MIKE11上海培训.ppt

1、,上 海 2008年 7月21日23日,MIKE 11 培训课程,课程安排,上午 8:3012:00； 下午 13:3017:30,关于 DHI,独立的、非赢利性的、研究和咨询机构 为水资源和环境的发展提供先进技术 经营范围遍及全球 服务对象主要为世界银行、亚行、 欧盟、咨询公司、流域管理机构等,1964年：DHI 1970年：System 11 2000年：合并VKI 2000年：DHI Water & Environment 2000年：合并WEST 2005年：合并DTC 2007年：DHI WATER ENVIRONMENT HEALTH 2007年：合并WASY,DHI - Worl

2、dwide,Product agent 产品代理 General agent 总代理 DHI offices 办公室 DHI subsidiaries 子公司,DHI 主要软件产品,MOUSE,MIKE SWMM,MIKE NET,MIKE URBAN 城市给排水管网,MIKE 21/21C 二维模型,MIKE BASIN 流域管理模型,MIKE SHE 地下水模型,MIKE 11 河流一维模型,MIKE 3 三维模型,LITPACK 海岸线动力模型,West 污水处理模型,MIKE 11 模型主要结构图,水 质 EcoLab,泥沙输运 ST,水 动 力 HD,降 雨 径 流 NAM,对 流

3、扩 散 AD,数 据 形 式 断面、糙率 时间序列文件,洪水预报 FF,MIKE 11 是研究1D水动力、水质、洪水预报、溃坝等方面的专业水利软件,MIKE 11应用领域,洪水风险分析和风险图绘制 分洪道、水工建筑物和调蓄池设计 桥梁水力设计 溃坝分析 实时洪水预报 污染物传输 水体水质反应过程 河口盐水入侵 地下水和地表水综合分析（与MIKE SHE结合）,NAM,MIKE 11 - NAM,NAM,MIKE 11 - NAM,模型简介,NAM = 降雨-径流模型 (丹麦语) 简单、定量描述了陆相水文循环 确定性的、概念性的、集总式模型 连续计算4个不同且相互作用储水层的含水量 有限的数据输

4、入: 降雨、蒸发、温度 主要结果: 地表径流、地下水位、土壤含水率等,MIKE 11 - NAM,模型结构,SOIL MOISTURE PROFILE,Depth,L,Lmax,GWL,Sy,GWL,GROUNDWATER STORAGE,Root Zone,GWPump,BF BaseFlow,GWLBFo,CKBF,LOWER ZONE STORAGE,Lmax,L,BFu,DL,CAFlux,SURFACE STORAGE,U,Umax,OF IF,G,RAIN,SNOW,SNOW STORAGE,P,Ps,QIF InterFlow,Pn,CK1 CK2,QOF Overland Fl

5、ow,Ep,Ea,Owp Ofc Osat,MIKE 11 - NAM,积雪储水层,可选项（模拟融雪需要温度资料）,降雪,Ps,Ps = 0, Temp T0,Ps = f (Qmelt) , Temp T0,积雪储水层,地表储水层,Csnow : 融雪系数，mm/c/day,MIKE 11 - NAM,融雪量Qmelt ,融雪径流PS,Ssnow : 储雪量；Cwr：积雪持水系数,WR : 积雪含水量,地表储水层,地表储水层,U,Umax,OF IF,降雨,P,QIF InterFlow,Pn,CK1 CK2,QOF Overland Flow,Ep,Infiltration,MIKE 11

6、 - NAM,坡面流,地表储水层,地表储水层,U,Umax,OF IF,降雨,P,QIF InterFlow,Pn,CK1 CK2,QOF Overland Flow,Ep,Infiltration,MIKE 11 - NAM,壤中流,QIF,根区储水层,MIKE 11 - NAM,含水率变化,地下水储水层,GWL,地下水储水层,GWPump,BF BaseFlow,GWLBFo,CKBF,BFu,CAFlux,G,MIKE 11 - NAM,地下水补充,基流,MIKE 11 - NAM,散蒸发计算,蒸发量,初始条件,需要给定的数据: 地表和根区储水层的初始含水量 坡面流和壤中流的初始条件 初

7、始地下水埋深,MIKE 11 - NAM,模型率定,目标：总水量平衡、径流过程线形状相似、洪峰拟合、低流量拟合,MIKE 11 - NAM,模型率定,MIKE 11 - NAM,MIKE 11 HD,MIKE 11 - HD,MIKE 11 HD功能,MIKE 11 - HD,水 工 建 筑 物 堰 涵 洞 桥 梁 泵 水 闸 控 制 建 筑 物 溃 坝 洪 水 预 报 GIS 界面 (ArcView),基本方程,MIKE 11 - HD,圣维南方程 6点 Abbott-Ionescu 格式,树支状/环状河网 交错网格布置,计算网格点,MIKE 11 - HD,6点 Abbott格式的计算网格

8、点布置方式,里程 m : 20,000 28,000 32,000 40,000,根据断面数据库确定的计算水位点 模型自动内插断面处的计算水位点 计算流量点,最大 dx = 5,000 m,最大 dx = 3,000 m,最大 dx 8,000 m,计算网格点,MIKE 11 - HD,6点 Abbott格式的计算网格点布置方式 总结,河段上下游端点为计算水位点,支流入流点为计算水位点,实测断面资料点为计算水位点,模型根据maxx值自动插入的计算水位点,水工建筑物点为计算流量点,两个水位点之间只有一个计算流量点,模型数据要求,方程组求解需要以下数据 流域描述 河道和滩区地形 边界处水文测量数据

9、 率定验证用水文测量数据 水工建筑物设计参数及调度运行规则,GARBAGE IN = GARBAGE OUT,MIKE 11 - HD,文件设置,设置MIKE 11 模型需要以下文件: 断面数据(.xns11) 河道位置(.nwk11) 河道连接 (.nwk11) 水工建筑物位置(.nwk11) 边界条件 (.bnd11) 模型参数文件(.hd11) (时间序列文件)(.dfs0),MIKE 11 - HD,模型结构,MIKE 11 - HD,河网文件编辑器,河道定义: Topo ID 河道名 上游端点里程 m 下游端点里程 m 河道类型 (常规或其它特殊渠道) 上游与其它河道的连接信息 下游

10、与其它河道的连接信息 最大 x,MIKE 11 - HD,断面文件编辑器,文件扩展名： *.xns11 断面通过以下三个要素与河段匹配: 河名 里程 Topo ID 每个断面包含以下信息: 原始数据 (X,Z值，定义河床高程) 处理后数据 (水力参数，如过水断面面积、水力半径等),MIKE 11 - HD,标记,有效面积,MIKE 11 - HD,河床糙率,河床糙率: 公式: Manning-StricklerMm1/3 /s Manning 系数 ns/ m1/3 (= 1/M) Chezy 系数Cm1/2 /s,计算糙率 = 阻力调整系数 * 河床糙率 (断面文件) (HD 参数文件)(缺

11、省: Rf = 1.0) (缺省: M = 30),MIKE 11 - HD,边界条件,在外部边界处应设置边界条件,流量, Q :河道上游旁侧入流 水位, h : 下游边界 Q/h 边界 : 下游边界 (禁止设在上游),Q,Q,Q,h or Q/h, 边界应设在远离研究区域，系统内部的变化不应导致边界条件的变化。 核心研究区域不应受边界条件的直接影响。,MIKE 11 - HD,参数文件编辑器,编辑HD参数文件:,初始水位流量 河床糙率 选择圣维南方程的简化方程 附加输出结果 引擎程序 的参数设定,MIKE 11 - HD,HD 参数文件编辑器,全域和局部值:,全域值 全域值 局部值 局部值,

12、M = 30,M = 30 M = 25 M = 20,0.0 5000 10000 15000 20000 距离 m,曼宁系数,MIKE 11 - HD,模拟文件编辑器,两大作用:,定义模拟设定 - 模拟 类型, - 时段, - 时间步长 - 输入输出结果文件名,集成各编辑器文件信息,文件扩展名: *.sim11,模型选择 (HD/AD/WQ)? 非稳态/准稳态? 哪些输入文件? 模拟时段及时间步长? 初始条件?,MIKE 11 - HD,NAM与HD的耦合,MIKE 11 - HD,MIKE VIEW,MIKE VIEW,MIKE 11 水工建筑物,堰 涵洞 桥梁 泵 Regulating

13、 用户定义 表格,MIKE 11 HD,桥梁处理,MIKE 11 HD,MIKE 11 SO,MIKE 11 SO,定义,Underflow 泄洪闸（纵视图）:,闸门启闭范围,闸底高程 (Sill level),闸门操作,MIKE 11 - SO,闸门高程 (Gate level),定义,Undeflow 泄洪闸（前视图）:,闸宽,闸底高程（Sill level）,MIKE 11 SO,闸门高程 (Gate level),定义,Overflow 越流闸（纵视图）:,闸门启闭范围,闸门操作,MIKE 11 - SO,闸底高程（Sill level）,闸门高程 (Gate level),定义,Ov

14、erflow 越流闸（前视图）:,闸宽,MIKE 11 - SO,闸底高程（Sill level）,闸门高程 (Gate level),可控建筑物设置,MIKE 11 - SO,水工建筑物设计参数；,If (条件1) then (调度方案1) else if (条件2) then (调度方案2) else if (条件3) then (调度方案3) . . else (最后一个调度方案) end if,调度控制方式。,调度方案及其优先度；,判断条件: 是否需要执行此调度方案? 控制条件: 建筑物调度时的参照依据 调度方式: 根据控制条件进行调度操作,可控建筑物设置,MIKE 11 - SO,练习,根据上下游水位差控制闸门启闭 上游来水按比例分流到两条河道 根据时间控制闸门启闭 根据时间控制过闸流量 根据历史来流信息控制当前过闸流量,关于数学模型,MIKE 11 HD,“所有模型都是有错的，其中有些是有用的”,用什么模型？ 如何概化河网？ 时间步长？ 空间步长？ 。,通过增加系统描述、提高模型分辨率，一般能提高模型的拟合程度,模型研究步骤,1. 分析研究对象与研究目标 2. 分析可用资料 3. 确定模型方法 4. 设定模型精