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1、MIKE 軟件培訓城市雨洪班培訓時間：2009 年 3 月 11 到 3 月 13 日目錄練：在 MIKE URBAN 環(huán)境下建立一個簡單的排水模型練習 2：通過外部數(shù)據(jù)庫導入建立排水模型練習 3：水文學模型建立集水區(qū)的劃分和降雨徑流模型計算練習 4：在 MIKE Zero 中建立城市地形練習 5：城市內(nèi)澇模擬：在 MIKE URBAN 環(huán)境下練建立一個簡單的排水模型此練習我們從模型建立運行模型模擬結(jié)果展示一步步學習如何創(chuàng)建一個簡單的 MOUSE水動力學模型目的在 MIKE URBAN 中建立水動力模型要求對數(shù)據(jù)要求的理解。在練習中重點：1.MIKE URBAN 界面熟悉2.數(shù)據(jù)的定義，如人孔

2、、管路、集水井等3.項目檢查工具(Project Check Tool)的使用4.運行水動力學模型5.結(jié)果顯示通過這個練習將一步步熟悉 MOUSE 模型的建立。數(shù)據(jù)下圖地圖信息包括了研究區(qū)域的道路、房屋以及現(xiàn)存。從圖中可以得到一些數(shù)據(jù)-管道、地面高程（GL）和人孔的底高程（BL）。在我們建模過程中，會提供另外的必需數(shù)據(jù)。LinkNodeOutlet練1BasinGLmBLm11.157.30GLmBLm13.3510.50GLmBLm10.357.35GLmBLm12.209.20GLmBLm15.3512.35GLmBLm13.2010.20所模擬的包括 5 個人孔、1 個蓄水池、1 個出水

3、口和 6 段排水管。MOUSE的定義在 MIKE URBAN 中 MOUSE可以通過多種方式定義。練習中我們在不同的 MIKEURBAN 編輯器下通過圖形數(shù)據(jù)數(shù)字化并手工輸入的方法定義。模型包括以下元素：·節(jié)點（人孔、集水井、出水口）·圓形管道（MOUSE數(shù)據(jù)及相關編輯器的詳細描述見 MIKE URBAN CS 用戶手冊）步驟 1：加載一個背景文件EXAM.TIF 文件可用于模擬區(qū)域背景圖。.TIF 是光柵格式，因此必須有一個附加文件”world file”（相同的文件名，但是以 TFW 后綴名）。這個文件包含地理位置、方向和光柵大小的相關信息。使用“Insert Laye

4、r”工具容列表中。加載背景文件并找到文件位置。文件作為“背景圖層”添加到內(nèi)步驟 2：圖形的數(shù)字化使用特征編輯工具欄進行排水的組件的互交式設計。為了快速的繪制一個布置圖，在“Feature Edit”工具欄中單擊”CreateFeature”制相應的。這個工具可以在當前中所選的圖層中（通過左右兩個下拉菜單選擇）繪元素。練2·加節(jié)點: 使用并在地圖上單擊鼠標以創(chuàng)建節(jié)點（如圖 1）。然后移動鼠標在新的位置單擊，重復此動作直到創(chuàng)建了所有所需的節(jié)點。·添加管道: 創(chuàng)建特性工具可以創(chuàng)建節(jié)點及管段。為了增加管段，在管段開始的節(jié)點處點擊鼠標，在管段結(jié)束節(jié)點處雙擊。任何中間的單擊作為管段的頂

5、點，可以添加相連接的管段的數(shù)量不受限制。按 Escape 鍵以結(jié)束連接。其余的節(jié)點和管段使用相同的方法定義，接下來使用”Change feature type”工具中兩個節(jié)點的類型改為集水井和出水口。將其你所繪制的的布置圖與下圖相似：練3步驟 3：手工輸入屬性在創(chuàng)建了節(jié)點和管段的布置圖后，我們打開節(jié)點編輯器“Nodes Editor”和管段及管道編輯器“Pipes and Canals Editor”以縱覽結(jié)構(gòu)并輸入所需的數(shù)據(jù)。在兩個編輯器中都有 “Identification and Connectivity” ，此部分的信息是基于你繪圖輸入而形成的。你可以改變 ID 并增加所需的說明。根據(jù)

6、模型要求，所有不帶星號*的區(qū)域必須賦值。一些屬性在繪圖數(shù)字化中自動賦值（默認 值），而其他的屬性需要手動填充，如人孔的相關數(shù)據(jù)有：·節(jié)點類型（人孔） 自動賦值·直徑（1.0m） 鍵入·地面高程和節(jié)點底部高程（從地圖中得到）·類型（普通） 默認·出水口的水頭損失(MOUSE Classic - Engelund) 默認練4和管路相關數(shù)據(jù)，需要我們定義的有：·幾何參數(shù)，如剖面類型（圓）和管徑（0.3m）·有關材質(zhì)（混凝土）、沿程水力損失（曼寧方程）的相關信息練5點擊"Advanced"按鈕并激活"R

7、ecompute" 工具，則各管段的長度、起始點的高程及坡度會在灰域中顯示。這些是系統(tǒng)計算得到的值，可以在相鄰的區(qū)域手工鍵入適當?shù)闹祦砀采w系統(tǒng)值。所以的管道都是圓形管，管徑已在圖中給出。在菜單 MOUSE/Curves and Relations 中需要增加集水井的結(jié)構(gòu)參數(shù)。選擇-輸入ID-選擇曲線類型。定義蓄水池的結(jié)構(gòu)，包含海拔高度 H，橫截面面積 Ac 和表面面積 As。練6在集水井節(jié)點屬性欄中選擇集水井的幾何參數(shù)使其相連。練7項目檢查工具(Project Check Tool)MIKE URBAN的項目檢查工具(Project Check Tool)基于一系列的規(guī)則來檢查項目數(shù)

8、據(jù)庫的一致性。結(jié)合這些規(guī)則，對模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和屬性值逐一檢查，以確保模型的正確性。·您可以從工具菜單中使用項目檢查工具(Project Check Tool)。·如上圖所示，選中“節(jié)點(Nodes)”、“(Links)”和“在開始運行前清除錯誤(Clear Error Log Before Starting)”，然后單擊“OK”。數(shù)據(jù)庫檢查需要一段時間，請耐心等待。當錯誤檢查結(jié)束后，會跳出一個數(shù)據(jù)檢查表，表中會顯示發(fā)現(xiàn)的錯誤和警告信息。任意選擇其中的一個錯誤，錯誤的位置將在地圖中。練8練9·選擇“Open Editor Tool”，點擊選中的節(jié)點，打開節(jié)點編輯器，

9、可以在節(jié)點編輯器中對錯誤信息進行編輯。練10MOUSE 模擬徑流模型的結(jié)果文件以 CRF（catchment result file）為后綴。當模擬完成時，結(jié)果文件自動加載到內(nèi)存中以備顯示。模擬 1：模擬創(chuàng)建一個新的模擬并命名，在常規(guī)欄選擇類型為 “Network”。練11接著，在參數(shù)欄里定義：·模擬模式( Normal)·徑流輸入，在選擇復選框并指定徑流模擬的結(jié)果文件*CRF。注意這是定義負荷的邊界條件的捷徑。·動態(tài)模擬。·Hot Start (no!), 不選·Processes (no!), 不選·結(jié)果（標準&覆蓋）在概

10、要欄可以定義在模擬的概要報告中結(jié)果的類型。練12練13結(jié)果顯示在 MIKE URBAN 中用戶可以通過以下幾種方式查看結(jié)果：·使用時間序列·通過創(chuàng)建多個管段的側(cè)剖圖·創(chuàng)建水平平面圖的動畫·結(jié)果對比·創(chuàng)建主題地圖和統(tǒng)計分析步驟 1：加載結(jié)果文件在默認情況下，在經(jīng)過完整的模擬后系統(tǒng)會自動加載計算結(jié)果到內(nèi)存中?？梢酝ㄟ^ MIKE URBAN 主菜單下 M加載你所指定的文件夾中的結(jié)果文件。Results / Load Results / MOUSE Results來在框中從結(jié)果文件中選擇所需顯示的數(shù)據(jù)類型進行加載，如果點擊“OK”結(jié)果文件中所 有數(shù)據(jù)都

11、被選擇。結(jié)果管理器提供加載文件的總覽并移除多余的文件。練14以下列舉了幾種不同的結(jié)果顯示方式。Manager chapter 16 p. 189-的信息參見 MIKE URBAN M步驟 2：查看時間序列結(jié)果在主菜單選擇 MResults / Time Series（或者點擊時間序列按鈕），在結(jié)果選擇框中選擇結(jié)果文件和數(shù)據(jù)類型。當鼠標變化為帶 TS 圖標時，單擊所需的節(jié)點、管路等（取決于你所選擇的結(jié)果類型）就可以顯示相關的時間序列。在鼠標接近所選擇類型的元素時指針會變色。練15步驟 3：側(cè)剖圖及其動畫顯示最初，側(cè)剖圖僅僅顯示的幾何結(jié)構(gòu)。隨后，可以將模擬結(jié)果定制在側(cè)剖圖中。通過主菜單 MResu

12、lts / Profile Plot 并選擇定義路徑標記 Define Path Flags。指針變?yōu)橐粋€小標記，將指針指向側(cè)剖圖的第一個節(jié)點則一面小旗被放置，繼續(xù)直到定義整個側(cè)剖圖的路徑。選擇創(chuàng)建側(cè)剖圖 Create Profile Plot 以顯示側(cè)剖圖。練16通過側(cè)剖圖屬性框把模擬結(jié)果添加進側(cè)剖圖。側(cè)剖圖可以是動態(tài)的，在側(cè)剖圖的右下角可以看到動態(tài)模擬的實際時間。練17步驟 4：添加結(jié)果圖層添加結(jié)果圖層“Add Result Layer”結(jié)果作為地圖中的圖層來顯示。通過適當?shù)姆柕氖褂?，結(jié)果可以展示為多種效果，并且可以以動畫的形式表現(xiàn)。練18步驟 5：結(jié)果分析“Result Statist

13、ics”用于在時間序列內(nèi)一些基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)的計算，如最大/最小值。統(tǒng)計分析的結(jié)果可以變的標記。在數(shù)據(jù)庫中，也可以在地圖中作為統(tǒng)計圖層顯示，如使用漸練19練習 2：通過外部數(shù)據(jù)庫導入建立排水模型背景：在建立排水模型時，第一步就是信息的整理與輸入。在實際中，多數(shù)系統(tǒng)都有其 GIS 系統(tǒng)，該練習中庫中導入數(shù)據(jù)。學習如何用“導入/導出向?qū)А睆?MS Access 數(shù)據(jù)練習內(nèi)容：通過“導入/導出向?qū)А睆耐獠繑?shù)據(jù)庫導入數(shù)據(jù)，建立模型；手動進行集水池、泵曲線、堰以及不規(guī)則斷面管線的設置；自動檢查工具；數(shù)據(jù)：外部數(shù)據(jù)庫：GIS_data.mdb 其中包含了管道、人孔、泵站的基本地理信息集水池斷面數(shù)據(jù)：練習 31

14、泵站曲線不規(guī)則管線斷面定義斷面 1類型：X-Z closed練習 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斷面 2類型：X-Z closed1、“導入/導出向?qū)А睌?shù)據(jù)導入在主菜單 File 中點擊“i

15、mport/export”，出現(xiàn)“導入/導出向?qū)А钡慕缑妫c擊 Next練習 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導入向?qū)?/p>

16、設置源數(shù)據(jù)庫設置導入數(shù)據(jù)的格式，并選定該數(shù)據(jù)庫練習 34導入向?qū)Фx任務配置定義任務名稱用于和記憶定義數(shù)據(jù)庫導入的方式（導入并替換、擴展現(xiàn)有數(shù)據(jù)、導入并升級、僅升級）導入向?qū)Фx導入表的配置（節(jié)點、管道、泵等）以節(jié)點“人孔”為例完成導入，首先命名選擇源表和要導入的目標表練習 36對表內(nèi)屬性進行匹配完成導入練習 37按上述步驟依次完成管道、泵、堰的導入。2、集水池、泵曲線、堰以及不規(guī)則斷面管線的設置集水池設置：83、“檢查工具”-檢查錯誤（見練）練習 39練習 3：水文學模型建立集水區(qū)的劃分和降雨徑流模型計算練習 31背景練習 2 中我們已將的 GIS 信息導入模型，并完成各元素的設置，該練習在

17、練習 2 的基礎上，完成水文學模型的設置及計算。MIKE URBAN 中雨水和污水收集水動力學模擬需要了解數(shù)據(jù)需求。這個練習主要集中在定義 MOUSE的以下三個方面。1.定義集水區(qū)面積2.連接集水區(qū)與雨水3.使用模型工具設置水文學模型參數(shù)4. 水文學模型邊界設置這是一個教您為 MU 時間-面積降雨徑流模型(Time-Area Rainfall Runoff m數(shù)據(jù)的逐步練習。)創(chuàng)建輸入數(shù)據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)包括模型(包括管道，人孔等)，地圖(根據(jù)GIS 顯示面積和土地使用圖層(包括道路和房屋)，以及集水區(qū)面積的邊界條件。練習 32集水區(qū)是任何水文模型的基礎要素。在 MIKE URBAN 中，集水區(qū)的地理

18、邊界是由集水區(qū)多邊形的范圍確定的。第 1 步：劃分集水區(qū)為創(chuàng)建子集水區(qū)。這可以通過手動方式來完成，即通過繪圖工具(“EditFeature edit”)來添加和編輯集水區(qū)。使用一種更自動化的方法但是，在這個練習中，·平面圖(plan plot)中顯示模型和背景圖層的整個集水區(qū)“TotalCatchment”。選擇工具MOUSE Catchment ToolsCatchmentDelineation Wizard。·選擇操作后，向?qū)ч_始自動編輯。·選擇<Next>練習 33在這個框中，向?qū)槟峁┻x擇繪制集水區(qū)的方法（可以根據(jù)人孔、管道及 DEM 高程劃

19、分集水區(qū)）。如人孔選擇作為實際層。向?qū)鶕?jù)人孔生成集水區(qū)和泰森多邊形本練習目的是選擇所有的人孔建立集水區(qū)。選擇<Next>，打開集水區(qū)面積繪制的選項。選擇第一個默認選項，即選擇圖形中已經(jīng)存在的多邊形。接下來是定義圖層和圖層的特殊多邊形。練習 34選擇“TotalCatchment”圖層，這個選擇工具是用來選擇想要創(chuàng)建的多邊形(此處只有這一個選項)。向?qū)э@示匯總的選擇信息，準備處理數(shù)據(jù)，選擇<Finish>繪制過程的顯示結(jié)果如下圖所示。練習 35如果需要的話，您可以使用圖形工具 (EditFeature edit)進行檢查和編輯。在產(chǎn)生這些集水區(qū)的同時，繪制向?qū)γ總€集

20、水區(qū)的所有水文模型創(chuàng)建相應的數(shù)據(jù)記錄。第 2 步：將集水區(qū)連接到中如果將集水區(qū)作為污水的水力負荷的源(如降雨徑流或污水)，需要定義每個集水區(qū)的連接點。這個過程可以通過手動來完成，即通過編輯集水區(qū)連接 (MOUSE CatchmentConnections)或使用支持連接集水區(qū)至 MOUSE單(MOUSECatchment Tools)獲得。的圖形工具。這些工具可以通過菜但是，在這個練習中使用自動程序進行大部分工作。選擇 MOUSE | Catchment tools| Catchments connection wizard按照向?qū)б徊讲酵瓿杉纯?。關閉框，在平面圖中可以看到，所有的集水區(qū)都已經(jīng)

21、連接到節(jié)點上，這些節(jié)點是集水區(qū)中最接近的中心點。練習 36第 3 步：計算集水區(qū)水文學參數(shù)接下來的步驟是關于自動計算時間-面積水文學模型中的參數(shù)。MIKE URBAN 支持多重土地使用的多邊形層計算，這表明每個土地使用層都有一個給定的(或假設的)不透水性。例如，可以分別不同的多邊形層代表房屋和道路，分別指定其不透水性為 100%和 75%。多個土地使用多邊形層可以同時使用。如果不同的土地使用層的多邊形出現(xiàn)交疊，它們將在目錄中以一種合適的順序堆疊。多數(shù)情況下，如果各層能夠自然地看見，那么也就可以獲得合適的順序。例如，如果在土地使用層 “Houses”, “Roads” 和“TotalCatchm

22、ent”下操作，很可能這就是最合適的順序。從最高土地使用層到最低層的計算進程中，作為真實層的接下來的每一層都作為上一層的交叉部分被計算。第一步是載入可用的土地使用層。這些可用的土地使用層必須被調(diào)入到“Catchment Processing Group”，即只有放置于“Catchment Processing Group”的多邊形層才能用于集水區(qū)處理。在此，我們選擇三個層：TotalCatchment, Houses 和 Roads，這三個層都作為圖形多邊形文件入。練習 37TotalCatchment 應該移至底層，目的是得到合適的順序。下一步是激活集水區(qū)處理工具 MOUSE| Catchm

23、ent Tools| Catchment Processing，這將打開集水區(qū)參數(shù)設置向?qū)?。練?38首先，選擇模型類型以及需要設置的參數(shù)（不透水率和水文學參數(shù)）。選擇后點擊“next“，設置不透水率，可選固定不透水率，也可根據(jù)不同土地利用層計算得到不透水率。練習 39在本例中，指定房屋的不透水性為 100%(假設所有的房頂都連接到排水中)、道路的不透水性為 75%(假設 75%的道路表面連接到排水中或者是 75%的道路表面是不透水的，或者是兩個參數(shù)的結(jié)合)。對于 TotalCatchment 土地使用層，除了房頂和道路，它被用到其他的面積中。假設一些低不透水性率(30%)，用于解決不同于房屋

24、和道路的其它的不透水表面。點擊“next“計算水文學參數(shù)：集水時間：設面流速練習 310初損、沿損設置時間面積曲線練習 311現(xiàn)在通過點擊“finish”按紐準備執(zhí)行計算，最終，Catchment 編輯器中的根據(jù)計算后的不透水性進行更新。第 4 步：設置水文學模型邊界水文學模型降雨徑流模型的邊界是降雨信息，該降雨數(shù)據(jù)和 MIKE dfs0 格式。21 中一樣，為首先選擇 MOUSE| boundary condition| Catchment Load，打開connection type 為 All框，新項，選擇練習 312點擊 Items，設置降雨數(shù)據(jù)，選擇 dfs0 格式的降雨時間序列第

25、5 步：進行水文學模型計算并查看結(jié)果設置降雨徑流模型計算參數(shù)，進行計算練習 313第 6 步：進行水動力模型計算并查看結(jié)果練習 314練習 4：在 MIKE Zero 中建立城市地形目的本練習的目的是為 MIKE21 準備城市地形文件，該文件將城市基礎地形、街道、整一個地形文件。數(shù)據(jù)需經(jīng)過 GIS 前處理，然后在 MIKE Zero 中完成城市地形的建立。該練習所用的數(shù)據(jù)有：-“Bathymetry.dfs2”: MIKE 21 基礎地形文件“Houses.shp”: 該區(qū)域內(nèi)房屋圖層“Roads.shp”: 該區(qū)域內(nèi)道路圖層GIS 數(shù)據(jù)前處理- 利用 ArcToolbox 中的工具，將“Ho

26、uses.shp”，“Roads.shp”兩個 shapefile 先轉(zhuǎn)成 Raster文件，再轉(zhuǎn)換成為 ASCII 文件供 MIKE zero 使用。shapefile 先轉(zhuǎn)成 Raster 文件，使用工具為：ArcToolbox -> Conversion Tools -> To Raster -> Polygon to Raster.將 Raster 文件再轉(zhuǎn)換成為 ASCII ，使用工具為：ArcToolbox-> Conversion Tools -> From Raster -> Raster to ASCII.MIKE Zero 中完成城市地形的建立1-2-打開 MIKE ZERO.MIKE Zero Toolbox 中新建 New -> Files -> MIKE Zero -> MIKE Zero Toolbox (.mzt).練習 413- 將房屋和道理的 ASCII 文件轉(zhuǎn)換成*.dfs2 文件。使用 GIS -> Grd2Mike conversion tool 工具。4-根據(jù)提示完成并點擊 “Execute”.設圖為 NON-UTM.5-現(xiàn)在有 3 個 dfs2 文件，打開查看.練習 426-打開 “Roads.dfs2” ，用選擇工具選擇大于等于 0，這些部分代表