65 3.21.1顶标高（upper level）.65 3.21.2底标高（lower level）.65 3.21.3水平范围（horizontal extent）.65 4运行 mike she 模型 .66 4.1模型前处理（preprocessing your model）.66 4.1.1查看前处理数据（viewing the pre-processed data）.66 4.1.2编辑前处理数据（editing the pre-processed data）.67 4.1.3mike 11 耦合（mike 11 coupling）.67 4.1.4土地利用（land

11、 use）.67 4.1.5不饱和流（unsaturated flow）.68 4.1.6饱和流（saturated flow） .68 4.2运行模型（running your model） .69 4.2.1控制时间步长（controlling the time steps） .69 4.2.2加快模拟速度（speeding up your simulation）.71 4.2.3mike she 与开放模型接口（using mike she with openmi）.71 5结果标签.72 5.1模拟结果（results of simulation）.72 5.1.1mike she 时

12、间序列（mike she detailed time series） .73 5.1.2网格结果（gridded results）.73 5.1.3mike 11 时间序列（mike 11 detailed time series） .74 5.2结果后处理（results post-processing） .74 5.2.1运行统计（run statistics）.74 5.2.2粒子示踪注册提取（pt registration extraction）.76 5.2.3粒子示踪轨迹提取（pt pathline extraction）.79 6简化图形编辑器（simple shape edit

13、or）.81 7取水井编辑器（well editor） .82 7.1.1交互式地图（interactive map）.82 7.1.2取水井位置（well locations）.83 7.1.3取水井过滤（well filters）.83 7.1.4图层显示（layers display）.84 7.2数据导入（importing data）.84 8蒸散发植被属性编辑器（et vegetation properties editor） .85 8.1植被数据库项目（vegetation database items） .85 8.1.1在数据库中指定植被属性（specifying vege

14、tation properties in a database）.85 8.1.2植被生长阶段（vegetation stages） .86 8.1.3蒸散发参数（evapotranspiration parameters） .86 8.1.4植被生长表（vegetation development table） .87 8.1.5灌溉参数（irrigation parameters）.88 8.2数据库举例（example database）.90 9不饱和带土壤属性编辑器（uz soil properties editor）.90 9.1土壤属性定义（definitions of soil

15、 properties） .90 9.2土壤数据库（soil database） .91 9.3土壤水保持曲线（soil moisture retention curve） .92 9.4导水率函数（hydraulic conductivity function） .94 9.5大孔隙参数（macropore parameters）.97 10水量平衡编辑器（water balance editor）.97 10.1提取（extraction） .98 10.2后处理（postprocessings）.99 10.2.1后处理细节（postprocessing detail）.99 10.3结

16、果（results） .101 mike she user manual volume 1&2 mike she 准备开始准备开始 1引言引言 在水文循环过程中，水从海洋、湖泊、河流和土壤中蒸发，从植物叶面散发， 形成的水汽输送到大气中，最终以雨和雪等形态降落到地面。经植物截留、下渗、 填洼及地面滞留后，或渗入地下形成地下水，或流入小溪、河流形成基流。还有一 部分直接汇入江河，流入大海。水文循环是一个闭合过程，总水量保持平衡，模型 的模拟过程中并没有去掉任何水量，而是在水文循环内部影响水的运动和传输。 1969 年，freeze 和 harlan 首次提出了模拟水文循环的蓝图。在这一初步的构

17、想中，不同的水流运动过程由各自的偏微分控制方程描述。蓝图中的方程采用合适 的尺度来表示水文循环中不同部分的物理过程。 1977 年后，欧洲的三个组织联合开发了分布式流域水文模型 systme hydrologique europen (she) ，就是基于 freeze 和 harlan 等人发表的蓝图，并且 应用广泛。这一综合的水文模拟系统，mike she，源自于此项研究（见图 1.1）。 自 1980 年代中期，dhi 水&环境对 mike she 进行了进一步开发及拓展。如 今，mike she 已经形成一个先进、灵活的水文模拟框架，其中包含了一套完整的 前处理和后处理工具，还为水文过

18、程各环节设计了先进且简便的灵活求解技术。 mike she 涵盖了水文循环的主要过程，包括蒸散发、地表径流、非饱和流、地下 水和明渠流以及它们之间的相互作用。mike she 的界面允许用户基于自己的流域 概念模型直观地建立模型描述。模型数据的输入可以采用多种格式且独立于模型范 围和网格，包括 gis 格式。运行时，空间数据投影到数值网格，使空间离散化的 修改变得更简单。 图图 1.1mike she 模拟的水文过程模拟的水文过程 mike she 利用 mike 11 模拟明渠流。mike 11 中包含了用来模拟河网、湖 泊、水库以及水工建筑物如闸门、堰等的综合设置。在大多数高度人工控制的河

19、流 系统，对水工建筑物以及它们的调度规则的精确表达是必不可少的。同样地， mike she 也可连接到 mouse 污水管网模型，用来模拟城市雨水、生活污水管网 和地下水以及它们的相互作用。mike she 还适用于空间尺度描述，小到估算庄稼 需水量的单个土壤剖面，大到包含若干子流域的较大区域。mike she 已在许多研 究和咨询项目中体现出巨大价值，涵盖了大量的气候和水文环境。 在全球的应用在全球的应用 mike she 已被广泛应用。在世界上的许多国家，从大学、科研中心到咨询公 司，都在运用 mike she，可以用来分析、规划和管理水资源以及和地表水、地下 水有关的生态环境问题，诸如：

20、 流域管理和规划 供水设计、管理和优化 灌溉和排水 土壤和水资源管理 地下水抽取对地表水的影响 地下水与地表水联合运用 湿地管理与修复 生态影响评价 地下水管理 环境影响评估 地下含水层脆弱性绘图 来自废弃物处理的污染物研究 地表水和地下水水质修正 滩区研究 土地利用和气候改变的影响研究 农业活动的影响研究（包括灌溉、排水、化肥和农药等） 1.1模型处理模型处理 在 mike she 模型最初的构想中，可以描述为确定性的、基于物理机制的分 布式水文模型。后来发展成为传统集总式降雨径流模型的完全替代物。基于物理机 制的模型通过求解描述质量流动和动量传递的偏微分方程来定量描述流域水文过程， 方程中

21、的参数可从实测资料获得。例如，圣维南方程组（明渠流）和达西方程（多 空介质中的饱和流）就是基于物理机制的方程。 但是，基于物理机制的模型在使用中会受到很多限制。例如： 被普遍认同的是，此类模型要求庞大的输入数据且收集这些数据的费用很高； 基于物理机制解法的相对复杂度要求更长的执行时间； 对于较简单的建模应用，如此复杂的描述可能导致过度参数化； 物理模型试图在网格尺度上对水流过程进行数学描述，这最多只能在小尺度的 实验条件才有效。 因此，在建模过程中对水文过程进行简化描述更为实用。同样地，在多数流域 研究中一到两个水文过程支配着整个流域的水文行为。例如，洪水预报主要由河川 径流和地表径流支配，而

22、湿地修复基本依赖于饱和地下水流和坡面流。所以一个完 全基于物理机制来描述所有水文过程的模型并非十分必要。稳妥的解决方法是对于 重要的起决定作用的水文过程采用物理描述，而其他过程采用相对简单、快速、数 据需求量少的方法。简化方法中的模型参数不再具有物理意义，必须根据经验进行 率定。 mike she 模型采用基于过程的模块化方法，允许对每个水文过程灵活的进行 各种组合描述。在最简化的情况下，mike she 可以用全分布式概念化方法来模拟 流域水文过程；而在高级的建模过程中，mike she 则可以对所有的水文过程进行 完整的物理描述。在通常情况下，mike she 依据实际可获取数据和工程需要

23、，将 概念性方法和物理方法相结合进行建模。mike she 灵活的基于过程的模型框架， 允许各过程在各自的空间时间尺度上求解。举例说明，蒸散发速率在一天中不同时 段各不相同；地表径流能对降雨做出快速回应，而降雨对地下水的影响却非常缓慢， mike she 可以针对这些不同的水文过程采取不同的模拟时间步长，使得模型的运 行更加高效。相比之下，很多非商业性的、以研究为目的的综合水文模型（如 modflow），所有水文过程采用隐式求解，使用统一的时间步长，这将导致对 于整个流域范围的模拟产生过于密集的计算工作量。 图图 1.2mike she 中的水文过程示意图，包括各过程的数值引擎。图中箭头给出了

24、不同中的水文过程示意图，包括各过程的数值引擎。图中箭头给出了不同 模块中的水量交换。注：模块中的水量交换。注：svat 蒸散发模块在商业版中不可用。蒸散发模块在商业版中不可用。 1.1.1 输入要求输入要求 mike she 的灵活性意味着没有任何预定义的输入数据清单。所需数据依赖于 所包含的水文过程以及所选的过程模块，反过来也就是说，根据你用 mike she 试图解决的问题而定。然而，几乎对于所有的 mike she 模型，以下基础建模参 数是必须的： 模型范围通常用多边形定义， 地形点或网格数据，和 降雨雨量站数据（雨量计数据）。 其他额外的数据需求取决于所包含的水文过程，它们有： 潜在

25、蒸散发站点数据或由气象数据计算得到， 气温计算融雪（站点数据）， 太阳辐射计算融雪（站点数据）， 子流域划分径流分布， 河流形态（几何形状+断面）河川径流和水位计算， 土地利用分布植被及铺有路面的径流计算， 土壤分布分配下渗量和计算径流， 地下地质计算地下水流。 如果要计算水质，那么需要的基础信息还包括： 需要模拟的污染物种类，和 污染源位置 以上所列各项是定义一个研究问题所需的基本输入数据。它们在率定时不一定 都需要。如果我们现在分别分析各水文过程，且各过程模型都已建好，那么原则上 所需率定的参数列表如下。 表表 1.1mike she 的基本参数的基本参数 基本率定参数基本率定参数其他参数

26、其他参数 坡面流（有限差分）表面糙率地表截留量 坡面流（基于子流域）表面糙率地表截留量，坡度参数 河川径流河床糙率，河床渗漏系数 非饱和流（有限差分）饱和导水率 土壤饱和含水量，田间持水量， 凋萎点土壤传递函数系数 非饱和流（双层水平衡 法） 饱和导水率 土壤饱和含水量，田间持水量， 凋萎点毛细厚度 实际蒸散发叶面积指数，根系深度 林冠截留，联合国粮农组织作 物系数，kristensen & jensen 蒸散发系数 地下水（有限差分） 导水率，单位产水量，单位 储水量 排水水位，排水时间常数 地下水（线性水库） 水库时间常数，水库库容 （单位产水量，深度） 流域间调水，（死库容） 水质 孔隙

27、率，土壤容重，分散性， 吸附和降解，速率常数 污染源强度 表 1.1 中所列的参数并不完整。在模拟特别情况时还有其他很多参数可供修改， 如铺路面地区，融雪或者取消一个或多个过程。如果不模拟某个过程，那么通常需 要率定一个对应的占位参数。比如，不模拟包气带时，需要把降雨转换成地下水补 给，用补给比例和渗透比例来反映蒸散发损失和径流损失。 1.1.2 模型限制模型限制 虽然对模型大小没有任何物理限制，但仍存在一些应用上以及硬件上的限制。 应用上的限制通常与运算时间有关。我们都希望模型稍大一点、更详细一些。 然而，很小的额外细节或者稍小一点的网格尺寸，可能会导致运算时间的迅速增长。 硬件上的限制主要

28、是指内存空间。mike she 动态配置存储空间，但仍是一个 32 位的程序。所以，对单个进程有内存分配的限制。这些限制可能多于或少于计 算机的实际内存空间。如果模型需要的空间大于计算机配置的内存，那么计算机就 会开始将数据交换到硬盘上，导致模拟速度减慢。 1.1.3 mikemike sheshe 演示版模型限制演示版模型限制 如果没有安装软件狗，或者没有软件许可证，那么 mike she 会进入演示版 运行。这样的话，模型大小就会受到限制。如果您希望操作时能运用 mike she 的实际大小，那么欢迎联系当地 dhi 办公室，申请一个 30 天的评测版许可证。 当前的演示版限制条件如下：

29、x-和 y-方向单元格数量：70 各图层的计算单元格数量（包含边界单元格）：2000 饱和带计算图层数量：2 河道连接个数：250 非饱和带计算纵列（多层非饱和带）：155 非饱和带各纵列的节点数（多层非饱和带）：100 模拟时间：4444 小时或 185 天 非饱和带时间步长个数：800 饱和带时间步长个数：200 无稳态饱和带 无灌溉 此外，mike zero 演示版的其他工具中还有很多限制条件。其中最主要的就是 不能保存网格和时间序列编辑器中的文件。 2mike she mike she 是 mike zero 软件包中的一部分，mike zero 是一个用 dhi 软件产品 进行数据文

30、件及项目的管理和操作的用户界面。因此，当您安装 mike she 或其他 mike zero 软件的同时，您也安装了 mike zero。通过 mike zero 构架，您可以运 行 mike she 或其他 mike 软件。 2.1获得帮助（获得帮助（getting help） 在 mike she 对话框的任意处按 f1，您将会进入 mike she 参考指南的对应页 面。同样地，如果在 mike 11 或其他 mike zero 对话框中点击 f1，您会进入在线 帮助中的相关章节。 2.2硬件要求（硬件要求（hardware requirements） mike she 对硬件的要求依据

31、需要模拟的模型而定。一般来说，新配置的电脑 都能满足常规的 mike she 模型要求。通常，运行 mike she 模型至少需要 1.8- 2.0ghz 的 cpu，2gb 的 ram，和 30-50gb 的磁盘空间。 注：注：mike she 不能在 linux 系统上运行。 坚持简化原则坚持简化原则 大多数情况下，加快模型运行速度的最佳方法是简化模型本身。您需要仔细检 查模型并问自己以下几个问题： 率定时您真的需要高离散度网格？ 相同情况下相对粗糙的网格允许更多次的率定计算。当模型率定后，您可以细 化网格用于最终模拟，但还要先进行率定。 您真的需要用 richards 公式计算不饱和流？

32、 对于研究局部区域的模型，采用计算速度较快的双层水平衡法已经足够。重力 流法也比 richards 法快 2-5 倍。同样地，建议在率定期间采用较简单的算法， 最后模拟时采用更细致的算法。 您的 mike 11 模拟是否过于细致？ 如果 mike 11 断面相隔太近，那么模型时间步长会变得很小。局域模型通常采 用 mike 11 中的简化路径法。 2.3使用维护（使用维护（service and maintenance） 像其他综合软件包一样，软件是在不断提高和扩展的。某些更新是对质量控制 中发现问题的修复。另一些是对少数软件存在问题的修复。但是，新版本及服务包 中的绝大部分变化与软件功能的提

33、升有关。 服务包（服务包（serviceservice packspacks） 作为使用维护的一部分，软件中已经安装了一个自动更新程序。这一程序会通 过我们的网站自动检测服务包并下载。在安装前会询问您是否需要继续。我们强烈 建议您及时安装最新的服务包。 3建立一个建立一个 mike she 模型模型 mike she 的用户界面根据建立模型的工作流程来组织安排。基本上，您的操 作流程与数据树是一致的。通常从数据树的顶端开始，依次往下。当您完成数据树 中所有项目的设置时，红色的“x”符号将会被绿色的“”替代。所以，一个完 整综合的 mike she 模型的基本工作流程是： 1 背景地图 2 模型

34、初始设置 3 模拟参数 4 模型范围和网格 5 地形 6 气候 7 明渠流 8 坡面流 9 非饱和流 10 地下水 11 结果设置 12 处理模型 13 运行模型 14 结果标签 3.1mike zero mike zero 不仅仅是一组模拟工具的集合，它是一个项目管理界面，拥有一套 完备的工具来帮助您进行工程模拟。 在任何一个项目中，要保持概览所有文件是一大挑战，更不用说对所有文件的 即时备份和存档。当您完成率定和验证阶段，进入方案分析和报告编写时，模型生 产文件的数量是巨大的。mike zero 工程的结构设计中包含所有模拟文件：原始数 据文件、模型输入文件和输出文件，以及报告、电子表格、

35、绘图等。 mike zero 工程的结构设计让您能随时管理您的工程。 另外还有一个专门的介绍手册可以帮您学习运用 mike zero。 3.2mke zero 编辑器编辑器 （editors） mike zero 也包含一些常规工具用来编辑、分析和处理数据。其中一些有特定 的文件类型或文档。mike zero 文档包括（黑体表示在 mike she 中常用的工具） ： 时间序列编辑器（时间序列编辑器（.dfs0）时间序列数据 纵剖面序列编辑器（.dfs1）一维随时间变化数据（在 mike she 中不使用纵 剖面） 网格编辑器（网格编辑器（.dfs2 和和.dfs3）二维和三维随时间变化数据

36、数据管理有限单元数据 绘图制作工具（绘图制作工具（.plc）生成标准报告绘图 结果查看器（结果查看器（.rev）结果展示 水深测量（.batsf）海底高程 动画设计（.mza）地表水和波浪的三维可视化 生态实验室（生态实验室（.ecolab）地表水水质，可用于 mike 11（目前在 mike she 中 还不可用） 自动率定（自动率定（.auc）自动率定、敏感性分析以及方案管理 eva 编辑器（.eva）地表水流的极值分析 网格生成器（.mdf）mike 21 和 mike 3 中有限单元的网格生成 数据提取 fm（.dxfm）从有限单元结果文件中提取数据 mike zero 工具箱（工具箱

37、（.mzt）各种各样的数据操作工具 以上工具的注释可在 mike zero 说明书或 mike zero 在线帮助中找到。 除此之外，还有其他一些非常重要的功能，可在开始菜单程序mike by dhi 2009 中找到，包括： mike view用于 mike 11 和 mouse（排水）一维水流的结果评价 图片整合图片整合用于延伸和地理参考图形文件的简单工具 开始模拟引擎开始模拟引擎开始和运行 mike zero 模拟引擎，独立于图形用户界面 地理查看器地理查看器三维图层数据的可视化工具 3.3mike she 用户界面用户界面 （user interface） mike she 用户界面是

38、按照任务组织起来的。在每个模型应用中您必须 1 建立模型， 2 运行模型，以及 3 评估结果 以上三项任务将一直重复操作直至从模型得到预期结果。 当您生成或打开一个 mike she 模型，将会在 mike she 用户界面的 “setup”标签上找到该模型。 * 图图 3.1mike she gui 的图形概览（无工程浏览器）的图形概览（无工程浏览器） 模型设置编辑器分为三个部分数据树、背景对话框和模型验证区域。 数据树是动态的，根据您模型设置的不同而改变，为您提供与模型相关数据的 概览。数据树垂向分布，从上往下依次对各项进行设置，到达最低端一项时，您就 可以准备运行模型了。 右侧的背景对话

39、框供您在输入所需数据时与数据树中对应的位置联系起来。对 话框根据选择的数据类型而有所不同，可以是静态、动态数据的任意组合，也可以 是空间和非空间数据的组合。对空间和时间数据，先命名一个文件然后将其路径存 储到 gui，而非直接将数据输入到 gui。另外，数据的时空分布不需要与各入口 data tree context sensitive dialogue task tabs data validation area 一一对应。例如，降雨数据可能是每小时值，水泵抽运速率是周平均值，而模型运 行时间步长为 1 天。 模型验证区域在对话框下方，即时提供数据验证的反馈信息。 模型设置完以后，进入数据处

40、理标签，运行前处理引擎。这一步协调所有空间 和时间数据，生成能为 mike she 真正应用的数据集。一旦数据前处理完成，即 可进行模型模拟。点击前处理标签，您可浏览处理后的数据。 模拟完成后，您可以打开结果标签，查看详细的时间序列和 html 格式的报 告。或者选择 mike zero 的通用工具结果查看器，浏览更多详细的网格输出分析 结果。 3.3.1 数据树设置（数据树设置（thethe setupsetup datadata treetree） mike she 模型根据数据树的设置来组建。树的布局由当前模型所选要素而定。 没有选择的项自动隐藏，但是相关数据仍会被保存。数据树的主要组成

41、部分有： 显示显示地图叠置展示 模拟说明模拟说明控制和选择水动力引擎 水质模拟说明水质模拟说明控制和选择水质引擎 物种物种水质模拟 水质吸附和衰减水质吸附和衰减 模型范围和网格模型范围和网格定义模型的范围和网格 子流域子流域为集总参数水动力引擎定义流域边界 地形地形地表高程描述 气候气候气候测量描述及其范围，如降雨和蒸散发 土地利用土地利用植被和灌溉设置 河流和湖泊河流和湖泊与 mike 11 明渠流模型链接 坡面流坡面流水动力和水质的二维坡面流参数设置 不饱和带不饱和带一维不饱和带的纵向描述 不饱和带下边界的地下水水位不饱和带下边界的地下水水位不包含饱和带时，不饱和流的静态下边界条件 饱和带

42、饱和带水动力和水质的三维饱和带参数 源源水质模拟中溶质来源的位置及范围 结果保存结果保存率定时间序列和网格化数据的输出选择 附加参数附加参数数据树中目前还不能添加附加的模型输入数据 数据树的设计原则是，当您在当前对话框中作出任何选择，数据树会自动更新 来反映相应变化，并且只在修改的部分变动，其他部分保持不变。 3.4背景地图背景地图（background maps） 可以说，建立模型的第一步是定义模型模拟的位置。这就涉及给模型区域定义 一个基础背景图。 “显示”选项位于数据树的顶部，便于添加和编辑背景地图。在这一选项中， 您可以添加任意个数的图片到模型，也有很多格式可供选择。 使用如上对话框以

43、及数据树，您可以控制地图的布局和大小。在视图窗口右击 地图，弹出菜单中可选择放大或缩小。在下图中打勾，则地图的最大范围默认设置 为模型的大小。 不在上图打勾，您也可以选择设置地图左下角或右上角坐标系来定义模型区域。 import导入按钮帮助您使用地图文件如.dfs2 或.shp 进行坐标写入 3.4.1 前景前景/ /背景背景(foreground/background)(foreground/background) 前景和背景项用来添加地图。上表给出了已经定义的几个图层，您可以添加、 删除或隐藏这些图层。 图层安排的顺序一定程度上影响了显示效果。此外，前景/背景选项也决定了 图层显示的先后，

44、反过来控制了如颜色等的显示方式。想要完全掌握显示方式设置 的最佳途径，就是在模型中添加一些图片，选择不同选项的组合，观察显示的变化 情况。 可用的地图类型包括： esri 图形（.shp）文件， 网格（.dfs2）文件， 图形（.bmp, .gif 和 .jpg）文件， mike 11 河网（.nwk11）文件，以及 mike she 抽水井数据库（.wel）文件。 3.4.2 图像图层图像图层(image(image overlays)overlays) 如果希望在视图中显示一个背景图片，那么您需要添加一个图像图层。可用的 格式有：.bmp, .gif 和 .jpg。 区域坐标（区域坐标（a

45、rea coordinates）由于图像中不包含地理信息，必须给图像所 表示的空间位置设定一个坐标。通常给出图像的左下角坐标（x、y 最小值）和右 上角坐标（x、y 最大值）。 从文件导入地理参考（从文件导入地理参考（import geo reference from file）dhi 的某些程序允许 给图像文件添加地理参考，生成一个包含原始坐标系和缩放信息的.bpw 或 .bmpw 文件。 图像风格（图像风格（image styles）与像素色彩在网格和图像覆盖层上的均分方式有 关。对于背景图片，图像风格参数的改变对显示效果影响不大，而对前景图片来说 非常重要。选择“blend colour

46、s”选项可以得到最好的效果，此时不使用 “transparent”选项。 3.4.3 网格图层网格图层(grid(grid overlays)overlays) 如果您想添加一个静态 .dfs2 网格，首先要加入一个网格图层。如果所添加的 .dfs2 文件是随时间变化的，程序可以识别，但只显示第一个时间值。如果所添加 的 .dfs2 文件包含若干项，例如结果文件，那么需要通过浏览选择您所需的网格项。 透明度（透明度（transparency）控制图像的像素颜色覆盖在另一图像上面的均匀方 式。 3.4.4 图形图层图形图层(shape(shape overlays)overlays) 如果要添加

47、 esri 图形文件（.shp），先选择一个图形图层。 图形文件（图形文件（shape file）和选项（）和选项（item）在文件浏览对话框中选择图形文件 中需要的选项。 点参数（点参数（parameters for points）自定义图形文件中点的显示方式。 线条和多边形参数（线条和多边形参数（parameters for lines and polygons）自定义线条和多边 形的显示方式。 单位（单位（units）esri 图形格式不包含单位信息（国际单位制或英制）。因此 需要这一组合框来选择长度单位。 3.4.5 河流图层河流图层(river(river overlays)over

48、lays) 可以通过添加一个河流图层，在地图上显示 mike 11 河网。默认显示河流和 湖泊对话框中定义的河网。如果想要显示不同的河网，比如简化后的河网，那么选 择用户自定义用户自定义来导入所需河网文件。 3.4.6 mikemike sheshe 取水井数据库图层取水井数据库图层(well(well databasedatabase overlays)overlays) 如果希望在地图上显示 mike she 取水井，则可添加一个取水井图层。默认 显示取水井对话框中定义的数据库。如果想要显示更简单的情况，如取水井分布概 况，选择用户自定义用户自定义并给出取水井数据库文件。 显示取水井名称（

49、显示取水井名称（show well names）使用此复选框选择在地图上显示或隐藏 取水井名称。 3.4.7 当前图层当前图层(current(current layer)layer) 当前图层项即为在当前视图栏中显示的网格。 透明度（透明度（transparency）控制图像的像素颜色覆盖在另一图像上面的均匀方 式。 3.5模拟设置（模拟设置（simulation specification） mike she 可以实现对陆地上整个水文循环过程的模拟。也就是说，包含从天 上降落雨水之后涉及水体运动的所有过程。降水以雨还是雪的形式降落取决于气温 雪慢慢累积直至温度上升到融点融化，而雨水则直接进

50、入水文循环。刚开始， 一部分雨水被叶片截留（林冠截留），另一部分进入地表，或蒸发、下渗，或形成 地表径流。如果是蒸发，则这部分水离开系统。而下渗的水，或进入非饱和层（包 气带）被植物根系吸收、蒸腾、储藏，或汇入地下水。如果包气带的上层处于饱和 状态，那么降水不能下渗，只能形成坡面流，顺着地势而下直至可以下渗的地方或 者流入溪流及其他地表水。地下水会汇入河流的基流，有时水也从河流渗入地下水 层。 在如上模拟设置对话框中，选择所需要的模块。包括： 坡面流， 有限差分法 简化坡面流演算法 河流和湖泊， 不饱和流， 一维 richard 公式法 简化一维重力流法 双层水平衡法（适用地下水位较浅情况）

51、蒸散发 饱和流 三维有限差分法 线性水库法 以上选择会即刻在数据树中体现，具体的参数设置分别在各模块中进行。河流 和湖泊模块中只有一种选择，因为计算方法是在 mike 11 用户界面定义的。同样 地，选择简化或高级蒸散发计算方法是在不饱和流模块中进行的。 水质计算选项（水质计算选项（water quality options） 对话框的底部有进行水质对流扩散模拟的复选框。如果打勾，数据树中会添加 水质模拟项。 对流扩散（对流扩散（ad） 传统的 ad 方法可以用于多种溶质的计算，包括吸附和降解。 粒子示踪（粒子示踪（pt） 跟踪数千个粒子随水流的运动。目前粒子示踪法只能在饱和带应用，可 以计算

52、抽水井捕获带及影响范围。 选择当前水动力模型用于水质模拟选择当前水动力模型用于水质模拟 如果不选此项，那么您可以另外导入一个水动力模型。这样可以将一个 水质模块用于多个水动力模拟方案。 3.5.1 模拟标题（模拟标题（simulationsimulation titletitle） 标题（标题（title）及描述（）及描述（description） 标题及描述会在输出文件及模拟结果图中出现。 3.5.2 模拟周期（模拟周期（simulationsimulation periodperiod） 在 mike she 的图形用户界面中，所有模拟输出都是真实数据，方便与输入 数据（如抽水速率）、模拟

53、结果（如计算水头）和实测数据（实测水位）协调。 通过模拟周期对话框定义瞬态模拟的开始、结束时间，或稳态模拟的平均开始 和结束时间。也可以运用热启动文件定义起始时间。热启动文件用于启动时间较长 的模拟或初始条件生成速度慢的分析案例。 热启动日期（热启动日期（hot start date）保存定义时间段的热启动信息，这些信息会从 热启动文件自动写入。 热启动日期作为模拟起始日期（热启动日期作为模拟起始日期（use hot start date for simulation start date） 如果选择这一项，则模拟起始日期栏变灰，默认为热启动日期。否则，您可以任 意设置模拟起始日期，热启动数据

54、仅作为初始条件写入。 3.5.3 模拟时间步长（模拟时间步长（timetime stepstep controlcontrol） 时间步长（时间步长（time steps） 初始时间步长（初始时间步长（initial time step）所有模块的初始时间步长，当模块允许最 大时间步长小于该值时除外。 允许最大时间步长（允许最大时间步长（max allowed time step）mike she 中各水文模块的时 间步长互不相关。虽然 mike she 的时间步长是自动控制的，但如有必要会以允 许最大时间步长运行。 虽然各模块的时间步长是独立的，但必须保证模型运算时能够进行水量交换， 这也对

55、允许最大时间步长的设定进行了限制。 如果 mike 11 采用固定时间步长，则坡面流（ol）允许最大时间步长必 须是 mike 11 时间步长的倍数；如果 mike 11 时间步长随时间变化，那 么实际的坡面流时间步长会缩短直至与 mike 11 时间步长最匹配。 不饱和带（uz）允许最大时间步长必须是坡面流（ol）允许最大时间步 长的偶倍数。 饱和带（sz）允许最大时间步长必须是不饱和带（uz）允许最大时间步 长的偶倍数。 因此，坡面流时间步长总是小于等于不饱和带时间步长，而不饱和带时间步长 总是小于等于饱和带时间步长。 如果在坡面流中采用隐式求解，则其允许最大时间步长也可与不饱和带设为相

56、同。如果采用显示求解，则需设定更小的时间步长，如默认值 0.5 小时。 如果模型中包含不饱和带且采用理查德公式或重力流算法，那么最大时间步长 通常设为 2 小时，或者与饱和带时间步长一致。 地下水位比其他水流形式的反应速度要慢。所以，饱和带时间步长一般设为 24 小时或 48 小时，除了在小范围模型中地下水与地表水相互作用较快的情况。 缩减时间步长的增长缩减时间步长的增长（increment of reduced time step length） 增长速率（增长速率（increment rate）此系数可用于被缩减后的时间步长的增加 或减少，直至达到最大时间步长。 与降雨相关的时间步长控制参

57、数（与降雨相关的时间步长控制参数（parameters for precipitation-dependent time step control）模拟强降雨期间，如果时间步长过大很可能引起模型的不稳定。 为了减少此类数值不稳定情况，有必要引入降雨和下渗组份的时间步长控制。您可 以注意到，暴雨期间时间步长的突然减小正是由于这些控制参数的作用。如果模型 不包含不饱和带，或采用双层水平衡法计算，那么可以将这些参数设为 10 或更大。 如果采用理查德公式，那么就需要减小参数来获得稳定的模拟结果。 单位时间步长的最大降水深度（单位时间步长的最大降水深度（max precipitation depth

58、per time step） 如果某时间步长内的总降水量mm超过此值，将根据增长速率减小时间 步长。之后会对降水时间序列重新采样，看是否达到最大降水深度的标 准。如果还不满足，此过程会不断重复，逐渐减小时间步长直至达到限 制要求。当降水时间序列比时间步长更详细时，多次取样是非常必要的。 然而，这一降水深度的限制会造成在短历时高强度降雨的情况下，时间 步长变得非常小。例如，模型以最大时间步长 6 小时运行，而降水时间 序列为 1 小时，那么这一降水过程中的时间步长可能减小到只有几分钟。 单位时间步长最大下渗量（单位时间步长最大下渗量（max infiltration amount per tim

59、e step）如果 当前时间步长内积水的下渗总量mm超过此值，将根据增长速率减小时 间步长，再重新计算下渗量。如果仍不满足下渗标准，时间步长将会进 一步减小直至满足要求。 降雨强度输入要求的独立时间步长（降雨强度输入要求的独立时间步长（input precipitation rate requiring its own time step）如果时间序列中的降雨强度mm/hr大于此值，模拟将会 中止。添加此选项是为了在模型中捕获实测的短历时降雨过程。例如， 假设有每小时降雨数据，模型时间步长为 6 小时，那么对于在 3 小时后 发生的持续仅 1 小时的强降雨过程，mike she 会自动进行时间

60、步长的 分割。所以，此期间的时间步长会从 6 小时变为：3 小时，1 小时和 2 小 时。 时间步长储存关系（时间步长储存关系（relationship to storing time steps） 在时间序列输出设定对话框中，存储的时间步长必须与最大时间步长匹配。因 此， 坡面流存储时间步长必须是不饱和带最大时间步长的整数倍， 不饱和带存储时间步长必须是其最大时间步长的整数倍， 饱和带存储时间步长必须是其最大时间步长的整数倍， 饱和流存储时间步长必须是饱和带最大时间步长的整数倍，以及 热启动存储时间步长必须是最大存储时间步长的整数倍（一般是饱和流 存储时间步长） 例如，允许的饱和带最大时间步