1--MIKE 11 AD界面介绍及使用说明

→ Distance Decay
Gradient grid (坡度网格) - 从下拉式菜 单中选择一个代表地形坡度的网格图，每一 个网格值代表无量纲的坡度。可以用空间分 析的标准功能来生成坡度栅格图。
Distance grid (距离网格) - 从下拉式菜 单中选择一个距离栅格图，每一个网格的值 代表各网格点到河道的距离。可以用空间分 析的标准功能来生成距离栅格图。 Detailed grid output (详细网格输出) - 在"详细网格输出"框里打勾，在计算后则 会生成一些网格图，并被添加入到ArcGIS 浏览器中。计算中涉及到的每类污染源的每 种污染物组分都会生成一个网格图。每个网 格图代表了使用距离降解后每个网格单元的 总负荷通量，如公斤／年。
→ 水质边界设置
水质边界有开边界、闭边界和污染 负荷边界（分为点源和非点源）
AD boundaries 中可以选择TS-defined、 open transport和open concentration
注意！ 水动力边界一般为上游流量，下游水位。 水质边界一般为上游open transport，下游open concentration。
初始条件 扩散系数 综合衰减系数 水质边界条件
第一步：选取对流扩散模块
在模拟文件.sim11中，选择 Advection-Dispersion项。 AD模块计算必须以HD为基 础，可以与HD耦合计算；也 可以在Input界面中引入HD Results（有一定局限性）。
第二步：引入对流扩散参数文件
化肥和牲畜的非点源污染流入河道的程度取决于径流的过程；而点源污染
则不受径流过程的影响 （例如生活和工业污染）。
在子流域属性表中，WQRunoffStartTime 与 WQRunoffEndTime
是用来计算每一个非点源污染排出的平均径流浓度。在这时段内总径流量将 会根据每个子流域的径流时间序列被计算出来，然后根据非点源的总负荷量 除以该时段内的总径流量得到平均浓度。
对流扩散模拟
•温度 •盐度 •生化参数
水质模拟 作用于
BOD，溶解氧，氨氮，硝氮，磷， 大肠杆菌等
污染负 荷模拟
适用范围
利用对流扩散方程，模拟水体中溶解或悬浮物质的输运。它不仅可以模拟
保守物质，而且可以通过设定恒定的衰减常数来模拟非保守物质。
一维对流扩散方程：
C C C u ( Ex ) KC t x x x
→ 初始条件
设定初始条件，Global中打勾为全域值； 反之需对一组河段设定局部值
→ 降解系数
与初始条件设置方式相同，Global中打勾 为全域值；反之需对一组河段设定局部值
注意！ 在对流扩散模块中仅模拟一级降解过程。 衰减系数（即降解系数）为率定参数，是进行水质模拟又一重要的基 础参数，一般可以通过模拟区域内不同监测点的可降解物质浓度（如 COD、BOD）进行率定。 如果没有实测数据做率定，可以参考相关文献中类似区域的污染物降 解速率或通过实验得到。 此处降解系数单位为per hour，而Ecolab中降解系数单位为per day。
→ 设定组分
Components菜单： 设定组分名称、单位和类型 按Tab键添加组分 如与Ecolab耦合计算，需要与Ecolab 模 板中组分一一对应
→ 扩散系数
全域值
扩散系数公式： D=a· vb 且Min ≤ D ≤ Max，v为流速
局部值
需设定一组河段
注意！ 扩散系数为率定参数，是进行水质模拟的一个重要基础参数，一 般可以利用保守物质进行率定。 该扩散系数为混合扩散系数，包括分子扩散、紊动扩散、剪切扩 散等各种因素。 经验值：小溪1~5m2/s；河流5~20m2/s。
→ Load Calculator
可处理四种不同污染类型
肥料污染源
考虑流失作用
畜禽污染源
生活污染源
点污染源
√
√
√
X
（污染物从产生地到进入附近水体间的削减）
考虑距离降解
√
√
√
√
（污染物汇流到模型河网过程的削减）
通过降雨径流 进入水体
√
√
X
X
→ Load Calculator
→ Source – Domestic
手工输入
利用Excel、txt等文件输入（边界文件与Excel有 很好互通性） DHI开发的一些负荷计算工具，e.g.点源边界生 成器 （ MIKE11 GIS下的Allocate Point Source） 和流域污染负荷评估模型（ MIKE11 GIS和MIKE BASIN下的Load Calculator）
C 0 x
• 闭边界（没有传输）
→ 水质边界设置
选择open concentration时， 需要设定混合系数K-mix
→ 混合系数
C Delay due to Kmix
t River Sea Outflow Inflow
C Small Kmix (instantanous mixing) Large Kmix Outflow Inflow Outflow Inflow t
Gradient Grid
→ 与MIKE 11链接
创建阿尔法 时间序列文件
引入.sim11文件
导入降雨径流结果
指定负荷 组份
→ 生成面源边界
对于畜禽和化肥负荷(非点源) ，会根据.nwk11文件中设置的 与每个流域相链接的河段和里 程，将对应的浓度时间序列作 为面源边界添加到 Mike 11边 界文件中，并会为每一个径流 组分(坡面流，壤中流和基流) 分别添加一个边界。对于基流 ，会添加一个恒定的浓度，就 是在流域属性表中设定的基流 浓度。 这些边界被设置为ADRR边界条件。
→ 水质边界设置
Scale Factor为比例系数，与所设定的 浓度相乘作为边界值，多用于负荷削减
注意！ 默认的浓度单位为mu-g/m3， 106 mu-g/m3=1mg/l
→ 更改单位
→ 更改单位
→ 一些小功能
Tools下的小工具可以实现多组分、多污染源 以及多污染源比例系数的同时设定!
负荷边界设置方法
→ 点源边界生成器
导入模型河网
→ 点源边界生成器
导入.sim11模拟文件
→ 点源边界生成器
→ 点源边界生成器
→ 生成点源边界
→ Load Calculator
–人口数 养殖业污染 – 禽畜数 农业污染 – 化肥施用量等 分散排污口 – 排污量
生活污染
→ Load Calculator
径流系数
→ Source – Point Source
使用距离降解功能时，点源负 荷的径流系数通常取1；当不采 用距离降解功能时，径流系数 既要反映当地截流，也要反映 传输过程中的降解/滞留(如点 源负荷远离概化河网，在汇入 河网过程中已部分降解)
在这种情况下，如果要描述污 染源的空间分布，径流系数则 需随着各多边形(区域)距河网 距离的增加而逐步递减。
sim11模拟文件点源边界生成器点源边界生成器生成点源边界?生活污染人口数?养殖业污染禽畜数?农业污染化肥施用量等?分散排污口排污量loadcalculator化肥施用畜禽养殖农村人口化肥施用畜禽养殖农村人口降雨径流理污水处理处置分散排污口源负荷源负荷点源负荷面源负荷load负荷模型沿河排污口loadcalculator受纳水体留流域内截留降解汇流中降解load负荷评估模型将模型范围内各区县产生的污染负荷按照面积权重分配到各子流域中根据降雨径流以及各类污染物的径流系数和距离衰减按最短路径原则确定污染负荷入河段和负荷量并自动为将模型范围内各区县产生的污染负荷按照面积权重分配到各子流域中根据降雨径流以及各类污染物的径流系数和距离衰减按最短路径原则确定污染负荷入河段和负荷量并自动为mike11模型生成面源边界
物质名称，最小值，最大值
引入AD参数文件.ad11
可引入HD结果文件
•松花江流域水环境风险管理系统
第三步：新建对流扩散文件
File->New File->MIKE 11->AD Parameters
AD参数文件中需要设定组分、初始条件、扩散系数、 衰减系数以及附加输出等；如果作为ECO Lab的基础 模块，只需设定组分和扩散系数。
Load 负荷模型
点源负荷 沿河排污口 分散排污口 农村人口
面源负荷 化肥施用
畜禽养殖
污水处理/处置
降雨－径流
汇流中降解
流域内截留/降解
受 纳 水 体
Load负荷评估模型 — 将模型范围内各区县产生的污染负荷按照面积
权重分配到各子流域中，根据降雨径流以及各类污染物的径流系数和 距离衰减，按最短路径原则确定污染负荷入河段和负荷量，并自动为 MIKE11模型生成面源边界。
→ 练习
1）在练习模型中手工添加点源污染负荷边界进行模拟， 并考察扩散系数、降解系数取值对模拟结果的影响； 2）根据培训手册中相关练习，了解点源边界生成器的 使用方法； 3）根据培训手册中相关练习，了解Load Calculator的 使用方法。
该系数原则上为率定参数，与水流的混合能力有关，在不关注附近 区域的前提下，可以取0.1-0.2。
→ 水质边界设置
开边界（Open）必须对模拟的所有组分设定水质边界。 污染负荷边界（Point Source或Distributed Source） 按实际情况设定，未设定的组分将按浓度为零处理。
Component Number、Data Type需分别与AD（或Ecolab） 参数文件中的组分序号、单位相对应
→ 水质边界类型
• 开边界出流 • 开边界入流
−TS-defined −open transport −open concentration C
2C 0 2 x
= Cbound
Q· C = Qbound · Cbound C = Cbound + (Cout-Cin)*e-tmix/kmix
径流系数
→ Load Calculator – View Table
→ Transport
transport 菜单中有三个标签，在general 标 签中，默认Catchment 图层为负荷计算图层， 如果用户希望使用 mxd 工程中的其它图层进 行计算，可以通过Import Catchment 功能 导入其它图层（暂时不推荐使用）。
生活和点源污染负荷计算为通量(质量/单位时间)，并使用阿尔法值进行调整。根 据在.nwk11 文件中所设置的降雨径流链接，这些时间序列也被作为面源添加到 MIKE11边界文件中。污染负荷计算模块会根据每个降雨径流链接中设定的面积与 该子流域总面积的比例，将每一个通量时间序列进行划分，并通过一个值为1m3/s 的恒定流量将通量转换成浓度。注意，该边界条件将不包括在HD计算中，也就是 说，该负荷在MIKE11里被有效地处理为"干"通量。
距离降解计算为简单的一级距离降解。
→ Distance Grid and Gradient Grid
距离降解功能用于模拟与距离相关的污染物滞留。 认为污染物的入河量与传输距离相关，即靠河流 越近，污染物的贡献就越大。
Distance Grid
根据DEM 生成的坡度栅格图的范围和网格大 小是与DEM 保持一致的；而根据DEM和河网 文件生成的距离栅格图的范围则会受到河网坐 标范围的影响。所以要确保两个栅格图的范围 和网格大小相同！ 一般实际操作中，对于平原地区可以使用常量 为1的坡度，即忽略坡度对距离降解的影响。
MIKE 11 AD模块使用说明
王颖
环境工程师，内陆水部门 way@
流域水资源综合管理课程 2011年06月13日~ 2011年06月17日
计算流程
•降雨 •蒸发 •水位 •流量 •风 •温度 •点源
降雨径流模拟
GIS
•农业类型 •土地使用 •人口 •工业 •DEM
水动力模拟
→ 附加输出
可用于模拟误差分析
可以输出一些统计信息，包括质量、质量平衡、一 级降解量、各河段量、传输总量、扩散传输量、对 流传输量、网格量及累积网格量等。
第四步：添加水质边界文件
水质边界与水动力边界一样， 同在边界文件.bnd11中设定!
需在Include AD boundaries前 打勾，即可弹出下面红色区域
图层名 ID项 数量项 单位人口负荷量 处理率
→ Source – Livestock
畜禽单位负荷量 径流系数
出于率定的需要， 径流系数可以针对 每一个区域和每种 污染物质设定。径 流系数数值在0 和 1 之间，代表流入 附近水体里（流出 产生地）的污染物 负荷占总负荷的比 例。
→ Source – Fertilizer