MIKEBASIN水资源模型介绍.

MIKEBASIN水资源模型介绍莫铠[e-mail]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，各国流域管理机构等；•与高等院校、学术研究机构、流域管理机构等建立长期紧密的关系。关于DHI1964年，DanishHydraulicInstititute丹麦水利研究院建立（DHI);1970年,Asger与AdriVervey编写了System11（MIKE11的前身）,最早的1D河网模型；……2000年，DHI合并了VKI(InstitutefortheWaterEnvironment)，更名为DHIWater&Environment；2000年，DHI合并了WEST(污水处理厂软件)；2005年，DHI合并了DTC(DanishToxicologyCentre)；2007年，DHI更名为DHIWATER•ENVIRONMENT•HEALTH2007年，DHI合并了WASY（地下水软件）。1964年，英国人MIKEAbbott带着Abbott方程进入DHI,研究水动力数学模型。为了纪念他对DHI的模型所作的贡献，因而取名MIKE。问题：为什么DHI的软件都以MIKE命名??5DHIWater&EnvironmentHørsholm-DenmarkTESTFACILITIESOFFICEFACILITIES关于DHIDHI-WorldwideProductagent产品代理Generalagent总代理DHIoffices办公室DHIsubsidiaries子公司DHIChina丹华水利环境技术有限公司DHI主要软件产品MOUSEMIKESWMMMIKENETMIKEURBAN城市给排水管网MIKE21/21C二维模型MIKEBASIN流域管理模型MIKESHE地下水模型MIKE11河流一维模型MIKE3三维模型LITPACK海岸线动力模型West污水处理模型MIKE11一维天然河道、灌溉渠道模型MIKE21二维河口、海岸及海洋模型EcoLab水质模型MIKE3三维水利模型MIKEBASIN水资源分配、供需平衡模型MIKESHE水力模型（地表水和地下水治理、污染和水土流失）MIKEURBAN城市污水和雨水管网模型,供水管网模型MIKEBASINMIKE3WESTDHIChina主要部门城市水部门海洋部门内陆水部门第一部分MIKEBASIN模型的概念第二部分MIKEBASIN的应用WaterResourcesModellingMIKEBASIN第一部分MIKEBASIN模型的概念WaterResourcesModellingMIKEBASINWaterResourcesModellingMIKEBASINMIKEBASIN的定义MIKEBASIN是一种用于研究在流域或者区域尺度上，受时间、空间等要素影响的水资源分配及水资源供需平衡的数学模拟工具.需水量供水量地区、城市间水资源分配，生活、工业、农业需水，人工干预，等。自然条件下的河川径流，地下水取水量，流域之间调水，等。WaterResourcesModellingMIKEBASIN•基于ArcGIS9.2(9.x)•主要解决水资源分配及水量平衡问题•可进行多目标优化过程•独立的数据库形式(MicrosoftAccessDatabase)•包括功能强大的数据前、后处理及数值统计工具（TemporalAnalyst时间分析模块）•统一的数据输入对话框界面形式MIKEBASIN的主要特点MIKEBASIN的五大组成部分MIKEBASIN水资源模型包括MacroAssistant宏助手功能Optimazation优化功能Waterquality水质功能Groundwater地下水功能NAM降雨径流模块TemporalAnalyst时间分析模块LoadCalculator污染物负荷模块Irrigation农业灌溉模块WaterResourcesModellingMIKEBASINWaterResourcesModellingMIKEBASINMIKEBASIN水资源模型（核心部分）NAM降雨径流模块TemporalAnalyst时间分析模块子流域的降雨径流计算结果数据的前、后处理及统计功能LoadCalculator污染物负荷模块面源污染物负荷计算MIKEBASIN的五大组成部分Irrigation农业灌溉农业灌溉需水量计算MIKEBASIN在水资源方面的主要应用水资源管理水量分配优化跨流域调水水库操作调度水电站发电水文数据信息管理河流水质农业灌溉….WaterResourcesModellingMIKEBASIN需要区分的定义集总式模型与分布式模型LumpedvsDistributed输入数据的形式(面数据/参数vs点数据/参数)经验参数，平均数值水力学模型与水资源模型研究的对象及计算的结果(水位~流量vs总水量,流量)求解偏微分方程vs水量平衡城市河道vs流域河网(大尺度范围的宏观水量计算)水动力模型预报与水资源模型规划时间步长(1小时vs1个月)河道演算自然条件下的天然径流与人工干预下的调配天然径流vs三次供需分配平衡WaterResourcesModellingMIKEBASIN经验模型一旦建立，可以快速简单地应用适用性较差(黑箱)假定条件不发生改变没有影响评估确定性的相同输入=相同输出随机的相同输入=不同输出概念模型(集总式或分布式)结合经验和物理公式(灰箱)能解决许多水资源问题简单的影响评估成本效益好分布式物理模型解决物理方程(白箱)参数可经测量得到影响评估好有助于描述机理水资源模型的类型分布式水文\水资源模型(MIKESHE)详细、完整的水文模型UZSZOLSZSZRiverDrainsAbstraction集总式概念模型(MIKEBASIN)输入数据，由模型得到的结果代表空间的平均值（每个模型区域）。包含一些经验参数。MIKEBASIN模型概念示意图计算单元:•子流域•流域节点,用水户节点,等.WaterResourcesModellingMIKEBASIN引水点工业排水灌溉区回水取水口径流供水水库r多个水权水电站地下水目标流量流域间调水WaterResourcesModellingMIKEBASIN文件形式输入数据计算结果WaterResourcesModellingMIKEBASIN文件形式•图表数据•统计报告形式•二维图形显示WaterResourcesModellingMIKEBASINMIKEBASIN结果显示一最大下泄流量模拟下泄流量水位坝顶高程WaterResourcesModellingMIKEBASINMIKEBASIN结果显示二第二部分MIKEBASIN的应用WaterResourcesModellingMIKEBASIN中国水资源的现状我国黄淮海流域人口占全国的1/3多，水资源量却占全国的1/10不到，人均水资源量仅有457立方米，属于严重缺水地区，而首都北京人均水资源量不足300立方米，是世界上最严重的缺水特大城市之一。在全国600多个城市中，缺水城市达300多个，其中严重缺水的城市100多个，日缺水量1600万吨，每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元，全国每年因缺水少产粮食700亿～800亿公斤。WaterResourcesModellingMIKEBASIN来源：中国水利水电科学研究院水资源所海河流域水资源现状—供水量2006年全流域总供水量392.85亿立方米。其中，地表水源供水量134.15亿立方米，占34.2%；地下水源供水量251.85亿立方米，占64.1%；其他水源供水量6.85亿立方米，占1.7%。WaterResourcesModellingMIKEBASIN2006年海河流域平均降水量438.2毫米，折合水量为1402.51亿立方米，比2005年少10.0%，比多年平均少18.1%，属枯水年份。来源：2006年海河流域水资源公报流域内各行政区降水量较多年平均也全部偏少10%以上，其中北京市偏少23.4%，天津市偏少18.6%，河北省偏少20.2%WaterResourcesModellingMIKEBASIN2006年全流域总用水量392.69亿立方米，其中农业用水量274.72亿立方米，占70.0%；工业用水量56.84亿立方米，占14.5%；生活用水量56.55亿立方米（其中城镇生活占56.5%），占14.4%；生态环境用水4.58亿立方米，占1.1%。与2005年相比，全流域总用水量增加12.9亿立方米，其中农业用水增加11.04亿立方米，主要增加省份为河北省、河南省、山东省；工业用水增加0.11亿立方米，主要增加省份为河北省、山西省和内蒙古；生活用水增加1.02亿立方米，生态环境用水增加0.73亿立方米。海河流域水资源现状—用水量来源：2006年海河流域水资源公报中国水资源现状与MIKEBASIN的关系WaterResourcesModellingMIKEBASIN人口增长经济增长不断增长的用水需求和人口负荷对稀缺水资源的激烈竞争有效的水资源规划和管理有限的水资源适合的管理工具和数值模拟软件通过MIKEBASIN可以解决的问题所研究的流域究竟有多少水量?地下水?地表水?哪里缺水?缺多少水?能否满足未来用水户的用水需求?能否改善水库的运行方式?控制规则?如何将现有水资源在不同的用水者之间进行分配?人工干预?生态水量/环境水量是否合理?WaterResourcesModellingMIKEBASINMIKEBASIN示例WaterResourcesModellingMIKEBASINMIKEBASIN子流域实测~模拟结果对比图DaChengZi(asDischarge)[m^3/s]N26|Netflowtonode(asDischarge)[m^3/s]8081828384858687888990919293949596979899000100000000020000000003000000000400000000050000000006000000000子流域出口流量累积值DaChengZi[m^3/s]N26|Netflowtonode[m^3/s]808182838485868788899091929394959697989900100200300400500600700800子流域出口流量瞬时值gongshanzui(asDischarge)[m^3/s]Calculated(asDischarge)[m^3/s]808182838485868788899091929394959697989900020000000040000000060000000080000000010000000001200000000LongTan_MonthAverageWaterLevel(m)[m]R71|Waterlevel[m]808182838485868788899091929394959697989900010203040506302304306308310MIKEBASIN水库实测~模拟结果对比图水库出库流量累积曲线水库水位曲线(粗调)BaiShi_DayWaterLevel[m]R411|Waterlevel[m]200120022003200420052006108110112114116118水库水位曲线(粗调)MIKEBASIN子流域地下水模拟结果图C9|Depthtodeepgroundwater[m]198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420058.888.908.928.948.968.989.00C9