MIKE培訓技巧課件

日程安排周一早上 軟件安裝；DHI簡介；MIKE11總體介紹;理論背景下午 模塊結構；簡單例子；MIKE11模擬文件周二上午 MIKE11河網文件下午 MIKE11斷面文件;MIKE11邊界文件周三上午

時間序列編輯器;HD參數(shù)文件;MIKEVIEW

下午 NAM模型周四上午 SO下午 AD參數(shù)文件;

WQ參數(shù)文件周五上午 WQ參數(shù)文件；Ecolab

下午 練習；討論日程安排周一早上 軟件安裝DHI–水與環(huán)境

Internet: http://www.dhi.dkEmail: software@dhi.dk sos@dhi.dkDHI–水與環(huán)境Internet: http://ww· 離岸建筑物與管線·

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水與環(huán)境

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水與環(huán)境

· 環(huán)境影響評價DHI–水與環(huán)境DHI軟件MIKEBASINMIKESHEMIKE11MIKE3MIKEINFOMIKENETMIKESWMMMOUSELITPACKMIKE21DHI軟件MIKEBASINMIKESHEMIKE1MIKE培訓技巧課件MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)

MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)模塊結構水質泥沙輸運水動力降雨-

徑流對流擴散MIKE11數(shù)據(jù)庫斷面、地形時間序列文件模塊結構水質泥沙輸運水動力降雨-徑降雨-徑流(NAM)降雨、蒸發(fā)模型參數(shù)徑流組分地下水補充MIKE11降雨-徑流(NAM)降雨、蒸發(fā)模型參數(shù)徑流組分MIKE水工建筑物堰涵洞橋梁泵水閘控制建筑物潰壩洪水預報

GIS界面(ArcView)MIKE11水動力模塊MIKE11水動力模塊水位流量淹水實時校正MIKE11洪水預報模塊MIKE11洪水預報模塊MIKE11MIKE11對流輸運擴散輸運一級衰減率粘性泥沙單層/多層

MIKE11對流擴散模塊對流輸運MIKE11對流擴散模塊

BOD/DO

富營養(yǎng)化重金屬BODDONH3NO3浮游植物浮游動物葉綠素a氮磷溶解氧碳溶解性吸附懸浮顆粒孔隙水底泥水質模塊MIKE11BOD/DOBODDONH3NO3浮游植物浮游動物葉綠素a非粘性泥沙輸運

Engelund-HansenAckers-WhiteEngelund-Freds?evanRijnSmart-Jaeggi

顯式河床演變單一泥沙組分級配泥沙SuspededLoadBedloadPassive泥沙輸運模塊MIKE11非粘性泥沙輸運SuspededBedloadPassive數(shù)據(jù)庫MIKE11

地形數(shù)據(jù):

河道斷面

灘區(qū)地形

河道、灘區(qū)糙率

水工建筑物設計參數(shù)

時間序列數(shù)據(jù):

邊界條件

率定驗證資料

其它（Q-h邊界條件）TimeDischarge[m3/s]數(shù)據(jù)庫MIKE11地形數(shù)據(jù):時間序列數(shù)據(jù):TimeD模塊應用MIKE11

水動力模擬

河口

河流

灌溉系統(tǒng)

潰壩

水工建筑物規(guī)劃設計調度

洪水管理

洪水預報

對流擴散模擬

鹽水入侵

水溫

污染物傳輸

水質模擬

溶氧平衡；氨氮；etc.

富營養(yǎng)化

重金屬

濕地

泥沙輸運模擬

粘性泥沙

非粘性泥沙

泥沙負荷

河床演變模塊應用MIKE11水動力模擬對流擴散模擬水質模擬MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)

MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)

任何有關非穩(wěn)態(tài)流動的數(shù)學模擬程序都基于以下三個要素:反映有關物理定律的微分方程組對微分方程組進行線性化的有限差分格式求解線性方程組的算法數(shù)學方程任何有關非穩(wěn)態(tài)流動的數(shù)學模擬程序都基于以下三個要素:數(shù)學假定:不可壓縮、均質流體基本是一維流態(tài)坡降小、縱向斷面變化幅度小靜水壓力分布連續(xù)性方程(質量守恒定律)動量方程(牛頓第二定律)微分方程:

St.Venant方程假定:微分方程:

St.Venant方程質量守恒質量守恒動量通量 =動量*流速壓力 =靜水壓力阻力 =河床阻力重力 =X

方向分量

動量守恒動量通量 =動量*流速動量守恒圣維南方程組微分方程組圣維南方程組微分方程組

運動波

擴散波

動力波方程近似運動波擴散波動力波方程近似包括:1.加速項 2.水壓梯度項3.河床摩阻項 4.重力項適合應用于:+ 流態(tài)變化劇烈+ 潮汐+ 快速回水效應+ 洪水演進動力波包括:動力波包括:1.水壓梯度項2.河床摩阻項3.重力項適合應用于:+ 相對穩(wěn)定的回水效應+ 緩慢演進的洪水波- 不能用于潮汐計算擴散波包括:擴散波包括:1.河床摩阻項2.重力項適合應用于:+ 陡坡河道- 不能用于回水計算- 不能用于潮汐計算運動波包括:運動波水動力6點Abbott-Ionescu

有限差分格式動力波/擴散波/運動波支狀/環(huán)狀河網QQQhhhh求解格式水動力QQQhhhh求解格式MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)

MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)HD模擬MIKE11模擬河道水位流量

水動力模擬

河口

河流

灌溉系統(tǒng)

潰壩

水工建筑物

洪水管理

洪水預報HD模擬MIKE11模擬河道水位流量水動力模擬模型數(shù)據(jù)要求方程組求解需要以下數(shù)據(jù)流域描述河道和灘區(qū)地形邊界處水文測量數(shù)據(jù)率定驗證用水文測量數(shù)據(jù)水工建筑物設計參數(shù)及調度運行規(guī)則模型數(shù)據(jù)要求方程組求解需要以下數(shù)據(jù)HD模型設置設置MIKE11模型需要以下文件:斷面數(shù)據(jù) (.xns11)河道位置 (.nwk11)河道連接 (.nwk11)水工建筑物位置 (.nwk11)邊界條件 (.bnd11)

模型參數(shù)文件

(.hd11)(時間序列文件)

(.dfs0) HD模型設置設置MIKE11模型需要以下文件:MIKE11數(shù)據(jù)編輯器模擬文件斷面文件參數(shù)文件河網文件時間序列文件邊界文件MIKE11數(shù)據(jù)編輯器模擬文件模擬文件編輯器兩大作用:

定義模擬設定

-模擬–類型,-時段,-時間步長

-輸入輸出結果文件名

集成各編輯器文件信息

文件擴展名:*.sim11模型選擇

(HD/AD/WQ)?非穩(wěn)態(tài)/準穩(wěn)態(tài)?哪些輸入文件?模擬時段及時間步長?初始條件?模擬文件編輯器兩大作用:定義模擬設定集成各編輯器文件信息練習使用模擬文件編輯器目標:熟悉模擬文件編輯器結構，并用它運行MIKE11程序。練習內容:熟悉模擬文件編輯器結構，試著修改其中的各項設定。

關閉模擬文件編輯器（不要保存），自己創(chuàng)建一個新的模擬文件，使之與剛才關閉的文件完全一致。

運行所創(chuàng)建的文件練習使用模擬文件編輯器目標:熟悉模擬文件編輯器結構，并用它MIKE11河網文件編輯器文件擴展名:*.nwk11

編輯有關描述河網的數(shù)據(jù)。

河網設定內容:

數(shù)值化河網

河段定義

水工建筑物

-堰

-涵洞

-泵

-控制水閘

-潰壩

子流域劃分MIKE11河網文件編輯器文件擴展名:*.nwk11編MIKE11河網文件編輯器河段定義:TopoID

河段名

上游端點里程[m]

下游端點里程[m]

河段類型(常規(guī)或連接渠道)

上游與其它河段的連接

下游是否與其它河段的連接最大xMIKE11河網文件編輯器河段定義:MIKE11河網文件編輯器河網設定0.00010.40015.00025.00015.0003.000RiverA0.000-10.400RiverC15.000-25.000RiverB3.000-15.000河名 上游端點 下游端點

上游連接

下游連接

RiverA 0.000 10.400 - RiverC15.000RiverB 3.000 15.000 - RiverC15.000RiverC 15.000 25.000 RiverB15.000 -MIKE11河網文件編輯器河網設定0.00010.4001MIKE11河網文件編輯器河段計算網格點

里程[m]:

20.00028.00032.00040.000根據(jù)斷面數(shù)據(jù)庫確定的計算水位點模型自動內插斷面處的計算水位點計算流量點

最大dx=5.000m最大dx=3.000m最大dx>8.000mMIKE11河網文件編輯器河段計算網格點里程[m]MIKE11河網文件編輯器河段的縱向概化:

詳細概化起碼概化MIKE11河網文件編輯器河段的縱向概化:詳MIKE11河網文件編輯器河網的橫向概化:

詳細概化起碼概化MIKE11河網文件編輯器河網的橫向概化:詳細概化起碼概練習目標:熟悉河網編輯器的操作及編輯和顯示功能。練習:

改變里程值，觀察MIKE11如何自動重算各點里程。

嘗試加入一個涵洞。

改變顯示的顏色和符號。

關閉河網編輯器（不要保存）。創(chuàng)建一個新的河網文件并輸入背景圖。練習目標:熟悉河網編輯器的操作及編輯和顯示功能。練習:東江簡化河網-1dongjiangzengjiangdongjiangupperhuangdongjiangnandongnanhoushuDongguanqianxidaohengzhongtangoudongnangutaiyangxi東江簡化河網-1dongjiangzengjiangdong東江簡化河網-2Dao2002012110NegativeDongguan2002024930NegativeDongjiang2002043611NegativeDongjiangnan200209950NegativeDongjiangupper2002053290NegativeDongnangu200207169NegativeDongnanhou2002018257NegativeHengartificial04830PositiveHuang198808245PositiveOu1988010400PositiveQianxi200203810PositiveTaiyangxi200204160PositiveShu200203017NegativeZengjiang1988033031PositiveZhongtang2002013843Negative東江簡化河網-2Dao2002012110NegativeD斷面數(shù)據(jù)庫文件擴展名：*.xns11斷面通過以下三個要素與河段匹配:河名;

TopoID

里程每個斷面包含以下信息:原始數(shù)據(jù)(X,Z值，定義河床高程)處理后數(shù)據(jù)(水力參數(shù)，如過水斷面面積、水力半徑等)

斷面數(shù)據(jù)庫文件擴展名：*.xns11MIKE11斷面文件編輯器文件擴展名:*.xns11編輯河道斷面數(shù)據(jù)。內容包括:

原始數(shù)據(jù)

-斷面測量資料

-一組(x,z)數(shù)據(jù)

處理后數(shù)據(jù)

-每個斷面的水力參數(shù)表，f(h)

-從原始數(shù)據(jù)自動計算，也可手工輸入

-模擬過程中只用表格內數(shù)據(jù)

=>所有斷面都必須有處理過數(shù)據(jù)

MIKE11斷面文件編輯器文件擴展名:*.xns11編輯MIKE11原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù):河床高程 x,z坐標斷面類型: 敞口/封閉基準面: 相對高程水力半徑公式: 阻力或水力半徑標記 左右岸堤阻力調整系數(shù): ‘相對阻力’.

對河床糙率進行橫向調整FloodPlainRiverchannelM=10M=30DatumMIKE11原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù):河床高程 x,z坐標FlMIKE11標記有效面積MIKE11標記有效面積MIKE11處理后數(shù)據(jù)處理后數(shù)據(jù)包括:

各種可能水位下過水斷面面積、水力半徑、水面寬度、流量模數(shù)

流域調蓄（可選）

阻力調整系數(shù)（垂向，可選）MIKE11處理后數(shù)據(jù)處理后數(shù)據(jù)包括:MIKE11河床糙率河床糙率:

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

系數(shù) n [s/m1/3](=1/M)Chezy

系數(shù) C [m1/2/s]

計算糙率=阻力調整系數(shù)*河床糙率

(斷面文件)

(HD參數(shù)文件)

(缺省:Rf=1.0) (缺省:M=30)MIKE11河床糙率河床糙率:計算糙率=阻力調練習使用斷面文件編輯器目標:熟悉斷面文件編輯器的顯示和編輯功能。練習:

嘗試修改、復制和插入新的斷面

從圖像修改斷面數(shù)據(jù)

觀察處理后數(shù)據(jù)表格

輸出斷面數(shù)據(jù)至一文本文件。關閉斷面文件（不要保存），創(chuàng)建一個新的斷面文件，輸入斷面文本文件。練習使用斷面文件編輯器目標:熟悉斷面文件編輯器的顯示和編輯邊界條件MIKE11再外部邊界處應設置邊界條件流量,Q: 河道上游

旁側入流

水位,h:

下游邊界

Q/h邊界:

下游邊界

(禁止設在上游)

QQQhorQ/h－上邊界應設在遠離研究區(qū)域，系統(tǒng)內部的變化不應導致邊界條件的變化。

－核心研究區(qū)域不應受邊界條件的直接影響。邊界條件MIKE11再外部邊界處應設置邊界條件流量,QMIKE11邊界文件編輯器文件擴展名:*.bnd11編輯邊界條件:邊界條件由以下要素定義:

河名

里程

邊界類型

時間序列文件名

時間序列項QtttQWlMIKE11邊界文件編輯器文件擴展名:*.bnd11編輯MIKE11時間序列編輯器文件擴展名:*.dfs0編輯時間序列數(shù)據(jù):時間序列編輯器包括:

表格視窗

圖像視窗時間序列由以下要素定義:

名稱、類型（水位、流量等）、單位

時間序列軸類型(等時間間隔/不等時間間隔等)

開始時間、時間步長、步數(shù)MIKE11時間序列編輯器文件擴展名:*.dfs0編輯時練習使用邊界和時間序列編輯器練習:

在圖像窗口修改數(shù)據(jù)，注意在表格視窗內數(shù)據(jù)的變化。

改變時間序列編輯器的顯示屬性。

用工具欄中的“calculator…”功能改變時間序列數(shù)據(jù)。

在Excel和時間序列編輯器之間進行數(shù)據(jù)交換。練習使用邊界和時間序列編輯器練習:MIKE11HD參數(shù)文件編輯器文件擴展名:*.hd11編輯HD參數(shù)文件:

初始水位流量

河床糙率

選擇圣維南方程的簡化方程‘引擎程序’的參數(shù)設定MIKE11HD參數(shù)文件編輯器文件擴展名:*.hd11MIKE11HD參數(shù)文件編輯器全域和局部值:全域值局部值M=30M=30M=25M=200.05000100001500020000Distance[m]Manning’sMMIKE11HD參數(shù)文件編輯器全域和局部值:全域值M=MIKE11數(shù)據(jù)編輯器模擬文件編輯器斷面文件編輯器參數(shù)文件編輯器河網文件編輯器時間序列編輯器邊界文件編輯器MIKE11數(shù)據(jù)編輯器模擬文件編輯器斷面文件編輯MIKEVIEWMIKE11計算結果用MIKEVIEW提取和演示打開結果文件選擇裝在選項MIKEVIEWMIKE11計算結果用MIKEVIMIKEVIEW平面視窗平面視窗顯示結果文件中的所有計算水位流量點水位點藍色流量點紅色

MIKEVIEW平面視窗平面視窗顯示結果文件中的所有計算水MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)

MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)水閘運行控制MIKE11越流閘,縱視圖:閘底高程閘門啟閉范圍閘門操作水閘運行控制MIKE11越流閘,縱視圖:閘底高程閘門水閘運行控制MIKE11越流閘,前視圖:

閘寬閘底高程水閘運行控制MIKE11越流閘,前視圖:水閘運行控制MIKE11瀉流閘,縱視圖:閘門啟閉范圍閘底高程閘門操作水閘運行控制MIKE11瀉流閘,縱視圖:閘門啟閉范圍水閘運行控制MIKE11瀉流閘,前視圖:

閘寬閘底高程水閘運行控制MIKE11瀉流閘,前視圖:MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)

MIKE11

一維河渠模擬軟件系統(tǒng)AD模擬MIKE11

對流擴散模擬

鹽水入侵

水溫變化

污染物傳輸

一級衰減模擬河流中溶解或懸浮物質的一維輸運。AD模擬MIKE11對流擴散模擬模擬河流中溶解或懸浮物MIKE11AD邊界開邊界出流

開邊界入流

-濃度

-傳輸開邊界出流->入流

封閉

C =Cbound

Q*C =Qbound*Cbound

C =Cbound+(Cout-Cin)*e-tmix/kmixMIKE11AD邊界開邊界出流

C =CbounMIKE11AD邊界混合系數(shù),Kmix:CtDelayduetoKmix

OutflowInflowRiverSeaCtSmallKmix

(instantanousmixing)LargeKmix

OutflowInflowOutflowInflowMIKE11AD邊界混合系數(shù),Kmix:CtDela

MIKE11

MIKE21

MIKE3水質模擬

MIKE11

MIKE21

MIKE3水質模擬MIKEWQ–

模塊結構水動力模擬水質模擬對流－擴散模擬流量降雨蒸發(fā)

水位

流量

風

溫度初始條件邊界條件點源面源溫度鹽度生化反應系數(shù)BOD,溶氧,氨氮,硝氮,磷,大腸桿菌影響：MIKEWQ–模塊結構水動力模擬水質模MIKEWQ水質過程

大氣復氧有機物降解迅速耗氧迅速&延遲耗氧與河底/沉積物之間的交換硝化反硝化磷的反應過程磷在水體與底泥之間的交換大腸桿菌衰減MIKEWQ水質過程 大氣復氧狀態(tài)變量1.水溫2.溶氧3.氨氮4.硝氮5.BOD_溶解性BOD

_懸浮BOD_底泥BOD6.溶解性P7.顆粒狀P8.糞大腸桿菌9.總大腸桿菌狀態(tài)變量1.水溫_懸浮BODOxygenproce