MIKE11培训教程

1MIKE11HD、SO、AD、Ecolab完全实例教程通过建立东江水动力、水质模型，熟悉MIKE11基本功能和应用技巧。练习中将要建立的模型为DHI咨询项目实例（世银贷款项目），练习所使用的数据完全为该项目真实数据。让我们从最原始数据开始！1MIKE11HD–MIKE11水动力模型MIKE11HD建模需要以下各类数据或信息•流域描述－河网形状，可以是GIS数值地图或流域纸图；－最好能包含水工建筑物和水文测站的位置•河道和滩区地形－河床断面，间距视研究目标有所不同，但原则上应能反映沿程断面的变化－滩区地形资料（有时有滩区的水位－蓄水量关系曲线也行），如果要模拟滩区行洪的话•模型边界处水文测量数据－边界最好设在有实测水文测量数据处，如果实在不可能就必须估算边界条件！•用水文测量数据进行率定验证率定验证的数据越多，模型就越可靠，但工作量也会越大。•水工建筑物设计参数及调度运行规则－所有水工建筑物都有其调度运行规则，问题是1)能否收集到有关资料？2)实际是否按照此规则运行了？建筑物处的实测水位或流量资料可以反映实际运行情况。MIKE11将上述信息分别存放在以下文件内:•河网文件(.nwk11)•断面数据(.xns11)•边界条件(.bnd11)•模型参数文件(.hd11)•(时间序列文件)(.dfs0)下面开始逐个建立这些文件。21.1河网文件河网文件或许是MIKE11所有文件中最复杂、又是最重要的一个文件了。收集到的原始数据为ArcView河网文件（river.shp）：包含了河道位置、河道长度等信息。建立河网文件步骤：第一步：从ArcView河网文件提取河网背景图用ArcView打开river.shp文件缩放图形区域至完整包含所有将要模拟的河道记下此区域左下角和右上角的UTM坐标，比如分别为(38448327.54，2517015.05)和(38545141.72，2590115.16)输出为bmp格式图（FileExport...）注：如果是纸图，同样可以将其扫描后生成bmp文件。用尺在地图上丈量左下角和右上角的坐标，可以设左下角坐标为（0，0）。如果模拟范围不是很大（比如整个长江流域），那么这种对地图的平面假设所产生的误差可以忽略不计。生成的bmp图应大致同如下图1：图1第二步：确定所要模拟的各河段名及长度一般水利部门有河段长度信息，从数值地图、AutoCAD图、甚至纸图上也能量出各河段长度。东江模型各河段名、位置及长度见图2和表13表1河名长度，米河名长度，米Beihai12468Ma3747Chifen9225Ou10400Dafen2650Qiandong2640Dao12110Qianxi3810Dongguan24930She6745Dongjiang43611Shizijiao10325Dongjiangnan9950Shu3017Dongjiangupper53290Taiyangdong3115Dongnangu7169Taiyangxi4160Dongnanhou18257Wu2926Dongnanhou11296Xiancunchong6036Gu915Xibian3290Heng4830Zengjiang33031Henghai2550Zhongtang13843Hongguo18074Zhongtang1824Huang82454ZengjiangDongjiangDongjiangupperDongjiangnanDongnanguHuangSheDongnanhouShizijiaoXiancunchongMaGuHengHongguoOuDaoXibianQianxiQiandongTaiyangxiTaiyangdongDongguanShuWuDongnanhou1HongguoChifenBeihaiDafenZhongtang1Henghai图2Zhongtang5三步：建立东江模型的河网文件1)引入河网背景图打开MIKEZERO，FileNewMIKE11RiverNetwork（见图3）OK，弹出一个新窗口（图4）输入河网模型区域的范围（左下角和右上角坐标）输入刚才记下的背景图左下角和右上角坐标(38448327.54，2517015.05)和(38545141.72，2590115.16)OK,出现河网文件视图（模拟区域暂时空白）河网文件菜单LayersAdd/Remove...点击添加项目键点击浏览按钮,引入刚才生成的bmp背景图回到河网文件视图，LayersProperties...将图像坐标ImageCoordinates修改为正确值(38448327.54，2517015.05)和(38545141.72，2590115.16)。至此背景图引入工作完成，河网视图应与图5大致相同。图3图46图52)输入各河段信息使用河网文件编辑器内的工具条定义各河段例如：要在背景图上绘制各河段时按，在河段的起始点开始鼠标左击背景图上相应位置，在河段结束点鼠标左键双击，完成该河段的绘制。可以放大背景图以准确绘制河段走向。准确的河段走向有助于确定各河段连接关系、确定该河段上水工建筑物或水文测站的里程，所以是很重要的工作。请参见“帮助”或按F1查看其它工具按钮的功能。以下是定义河段信息的步骤。注意：MIKE11目前暂时还不能使用恢复键，所以在操作过程中请随时保存，一旦操作失误，您只能删除重做或不保存退出，重新进入河网文件编辑器！a）在背景图上绘制某条河段b）打开河网文件编辑器的表格视窗（ViewTabularView...）c）在左侧列表区展开Network，选Branch。在右侧的河段信息内容中可以发现刚才所绘制河段的信息，MIKE11已自动为该河段命名，并确定了7其长度。将该河段名改为实际名称。注意避免使用中文河段名称！河段长度一般不会与实际长度一致，将在以下d)步骤中修改。d）在左侧列表区选Points。在右侧的河段点信息内容中可以发现刚才在绘制河段过程中每次点击点的坐标位置（MIKE11已自动测出！），您会发现河段名已经是实际名称。注意：这些点并不是模型的计算点，与计算没有任何关系！里程类型ChainageTpye列上，我们将该河段的起始点从SystemDefined改为UserDefined，将接下来一列里相应行的里程数Chainage改为0（程序缺省值为0）；将该河段的结束点从SystemDefined改为UserDefined，将接下来一列里相应行的里程数Chainage改为实际的河段长度。这样我们已经将程序测出的河段长度改成了实际长度。注意：任何河段的起始里程可以是任何数值，正、零或负数，整数或小数。选值的原则是与当地水利部门采用的桩号值一致，这样将来若要与他们讨论问题时会比较方便，否则就取0。必须要满足的是：河段长度＝结束点里程数－起始点里程数e）重复以上步骤a)至d)，完成所有河段信息的输入。f）在河网文件编辑器的图像视窗内用工具按钮连接各河段。注意：有多条河段相连时必须所有河段同时连向某条河段。但连接方向（谁连向谁）对计算结果没有任何影响。g）在河网文件编辑器的表格视窗内NetworkBranch，在右侧的河段信息总览表第二列是地形标识TopoID信息。这是河网文件编辑器将来从断面文件编辑器内读取与该河段相对应的断面数据信息、参与模型计算的唯一信息通讯通道，一定要与断面文件编辑器内相应的TopoID一致。TopoID可以是数值，也可以是文字符，一般用断面测量年份，如Topo2002，这样便于提醒自己目前模型采用的断面数据来自哪年实测数据，或用Artifical，表明该断面数据并不是真实数据。参见有关断面文件编辑器内容。h）在河网文件编辑器的图像视窗内SettingsNetwork...或Font...你可以对图像的外观做随意修改，选择自己想显示的信息。至此河网基本信息输入完毕。练习：以东江模型的河网为例，熟悉河网编辑器的操作及编辑和显示功能。-改变里程值，观察MIKE11如何自动重算各点里程。-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。8完成的东江模型河网应与图6基本一致，图61.2断面文件编辑器收集到的原始数据为文本格式的所有河道各断面x,z数据，断面的位置为AutoCAD文件。为节省时间，已转换成符合MIKE11输入要求格式的文本文件。所要求的格式见本文件附录一MIKE11断面输入格式说明，用FORTRAN、BASIC、EXCELVBA等自编小程序，很容易将原始数据格式转换成符合MIKE11输入要求格式的文本文件。开始以下步骤时假定已有转换好的文本文件－东江模型断面.txt。第一步：打开断面文件编辑器MIKE11NewCrossSections（见图7）9图7第二步：在断面文件编辑器中引入断面数据FileImportImportRawData&Recompute，找到东江模型断面.txt文件保存路径OK,引入成功后在断面文件编辑器视窗左侧出现断面列表，右侧图像视窗显示一个或多个断面形状。第三步：在图像视窗内查看各个断面形状，从直观上判断断面数据是否合理。第四步：保存文件，断面文件生成完毕。单个断面的插入、修改等操作法方法学习结合练习进行；断面文件编辑器中一些参数设定方法详见培训PPT。练习：熟悉断面文件编辑器的显示和编辑功能。-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。1.3边界文件编辑器和时间序列编辑器所有外部边界条件和内部边界条件都在边界文件编辑器里设置。所谓外部边界就是模型中那些不与其它河段相连的河段端点（即自由端点）物质流出此处即10意味着流出模型区域，流入也必然是从模型外部流入，这些地方必须给定某种水文条件（如流量、水位值），否则模型无法计算。所谓内部边界是指从模型内部河段某点或某段河长流入或流出模拟河段的地方，典型的例子包括降雨径流的入流、工厂排污、灌溉取水，内部边界条件应根据实际情况设定，是否设定这些边界条件通常不会影响模型的运行，但会影响到模拟结果的可靠性。MIKE11用于边界条件的数据需要转换成时间序列文件（带后缀dfs0）方能被引用。东江工程收集到的外部边界的原始资料包括上游边界博罗和麒麟站、下游大盛、麻涌、泗盛围、漳澎的水位流量，保存在水文要素.xls文件内。第一步：将EXCEL文件转换成dfs0格式的时间序列文件，以下游边界水位时间序列文件为例：a)打开水文要素.xls文件，观察数据内容：所有下游边界的水位流量数据时间长度都为2001年2月7日14:00至2月16日10:00，时间间隔为1小时。上游博罗和麒麟站水位流量为日均值，时间范围也是7日至16日。所有站的数据都是等时间间隔的。并且由数据可见，上游边界处的水位已基本不受下游潮汐的影响了。b)MIKE11NewMIKEZeroTimeSeriesBlankTimeseriesOK，您会看到弹出如图8所示的dfs0文件窗口。图811时间轴类型AxisType选等时间间隔；开始时间输入2001年2月7日14:00:00；时间步长输入1小时；时间步数输入213；在ItemInformation区内Name栏输入大盛水位（可以用中文名称！），类型选WaterLevel，单位为米（缺省值）按Append三次，新添三行，同样分别填入麻涌、泗盛围、漳澎的有关信息，按右上角OK按钮在出现的时间序列文件视窗内检查最后一列的时间是否为2001年2月16日10:00:00。如果不是，在左侧图像视窗内鼠标右击，选属性properties...,回到刚才窗口进行修改。如果是，在打开的Excel文件内选择这些站的水位数据，复制（或Ctrl-C）后回到时间序列文件视窗，在右侧的表格视窗内选相应的列，按粘贴（或Ctrl-V），如果EXCEL内各站的排列顺序与dfs0的一样，可