MIKE11上海培训

上海2008年7月21日－23日MIKE11培训课程课程安排日期内容周一上午NAM、NWK11周一下午MIKE11HD(NWK11、XNS11)周二上午MIKE11HD(BND11、HD11、SIM11)周二下午MIKEVIEW、MIKE11SO周三上午MIKE11SO、HD建模与率定上午8:30－12:00；下午13:30－17:30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、流域管理机构等1964年：DHI1970年：System11……2000年：合并VKI2000年：DHIWater&Environment2000年：合并WEST2005年：合并DTC2007年：DHIWATER•ENVIRONMENT•HEALTH2007年：合并WASYDHI-WorldwideProductagent产品代理Generalagent总代理DHIoffices办公室DHIsubsidiaries子公司MIKEBASINMIKE3WESTDHI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模型主要结构图水质EcoLab泥沙输运ST水动力HD降雨径流NAM对流扩散AD数据形式•断面、糙率•时间序列文件洪水预报FFMIKE11是研究1D水动力、水质、洪水预报、溃坝等方面的专业水利软件MIKE11应用领域•洪水风险分析和风险图绘制•分洪道、水工建筑物和调蓄池设计•桥梁水力设计•溃坝分析•实时洪水预报•污染物传输•水体水质反应过程•河口盐水入侵•地下水和地表水综合分析（与MIKESHE结合）NAMMIKE11-NAM降雨、蒸发模型参数径流组分地下水补充NAMMIKE11-NAM模型简介•NAM=降雨-径流模型(丹麦语)•简单、定量描述了陆相水文循环•确定性的、概念性的、集总式模型•连续计算4个不同且相互作用储水层的含水量•有限的数据输入:降雨、蒸发、温度•主要结果:地表径流、地下水位、土壤含水率等MIKE11-NAM模型结构SOILMOISTUREPROFILEDepthLLmaxGWLSyGWLGROUNDWATERSTORAGERootZoneGWPumpBFBaseFlowGWLBFoCKBFLOWERZONESTORAGELmaxLBFuDLCAFluxSURFACESTORAGEUUmaxOFIFGRAINSNOWSNOWSTORAGEPPsQIFInterFlowPnCK1CK2QOFOverlandFlowEpEaOwpOfcOsatMIKE11-NAM积雪储水层可选项（模拟融雪需要温度资料）降雪PsPs=0,TempT0Ps=f(Qmelt),TempT0积雪储水层地表储水层Csnow:融雪系数，mm/c/dayMIKE11-NAM融雪量Qmelt＝0000TTforTTfor)T(TCsnow融雪径流PS＝snowwrsnowwrmeltSCWRforSCWRforQ0Ssnow:储雪量；Cwr：积雪持水系数WR:积雪含水量地表储水层地表储水层UUmaxOFIF降雨PQIFInterFlowPnCK1CK2QOFOverlandFlowEpInfiltrationMIKE11-NAM坡面流地表储水层地表储水层UUmaxOFIF降雨PQIFInterFlowPnCK1CK2QOFOverlandFlowEpInfiltrationMIKE11-NAM壤中流QIF根区储水层根区储水层LmaxLDLCAFluxEaInfiltration/RechargeMIKE11-NAM含水率变化地下水储水层GWL地下水储水层GWPumpBFBaseFlowGWLBFoCKBFBFuCAFluxGMIKE11-NAM地下水补充基流MIKE11-NAM散蒸发计算PapPEUforEUEUforEEmax)(LLUEEPa蒸发量初始条件需要给定的数据:•地表和根区储水层的初始含水量•坡面流和壤中流的初始条件•初始地下水埋深建议忽略前半年的结果，以消除由初始条件引起的误差MIKE11-NAM模型率定目标：总水量平衡、径流过程线形状相似、洪峰拟合、低流量拟合MIKE11-NAM参数描述影响取值范围Umax地表储水层最大含水量坡面流、入渗、蒸散发和壤中流。控制总水量平衡10－25mmLmax土壤层/根区最大含水量坡面流、入渗、蒸散发和基流。控制总水量平衡50－250mm,Umax≈0.1LmaxCQOF坡面流系数坡面流量和入渗量0－1CK12坡面流和壤中流时间常数坡面流和壤中流演算。控制地表径流形状3－48hrCKBF基流时间常数地下水补给演算。控制基流形状500－5000hr1.最初调整:Lmax和Umax：平衡水量CQOF和CK12：调整流量峰值CKBF：调整基流建议率定步骤:模型率定MIKE11-NAM参数描述影响取值范围CKIF壤中流排水常数控制壤中流产生的大小和相位500－1000hrTOF坡面流临界值汛期开始时延迟地表径流的形成0－1TIF壤中流临界值汛期开始时延迟壤中流的形成0－1TG地下水补给临界值汛期开始时延迟地下水补充的发生0－12.进一步的参数调整（重复进行）:建议率定步骤:•确定某个参数值变化是否改进率定；•一次只调整一个参数值；•第一次尝试时数值改变幅度要大些需3－5年长序列的水文、气象观测资料用于NAM率定MIKE11HDMIKE11-HDMIKE11HD功能MIKE11-HD•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)基本方程MIKE11-HD圣维南方程6点Abbott-Ionescu格式QxhtQtQAxhx+b=0,++gA=02QQQhhhh•树支状/环状河网•交错网格布置计算网格点MIKE11-HD6点Abbott格式的计算网格点布置方式里程[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dx8,000m计算网格点MIKE11-HD6点Abbott格式的计算网格点布置方式总结河段上下游端点为计算水位点支流入流点为计算水位点实测断面资料点为计算水位点模型根据maxΔx值自动插入的计算水位点水工建筑物点为计算流量点两个水位点之间只有一个计算流量点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GARBAGEIN=GARBAGEOUTMIKE11-HD文件设置设置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)MIKE11-HD模型结构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-HD河网文件编辑器河道定义:•TopoID•河道名•上游端点里程[m]•下游端点里程[m]•河道类型(常规或其它特殊渠道)•上游与其它河道的连接信息•下游与其它河道的连接信息•最大xMIKE11-HD断面文件编辑器文件扩展名：*.xns11断面通过以下三个要素与河段匹配:•河名•里程•TopoID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)MIKE11-HD标记有效面积MIKE11-HD河床糙率河床糙率:公式:•Manning-StricklerM[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-HD边界条件在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－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。MIKE11-HD参数文件编辑器编辑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•附加输出结果•‘引擎程序’的参数设定MIKE11-HDHD参数文件编辑器全域和局部值:全域值全域值局部值局部值M=30M=30M=25M=200.05000100001500020000距离[m]曼宁系数MIKE11-HD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?MIKE11-HDNAM与HD的耦合MIKE11-HDMIKEVIEWMIKEVIEWMIKE11水工建筑物•堰•涵洞•桥梁•泵•Regulating•用户定义•表格MIKE11–HD桥梁处理MIKE11–HDMIKE11SOMIKE11–SO定义Underflow泄洪闸（纵视图）:闸门启闭范围闸底高程(Silllevel)闸门操作MIKE11-SO闸门高程(Gatelevel)定义Undeflow泄洪闸（前视图）:闸宽闸底高程（Silllevel）MIKE11–SO闸门高程(Gatelevel)定义Overflow越流闸（纵视图）:闸门启闭范围闸门操作MIKE11-SO闸底高程（Silllevel）闸门高程(Gatelevel)定义Overflow越流闸（前视图）:闸宽MIKE11-SO闸底高程（Silllevel）闸门高程(Gatelevel)可控建筑物设置MIKE11-SO水工建筑物设计参数；If(条件1)then(调度方案1)elseif(条件2)then(调度方案2)elseif(条件3)then(调度方案3)......else(最后一个调度方案)endif调度控制方式。调度方案及其优先度；1)判断条件:是否需要执行此调度方案?2)控制条件:建筑物调度时的参照依据3)调度方式:根据控制条件进行调度操作可控建筑物设置MIKE11-SO练习1.根据上下游水位差控制闸门启闭2.上游来水按比例分流到两条河道3.根据时间控制闸门启闭4.根据时间控制过闸流量5.根据历史来流信息控制当前过闸流量关于数学模型MIKE11HD“所有模型都是有错的，其中有些是有用的”用什么模型？如何概化河网？时间步长？空间步长？。。。。。。通过增加系统描述、提高模型分辨率，一般能提高模型的拟合程度模型研究步骤1.分析研究对象与研究目标2.分析可用资料3.确定模型方法4.设定模型精度要求5.灵敏度分析6.率定与验证7.模型评估8.如果不满意回到1；否则79.模型应用10.报告MIKE11HDSonghuajiangStation050010001500200025003000350040004500500095-04-2195-05-2195-06-2095-07-2095-08-1995-09-1895-10-1895-11-1795-12-17DateDischarge,m3/sSimlulatedObservedSonghuajiangStation14714814915015115215315415515695-04-2195-05-2195-06-2095-07-2095-08-1995-09-1895-10-1895-11-1795-12-17Da