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1、MIKE 软件培训城市雨洪班培训时间：2009 年 3 月 11 到 3 月 13 日目录练：在 MIKE URBAN 环境下建立一个简单的排水模型练习 2：通过外部数据库导入建立排水模型练习 3：水文学模型建立集水区的划分和降雨径流模型计算练习 4：在 MIKE Zero 中建立城市地形练习 5：城市内涝模拟：在 MIKE URBAN 环境下练建立一个简单的排水模型此练习我们从模型建立运行模型模拟结果展示一步步学习如何创建一个简单的 MOUSE水动力学模型目的在 MIKE URBAN 中建立水动力模型要求对数据要求的理解。在练习中重点：1.MIKE URBAN 界面熟悉2.数据的定义，如人孔

2、、管路、集水井等3.项目检查工具(Project Check Tool)的使用4.运行水动力学模型5.结果显示通过这个练习将一步步熟悉 MOUSE 模型的建立。数据下图地图信息包括了研究区域的道路、房屋以及现存。从图中可以得到一些数据-管道、地面高程（GL）和人孔的底高程（BL）。在我们建模过程中，会提供另外的必需数据。LinkNodeOutlet练1BasinGLmBLm11.157.30GLmBLm13.3510.50GLmBLm10.357.35GLmBLm12.209.20GLmBLm15.3512.35GLmBLm13.2010.20所模拟的包括 5 个人孔、1 个蓄水池、1 个出水

3、口和 6 段排水管。MOUSE的定义在 MIKE URBAN 中 MOUSE可以通过多种方式定义。练习中我们在不同的 MIKEURBAN 编辑器下通过图形数据数字化并手工输入的方法定义。模型包括以下元素：·节点（人孔、集水井、出水口）·圆形管道（MOUSE数据及相关编辑器的详细描述见 MIKE URBAN CS 用户手册）步骤 1：加载一个背景文件EXAM.TIF 文件可用于模拟区域背景图。.TIF 是光栅格式，因此必须有一个附加文件”world file”（相同的文件名，但是以 TFW 后缀名）。这个文件包含地理位置、方向和光栅大小的相关信息。使用“Insert Laye

4、r”工具容列表中。加载背景文件并找到文件位置。文件作为“背景图层”添加到内步骤 2：图形的数字化使用特征编辑工具栏进行排水的组件的互交式设计。为了快速的绘制一个布置图，在“Feature Edit”工具栏中单击”CreateFeature”制相应的。这个工具可以在当前中所选的图层中（通过左右两个下拉菜单选择）绘元素。练2·加节点: 使用并在地图上单击鼠标以创建节点（如图 1）。然后移动鼠标在新的位置单击，重复此动作直到创建了所有所需的节点。·添加管道: 创建特性工具可以创建节点及管段。为了增加管段，在管段开始的节点处点击鼠标，在管段结束节点处双击。任何中间的单击作为管段的顶

5、点，可以添加相连接的管段的数量不受限制。按 Escape 键以结束连接。其余的节点和管段使用相同的方法定义，接下来使用”Change feature type”工具中两个节点的类型改为集水井和出水口。将其你所绘制的的布置图与下图相似：练3步骤 3：手工输入属性在创建了节点和管段的布置图后，我们打开节点编辑器“Nodes Editor”和管段及管道编辑器“Pipes and Canals Editor”以纵览结构并输入所需的数据。在两个编辑器中都有 “Identification and Connectivity” ，此部分的信息是基于你绘图输入而形成的。你可以改变 ID 并增加所需的说明。根据

6、模型要求，所有不带星号*的区域必须赋值。一些属性在绘图数字化中自动赋值（默认 值），而其他的属性需要手动填充，如人孔的相关数据有：·节点类型（人孔） 自动赋值·直径（1.0m） 键入·地面高程和节点底部高程（从地图中得到）·类型（普通） 默认·出水口的水头损失(MOUSE Classic - Engelund) 默认练4和管路相关数据，需要我们定义的有：·几何参数，如剖面类型（圆）和管径（0.3m）·有关材质（混凝土）、沿程水力损失（曼宁方程）的相关信息练5点击"Advanced"按钮并激活"R

7、ecompute" 工具，则各管段的长度、起始点的高程及坡度会在灰域中显示。这些是系统计算得到的值，可以在相邻的区域手工键入适当的值来覆盖系统值。所以的管道都是圆形管，管径已在图中给出。在菜单 MOUSE/Curves and Relations 中需要增加集水井的结构参数。选择-输入ID-选择曲线类型。定义蓄水池的结构，包含海拔高度 H，横截面面积 Ac 和表面面积 As。练6在集水井节点属性栏中选择集水井的几何参数使其相连。练7项目检查工具(Project Check Tool)MIKE URBAN的项目检查工具(Project Check Tool)基于一系列的规则来检查项目数

8、据库的一致性。结合这些规则，对模型的数据结构和属性值逐一检查，以确保模型的正确性。·您可以从工具菜单中使用项目检查工具(Project Check Tool)。·如上图所示，选中“节点(Nodes)”、“(Links)”和“在开始运行前清除错误(Clear Error Log Before Starting)”，然后单击“OK”。数据库检查需要一段时间，请耐心等待。当错误检查结束后，会跳出一个数据检查表，表中会显示发现的错误和警告信息。任意选择其中的一个错误，错误的位置将在地图中。练8练9·选择“Open Editor Tool”，点击选中的节点，打开节点编辑器，

9、可以在节点编辑器中对错误信息进行编辑。练10MOUSE 模拟径流模型的结果文件以 CRF（catchment result file）为后缀。当模拟完成时，结果文件自动加载到内存中以备显示。模拟 1：模拟创建一个新的模拟并命名，在常规栏选择类型为 “Network”。练11接着，在参数栏里定义：·模拟模式( Normal)·径流输入，在选择复选框并指定径流模拟的结果文件*CRF。注意这是定义负荷的边界条件的捷径。·动态模拟。·Hot Start (no!), 不选·Processes (no!), 不选·结果（标准&覆盖）在概

10、要栏可以定义在模拟的概要报告中结果的类型。练12练13结果显示在 MIKE URBAN 中用户可以通过以下几种方式查看结果：·使用时间序列·通过创建多个管段的侧剖图·创建水平平面图的动画·结果对比·创建主题地图和统计分析步骤 1：加载结果文件在默认情况下，在经过完整的模拟后系统会自动加载计算结果到内存中。可以通过 MIKE URBAN 主菜单下 M加载你所指定的文件夹中的结果文件。Results / Load Results / MOUSE Results来在框中从结果文件中选择所需显示的数据类型进行加载，如果点击“OK”结果文件中所 有数据都

11、被选择。结果管理器提供加载文件的总览并移除多余的文件。练14以下列举了几种不同的结果显示方式。Manager chapter 16 p. 189-的信息参见 MIKE URBAN M步骤 2：查看时间序列结果在主菜单选择 MResults / Time Series（或者点击时间序列按钮），在结果选择框中选择结果文件和数据类型。当鼠标变化为带 TS 图标时，单击所需的节点、管路等（取决于你所选择的结果类型）就可以显示相关的时间序列。在鼠标接近所选择类型的元素时指针会变色。练15步骤 3：侧剖图及其动画显示最初，侧剖图仅仅显示的几何结构。随后，可以将模拟结果定制在侧剖图中。通过主菜单 MResu

12、lts / Profile Plot 并选择定义路径标记 Define Path Flags。指针变为一个小标记，将指针指向侧剖图的第一个节点则一面小旗被放置，继续直到定义整个侧剖图的路径。选择创建侧剖图 Create Profile Plot 以显示侧剖图。练16通过侧剖图属性框把模拟结果添加进侧剖图。侧剖图可以是动态的，在侧剖图的右下角可以看到动态模拟的实际时间。练17步骤 4：添加结果图层添加结果图层“Add Result Layer”结果作为地图中的图层来显示。通过适当的符号的使用，结果可以展示为多种效果，并且可以以动画的形式表现。练18步骤 5：结果分析“Result Statist

13、ics”用于在时间序列内一些基本统计数据的计算，如最大/最小值。统计分析的结果可以变的标记。在数据库中，也可以在地图中作为统计图层显示，如使用渐练19练习 2：通过外部数据库导入建立排水模型背景：在建立排水模型时，第一步就是信息的整理与输入。在实际中，多数系统都有其 GIS 系统，该练习中库中导入数据。学习如何用“导入/导出向导”从 MS Access 数据练习内容：通过“导入/导出向导”从外部数据库导入数据，建立模型；手动进行集水池、泵曲线、堰以及不规则断面管线的设置；自动检查工具；数据：外部数据库：GIS_data.mdb 其中包含了管道、人孔、泵站的基本地理信息集水池断面数据：练习 31

14、泵站曲线不规则管线断面定义断面 1类型：X-Z closed练习 320.00000.0000-0.4000-0.1000-0.6000-0.3000-0.8800-0.70000.0000-0.70000.0000-1.80000.8000-1.70001.0000-1.20000.9560-0.92400.6300-0.30000.5000-0.17000.3900-0.10000.2300-0.03300.00000.0000H(m)Q(m3/s)193.3500.200197.0000.600断面 2类型：X-Z closed1、“导入/导出向导”数据导入在主菜单 File 中点击“i

15、mport/export”，出现“导入/导出向导”的界面，点击 Next练习 33XY0.00000.0000-0.3800-0.1200-0.7000-0.6100-0.7200-0.8000-0.6800-1.0800-0.4800-1.0800-0.4200-1.1700-0.2900-1.2900-0.1700-1.35000.0000-1.38000.1700-1.35000.2900-1.29000.4200-1.17000.4800-1.08000.6800-1.08000.7200-0.80000.7000-0.61000.3800-0.12000.00000.0000导入向导

16、设置源数据库设置导入数据的格式，并选定该数据库练习 34导入向导定义任务配置定义任务名称用于和记忆定义数据库导入的方式（导入并替换、扩展现有数据、导入并升级、仅升级）导入向导定义导入表的配置（节点、管道、泵等）以节点“人孔”为例完成导入，首先命名选择源表和要导入的目标表练习 36对表内属性进行匹配完成导入练习 37按上述步骤依次完成管道、泵、堰的导入。2、集水池、泵曲线、堰以及不规则断面管线的设置集水池设置：83、“检查工具”-检查错误（见练）练习 39练习 3：水文学模型建立集水区的划分和降雨径流模型计算练习 31背景练习 2 中我们已将的 GIS 信息导入模型，并完成各元素的设置，该练习在

17、练习 2 的基础上，完成水文学模型的设置及计算。MIKE URBAN 中雨水和污水收集水动力学模拟需要了解数据需求。这个练习主要集中在定义 MOUSE的以下三个方面。1.定义集水区面积2.连接集水区与雨水3.使用模型工具设置水文学模型参数4. 水文学模型边界设置这是一个教您为 MU 时间-面积降雨径流模型(Time-Area Rainfall Runoff m数据的逐步练习。)创建输入数据现有数据包括模型(包括管道，人孔等)，地图(根据GIS 显示面积和土地使用图层(包括道路和房屋)，以及集水区面积的边界条件。练习 32集水区是任何水文模型的基础要素。在 MIKE URBAN 中，集水区的地理

18、边界是由集水区多边形的范围确定的。第 1 步：划分集水区为创建子集水区。这可以通过手动方式来完成，即通过绘图工具(“EditFeature edit”)来添加和编辑集水区。使用一种更自动化的方法但是，在这个练习中，·平面图(plan plot)中显示模型和背景图层的整个集水区“TotalCatchment”。选择工具MOUSE Catchment ToolsCatchmentDelineation Wizard。·选择操作后，向导开始自动编辑。·选择<Next>练习 33在这个框中，向导为您提供选择绘制集水区的方法（可以根据人孔、管道及 DEM 高程划

19、分集水区）。如人孔选择作为实际层。向导会根据人孔生成集水区和泰森多边形本练习目的是选择所有的人孔建立集水区。选择<Next>，打开集水区面积绘制的选项。选择第一个默认选项，即选择图形中已经存在的多边形。接下来是定义图层和图层的特殊多边形。练习 34选择“TotalCatchment”图层，这个选择工具是用来选择想要创建的多边形(此处只有这一个选项)。向导显示汇总的选择信息，准备处理数据，选择<Finish>绘制过程的显示结果如下图所示。练习 35如果需要的话，您可以使用图形工具 (EditFeature edit)进行检查和编辑。在产生这些集水区的同时，绘制向导对每个集

20、水区的所有水文模型创建相应的数据记录。第 2 步：将集水区连接到中如果将集水区作为污水的水力负荷的源(如降雨径流或污水)，需要定义每个集水区的连接点。这个过程可以通过手动来完成，即通过编辑集水区连接 (MOUSE CatchmentConnections)或使用支持连接集水区至 MOUSE单(MOUSECatchment Tools)获得。的图形工具。这些工具可以通过菜但是，在这个练习中使用自动程序进行大部分工作。选择 MOUSE | Catchment tools| Catchments connection wizard按照向导一步步完成即可。关闭框，在平面图中可以看到，所有的集水区都已经

21、连接到节点上，这些节点是集水区中最接近的中心点。练习 36第 3 步：计算集水区水文学参数接下来的步骤是关于自动计算时间-面积水文学模型中的参数。MIKE URBAN 支持多重土地使用的多边形层计算，这表明每个土地使用层都有一个给定的(或假设的)不透水性。例如，可以分别不同的多边形层代表房屋和道路，分别指定其不透水性为 100%和 75%。多个土地使用多边形层可以同时使用。如果不同的土地使用层的多边形出现交叠，它们将在目录中以一种合适的顺序堆叠。多数情况下，如果各层能够自然地看见，那么也就可以获得合适的顺序。例如，如果在土地使用层 “Houses”, “Roads” 和“TotalCatchm

22、ent”下操作，很可能这就是最合适的顺序。从最高土地使用层到最低层的计算进程中，作为真实层的接下来的每一层都作为上一层的交叉部分被计算。第一步是载入可用的土地使用层。这些可用的土地使用层必须被调入到“Catchment Processing Group”，即只有放置于“Catchment Processing Group”的多边形层才能用于集水区处理。在此，我们选择三个层：TotalCatchment, Houses 和 Roads，这三个层都作为图形多边形文件入。练习 37TotalCatchment 应该移至底层，目的是得到合适的顺序。下一步是激活集水区处理工具 MOUSE| Catchm

23、ent Tools| Catchment Processing，这将打开集水区参数设置向导。练习 38首先，选择模型类型以及需要设置的参数（不透水率和水文学参数）。选择后点击“next“，设置不透水率，可选固定不透水率，也可根据不同土地利用层计算得到不透水率。练习 39在本例中，指定房屋的不透水性为 100%(假设所有的房顶都连接到排水中)、道路的不透水性为 75%(假设 75%的道路表面连接到排水中或者是 75%的道路表面是不透水的，或者是两个参数的结合)。对于 TotalCatchment 土地使用层，除了房顶和道路，它被用到其他的面积中。假设一些低不透水性率(30%)，用于解决不同于房屋

24、和道路的其它的不透水表面。点击“next“计算水文学参数：集水时间：设面流速练习 310初损、沿损设置时间面积曲线练习 311现在通过点击“finish”按纽准备执行计算，最终，Catchment 编辑器中的根据计算后的不透水性进行更新。第 4 步：设置水文学模型边界水文学模型降雨径流模型的边界是降雨信息，该降雨数据和 MIKE dfs0 格式。21 中一样，为首先选择 MOUSE| boundary condition| Catchment Load，打开connection type 为 All框，新项，选择练习 312点击 Items，设置降雨数据，选择 dfs0 格式的降雨时间序列第

25、5 步：进行水文学模型计算并查看结果设置降雨径流模型计算参数，进行计算练习 313第 6 步：进行水动力模型计算并查看结果练习 314练习 4：在 MIKE Zero 中建立城市地形目的本练习的目的是为 MIKE21 准备城市地形文件，该文件将城市基础地形、街道、整一个地形文件。数据需经过 GIS 前处理，然后在 MIKE Zero 中完成城市地形的建立。该练习所用的数据有：-“Bathymetry.dfs2”: MIKE 21 基础地形文件“Houses.shp”: 该区域内房屋图层“Roads.shp”: 该区域内道路图层GIS 数据前处理- 利用 ArcToolbox 中的工具，将“Ho

26、uses.shp”，“Roads.shp”两个 shapefile 先转成 Raster文件，再转换成为 ASCII 文件供 MIKE zero 使用。shapefile 先转成 Raster 文件，使用工具为：ArcToolbox -> Conversion Tools -> To Raster -> Polygon to Raster.将 Raster 文件再转换成为 ASCII ，使用工具为：ArcToolbox-> Conversion Tools -> From Raster -> Raster to ASCII.MIKE Zero 中完成城市地形的建立1-2-打开 MIKE ZERO.MIKE Zero Toolbox 中新建 New -> Files -> MIKE Zero -> MIKE Zero Toolbox (.mzt).练习 413- 将房屋和道理的 ASCII 文件转换成*.dfs2 文件。使用 GIS -> Grd2Mike conversion tool 工具。4-根据提示完成并点击 “Execute”.设图为 NON-UTM.5-现在有 3 个 dfs2 文件，打开查看.练习 426-打开 “Roads.dfs2” ，用选择工具选择大于等于 0，这些部分代表