MIKE培训技巧课件

日程安排周一早上 软件安装；DHI简介；MIKE11总体介绍;理论背景下午 模块结构；简单例子；MIKE11模拟文件周二上午 MIKE11河网文件下午 MIKE11断面文件;MIKE11边界文件周三上午

时间序列编辑器;HD参数文件;MIKEVIEW

下午 NAM模型周四上午 SO下午 AD参数文件;

WQ参数文件周五上午 WQ参数文件；Ecolab

下午 练习；讨论日程安排周一早上 软件安装DHI–水与环境

Internet: http://www.dhi.dkEmail: software@dhi.dk sos@dhi.dkDHI–水与环境Internet: http://ww· 离岸建筑物与管线·

港口与海岸建筑物·

近海水动力·

海洋学与海洋环境

·

海岸管理

·

河流水动力与水工建筑物·

水资源管理……DHI–

水与环境

· 离岸建筑物与管线DHI–水与环境· 环境影响评价

· 实验室服务·

化学物质和产品毒理

·

清洁生产

·

大气与固废治理

·

给排水

·

机构能力建设与培训

DHI–

水与环境

· 环境影响评价DHI–水与环境DHI软件MIKEBASINMIKESHEMIKE11MIKE3MIKEINFOMIKENETMIKESWMMMOUSELITPACKMIKE21DHI软件MIKEBASINMIKESHEMIKE1MIKE培训技巧课件MIKE11

一维河渠模拟软件系统

MIKE11

一维河渠模拟软件系统模块结构水质泥沙输运水动力降雨-

径流对流扩散MIKE11数据库断面、地形时间序列文件模块结构水质泥沙输运水动力降雨-径降雨-径流(NAM)降雨、蒸发模型参数径流组分地下水补充MIKE11降雨-径流(NAM)降雨、蒸发模型参数径流组分MIKE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)MIKE11水动力模块MIKE11水动力模块水位流量淹水实时校正MIKE11洪水预报模块MIKE11洪水预报模块MIKE11MIKE11对流输运扩散输运一级衰减率粘性泥沙单层/多层

MIKE11对流扩散模块对流输运MIKE11对流扩散模块

BOD/DO

富营养化重金属BODDONH3NO3浮游植物浮游动物叶绿素a氮磷溶解氧碳溶解性吸附悬浮颗粒孔隙水底泥水质模块MIKE11BOD/DOBODDONH3NO3浮游植物浮游动物叶绿素a非粘性泥沙输运

Engelund-HansenAckers-WhiteEngelund-FredsøevanRijnSmart-Jaeggi

显式河床演变单一泥沙组分级配泥沙SuspededLoadBedloadPassive泥沙输运模块MIKE11非粘性泥沙输运SuspededBedloadPassive数据库MIKE11

地形数据:

河道断面

滩区地形

河道、滩区糙率

水工建筑物设计参数

时间序列数据:

边界条件

率定验证资料

其它（Q-h边界条件）TimeDischarge[m3/s]数据库MIKE11地形数据:时间序列数据:TimeD模块应用MIKE11

水动力模拟

河口

河流

灌溉系统

溃坝

水工建筑物规划设计调度

洪水管理

洪水预报

对流扩散模拟

盐水入侵

水温

污染物传输

水质模拟

溶氧平衡；氨氮；etc.

富营养化

重金属

湿地

泥沙输运模拟

粘性泥沙

非粘性泥沙

泥沙负荷

河床演变模块应用MIKE11水动力模拟对流扩散模拟水质模拟MIKE11

一维河渠模拟软件系统

MIKE11

一维河渠模拟软件系统

任何有关非稳态流动的数学模拟程序都基于以下三个要素:反映有关物理定律的微分方程组对微分方程组进行线性化的有限差分格式求解线性方程组的算法数学方程任何有关非稳态流动的数学模拟程序都基于以下三个要素:数学假定:不可压缩、均质流体基本是一维流态坡降小、纵向断面变化幅度小静水压力分布连续性方程(质量守恒定律)动量方程(牛顿第二定律)微分方程:

St.Venant方程假定:微分方程:

St.Venant方程质量守恒质量守恒动量通量 =动量*流速压力 =静水压力阻力 =河床阻力重力 =X

方向分量

动量守恒动量通量 =动量*流速动量守恒圣维南方程组微分方程组圣维南方程组微分方程组

运动波

扩散波

动力波方程近似运动波扩散波动力波方程近似包括:1.加速项 2.水压梯度项3.河床摩阻项 4.重力项适合应用于:+ 流态变化剧烈+ 潮汐+ 快速回水效应+ 洪水演进动力波包括:动力波包括:1.水压梯度项2.河床摩阻项3.重力项适合应用于:+ 相对稳定的回水效应+ 缓慢演进的洪水波- 不能用于潮汐计算扩散波包括:扩散波包括:1.河床摩阻项2.重力项适合应用于:+ 陡坡河道- 不能用于回水计算- 不能用于潮汐计算运动波包括:运动波水动力6点Abbott-Ionescu

有限差分格式动力波/扩散波/运动波支状/环状河网QQQhhhh求解格式水动力QQQhhhh求解格式MIKE11

一维河渠模拟软件系统

MIKE11

一维河渠模拟软件系统HD模拟MIKE11模拟河道水位流量

水动力模拟

河口

河流

灌溉系统

溃坝

水工建筑物

洪水管理

洪水预报HD模拟MIKE11模拟河道水位流量水动力模拟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模型数据要求方程组求解需要以下数据HD模型设置设置MIKE11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) HD模型设置设置MIKE11模型需要以下文件:MIKE11数据编辑器模拟文件断面文件参数文件河网文件时间序列文件边界文件MIKE11数据编辑器模拟文件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?模拟文件编辑器两大作用:定义模拟设定集成各编辑器文件信息练习使用模拟文件编辑器目标:熟悉模拟文件编辑器结构，并用它运行MIKE11程序。练习内容:熟悉模拟文件编辑器结构，试着修改其中的各项设定。

关闭模拟文件编辑器（不要保存），自己创建一个新的模拟文件，使之与刚才关闭的文件完全一致。

运行所创建的文件练习使用模拟文件编辑器目标:熟悉模拟文件编辑器结构，并用它MIKE11河网文件编辑器文件扩展名:*.nwk11

编辑有关描述河网的数据。

河网设定内容:

数值化河网

河段定义

水工建筑物

-堰

-涵洞

-泵

-控制水闸

-溃坝

子流域划分MIKE11河网文件编辑器文件扩展名:*.nwk11编MIKE11河网文件编辑器河段定义:TopoID

河段名

上游端点里程[m]

下游端点里程[m]

河段类型(常规或连接渠道)

上游与其它河段的连接

下游是否与其它河段的连接最大xMIKE11河网文件编辑器河段定义:MIKE11河网文件编辑器河网设定0.00010.40015.00025.00015.0003.000RiverA0.000-10.400RiverC15.000-25.000RiverB3.000-15.000河名 上游端点 下游端点

上游连接

下游连接

RiverA 0.000 10.400 - RiverC15.000RiverB 3.000 15.000 - RiverC15.000RiverC 15.000 25.000 RiverB15.000 -MIKE11河网文件编辑器河网设定0.00010.4001MIKE11河网文件编辑器河段计算网格点

里程[m]:

20.00028.00032.00040.000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=5.000m最大dx=3.000m最大dx>8.000mMIKE11河网文件编辑器河段计算网格点里程[m]MIKE11河网文件编辑器河段的纵向概化:

详细概化起码概化MIKE11河网文件编辑器河段的纵向概化:详MIKE11河网文件编辑器河网的横向概化:

详细概化起码概化MIKE11河网文件编辑器河网的横向概化:详细概化起码概练习目标:熟悉河网编辑器的操作及编辑和显示功能。练习:

改变里程值，观察MIKE11如何自动重算各点里程。

尝试加入一个涵洞。

改变显示的颜色和符号。

关闭河网编辑器（不要保存）。创建一个新的河网文件并输入背景图。练习目标:熟悉河网编辑器的操作及编辑和显示功能。练习:东江简化河网-1dongjiangzengjiangdongjiangupperhuangdongjiangnandongnanhoushuDongguanqianxidaohengzhongtangoudongnangutaiyangxi东江简化河网-1dongjiangzengjiangdong东江简化河网-2Dao2002012110NegativeDongguan2002024930NegativeDongjiang2002043611NegativeDongjiangnan200209950NegativeDongjiangupper2002053290NegativeDongnangu200207169NegativeDongnanhou2002018257NegativeHengartificial04830PositiveHuang198808245PositiveOu1988010400PositiveQianxi200203810PositiveTaiyangxi200204160PositiveShu200203017NegativeZengjiang1988033031PositiveZhongtang2002013843Negative东江简化河网-2Dao2002012110NegativeD断面数据库文件扩展名：*.xns11断面通过以下三个要素与河段匹配:河名;

TopoID

里程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)

断面数据库文件扩展名：*.xns11MIKE11断面文件编辑器文件扩展名:*.xns11编辑河道断面数据。内容包括:

原始数据

-断面测量资料

-一组(x,z)数据

处理后数据

-每个断面的水力参数表，f(h)

-从原始数据自动计算，也可手工输入

-模拟过程中只用表格内数据

=>所有断面都必须有处理过数据

MIKE11断面文件编辑器文件扩展名:*.xns11编辑MIKE11原始数据原始数据:河床高程 x,z坐标断面类型: 敞口/封闭基准面: 相对高程水力半径公式: 阻力或水力半径标记 左右岸堤阻力调整系数: ‘相对阻力’.

对河床糙率进行横向调整FloodPlainRiverchannelM=10M=30DatumMIKE11原始数据原始数据:河床高程 x,z坐标FlMIKE11标记有效面积MIKE11标记有效面积MIKE11处理后数据处理后数据包括:

各种可能水位下过水断面面积、水力半径、水面宽度、流量模数

流域调蓄（可选）

阻力调整系数（垂向，可选）MIKE11处理后数据处理后数据包括:MIKE11河床糙率河床糙率:

公式:Manning-Strickler M [m1/3/s]Manning

系数 n [s/m1/3](=1/M)Chezy

系数 C [m1/2/s]

计算糙率=阻力调整系数*河床糙率

(断面文件)

(HD参数文件)

(缺省:Rf=1.0) (缺省:M=30)MIKE11河床糙率河床糙率:计算糙率=阻力调练习使用断面文件编辑器目标:熟悉断面文件编辑器的显示和编辑功能。练习:

尝试修改、复制和插入新的断面

从图像修改断面数据

观察处理后数据表格

输出断面数据至一文本文件。关闭断面文件（不要保存），创建一个新的断面文件，输入断面文本文件。练习使用断面文件编辑器目标:熟悉断面文件编辑器的显示和编辑边界条件MIKE11再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)

QQQhorQ/h－上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。边界条件MIKE11再外部边界处应设置边界条件流量,QMIKE11边界文件编辑器文件扩展名:*.bnd11编辑边界条件:边界条件由以下要素定义:

河名

里程

边界类型

时间序列文件名

时间序列项QtttQWlMIKE11边界文件编辑器文件扩展名:*.bnd11编辑MIKE11时间序列编辑器文件扩展名:*.dfs0编辑时间序列数据:时间序列编辑器包括:

表格视窗

图像视窗时间序列由以下要素定义:

名称、类型（水位、流量等）、单位

时间序列轴类型(等时间间隔/不等时间间隔等)

开始时间、时间步长、步数MIKE11时间序列编辑器文件扩展名:*.dfs0编辑时练习使用边界和时间序列编辑器练习:

在图像窗口修改数据，注意在表格视窗内数据的变化。

改变时间序列编辑器的显示属性。

用工具栏中的“calculator…”功能改变时间序列数据。

在Excel和时间序列编辑器之间进行数据交换。练习使用边界和时间序列编辑器练习:MIKE11HD参数文件编辑器文件扩展名:*.hd11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‘引擎程序’的参数设定MIKE11HD参数文件编辑器文件扩展名:*.hd11MIKE11HD参数文件编辑器全域和局部值:全域值局部值M=30M=30M=25M=200.05000100001500020000Distance[m]Manning’sMMIKE11HD参数文件编辑器全域和局部值:全域值M=MIKE11数据编辑器模拟文件编辑器断面文件编辑器参数文件编辑器河网文件编辑器时间序列编辑器边界文件编辑器MIKE11数据编辑器模拟文件编辑器断面文件编辑MIKEVIEWMIKE11计算结果用MIKEVIEW提取和演示打开结果文件选择装在选项MIKEVIEWMIKE11计算结果用MIKEVIMIKEVIEW平面视窗平面视窗显示结果文件中的所有计算水位流量点水位点蓝色流量点红色

MIKEVIEW平面视窗平面视窗显示结果文件中的所有计算水MIKE11

一维河渠模拟软件系统

MIKE11

一维河渠模拟软件系统水闸运行控制MIKE11越流闸,纵视图:闸底高程闸门启闭范围闸门操作水闸运行控制MIKE11越流闸,纵视图:闸底高程闸门水闸运行控制MIKE11越流闸,前视图:

闸宽闸底高程水闸运行控制MIKE11越流闸,前视图:水闸运行控制MIKE11泻流闸,纵视图:闸门启闭范围闸底高程闸门操作水闸运行控制MIKE11泻流闸,纵视图:闸门启闭范围水闸运行控制MIKE11泻流闸,前视图:

闸宽闸底高程水闸运行控制MIKE11泻流闸,前视图:MIKE11

一维河渠模拟软件系统

MIKE11

一维河渠模拟软件系统AD模拟MIKE11

对流扩散模拟

盐水入侵

水温变化

污染物传输

一级衰减模拟河流中溶解或悬浮物质的一维输运。AD模拟MIKE11对流扩散模拟模拟河流中溶解或悬浮物MIKE11AD边界开边界出流

开边界入流

-浓度

-传输开边界出流->入流

封闭

C =Cbound

Q*C =Qbound*Cbound

C =Cbound+(Cout-Cin)*e-tmix/kmixMIKE11AD边界开边界出流

C =CbounMIKE11AD边界混合系数,Kmix:CtDelayduetoKmix

OutflowInflowRiverSeaCtSmallKmix

(instantanousmixing)LargeKmix

OutflowInflowOutflowInflowMIKE11AD边界混合系数,Kmix:CtDela

MIKE11

MIKE21

MIKE3水质模拟

MIKE11

MIKE21

MIKE3水质模拟MIKEWQ–

模块结构水动力模拟水质模拟对流－扩散模拟流量降雨蒸发

水位

流量

风

温度初始条件边界条件点源面源温度盐度生化反应系数BOD,溶氧,氨氮,硝氮,磷,大肠杆菌影响：MIKEWQ–模块结构水动力模拟水质模MIKEWQ水质过程

大气复氧有机物降解迅速耗氧迅速&延迟耗氧与河底/沉积物之间的交换硝化反硝化磷的反应过程磷在水体与底泥之间的交换大肠杆菌衰减MIKEWQ水质过程 大气复氧状态变量1.水温2.溶氧3.氨氮4.硝氮5.BOD_溶解性BOD

_悬浮BOD_底泥BOD6.溶解性P7.颗粒状P8.粪大肠杆菌9.总大肠杆菌状态变量1.水温_悬浮BODOxygenproce