DHI MIKE11 水动力模块
MIKE11培训教程
MIKE11培训教程1. 引言MIKE11是一款广泛应用于水文水资源领域的计算机软件,主要用于模拟河流、湖泊、水库等水体的水动力和水质过程。
本教程旨在帮助用户快速掌握MIKE11的基本操作和应用,从而为水文水资源研究和工程实践提供有力支持。
2. MIKE11软件概述2.1 软件背景MIKE11是丹麦水力研究所(DHI)开发的一款水文水资源模拟软件,于1970年代问世。
经过多年的发展和完善,MIKE11已成为国际知名的水文水资源模拟软件,广泛应用于世界各地。
2.2 软件特点(1)强大的水动力和水质模拟功能:MIKE11可模拟河流、湖泊、水库等水体的水动力过程,以及与之相关的泥沙、水质过程。
(2)灵活的模型结构:MIKE11采用模块化设计,用户可根据实际需求选择相应的模块进行模拟。
(3)友好的用户界面:MIKE11采用图形化操作界面,操作简便,易于上手。
(4)丰富的数据接口:MIKE11支持多种数据格式,方便与其他软件进行数据交换。
(5)高效的计算性能:MIKE11采用先进数值算法,计算速度快,节省计算资源。
3. MIKE11基本操作3.1 软件安装(1)MIKE11安装包:访问DHI官方网站,MIKE11安装包。
(2)安装MIKE11:双击安装包,按照提示完成安装。
3.2 软件启动与关闭(1)启动MIKE11:在安装目录下找到MIKE11的快捷方式,双击启动软件。
(2)关闭MIKE11:软件界面右上角的“关闭”按钮,退出软件。
4. MIKE11应用实例4.1 模型搭建(1)创建新项目:在MIKE11主界面,“新建项目”,输入项目名称和路径,“确定”。
(2)导入数据:将DEM、流域边界、气象数据等导入MIKE11。
(3)划分网格:根据研究区域的特点,选择合适的网格类型和大小。
(4)设置参数:根据实际情况,设置水动力、泥沙、水质等参数。
4.2 模型运行与结果分析(1)模型运行:“运行”按钮,开始模拟计算。
MIKE11水动力模块在封闭圩区水系布局模拟计算中的应用
应 用 ,
模 型 。MI HD 为 一 维 一 层 ( 向均 质 )的水 力 学 模 型 。 KE1 1 垂 其 差 分 格 式 采 用 了 A b t—o e c 六 点 中 心 隐 式格 式 ,其 b o tIn s u 数值计算采用传统的 “ 赶法” 追 ,即 “ 双扫 ” 算 法 。 水 动力 模 型 的基 本 方程 采 用一 维 非 恒 定 流 的 圣 ・ 南 方 维
水质 等 问题 。 二 、 工程 现 状 与计 算 条 件
1 工程 现 状
采用 2 0 0 5年 “ 莎 ” 台 风 期 间机 场 实 际降 雨 过 程 进 行 麦 率 定和 验 证 。采 用三 甲港 “ 莎 ” 台风 期 间实 测 雨 型和 潮 型 , 麦
其 中降 雨 历 时 3 个 小 时 ,总 降雨 量 1 7 m 。最 大 小 时 降 3 4m
张 尧
( 海 市水 利 工 程 设 计研 究 院 , 上 海 2 0 6 上 0 0 1)
摘
要 :为 r研 究 封 闭 圩 区 中 的水 系 布 局 ,文 中采 用 MI KE1 模 型 对 封 闭圩 区 中不 同方 案 下 的 河 道 、湖 泊 及 泵 站 规 1
模 概 化 后 建 了 模 型 并 进 行 数值 模 拟 组 合 计 算 ,结 合 实 际算 例 对 模 型 进 行 了率 定 和 验证 ,计 算得 出 了相 应 的水 位 与
第 1 2卷 第 3期
21 0 2年
中 国 水
运
V 1 oI 2
DHIMIKE介绍
DHIMIKE介绍DHIMIKE11是一款由DHI开发的水文模型软件,它用于模拟和分析水文过程中的水流、水质和泥沙转移。
MIKE11是MIKE软件系列中最常用的水文模型软件之一,被广泛应用于水资源管理、洪水预警、河流治理、水库调度、河流与海岸线工程等领域。
MIKE11的核心功能是基于数学物理定律和地理环境条件的模拟和预测水文过程。
它能够多个不同空间尺度(从小型小溪到大型河流)和时间尺度(小时到年)上进行模拟,并可以考虑包括水流、泥沙和水质在内的多个水文过程。
MIKE11主要包括以下几个模块:1.水动力模拟模块:该模块基于水动力学原理,模拟和预测水流速度、水位和流量等水文过程。
它可以考虑河道的几何形状、底面摩擦、垂直和侧向的水位变化、泵站或闸门等因素的影响,进而实现对河流流量、水位和水流速度的模拟和预测。
2.水质模拟模块:该模块用于模拟和预测河流、湖泊和水库等水体中的水质变化,如溶解氧浓度、氨氮浓度、总磷浓度等。
它可以考虑非点源污染、点源污染和沿河污染物输运等因素,以评估和优化水体的水质状况。
3.泥沙模拟模块:该模块用于模拟和预测河流和河口等地的泥沙输运、淤积和冲刷过程。
它可以考虑泥沙的粒径特性、水动力条件、沉降速率和悬浮质量浓度等因素,以预测河床的变化、河口的演化和泥沙对环境的影响。
4.随机模拟模块:该模块用于进行水文过程的不确定性分析、水灾风险评估和水文概率预测。
它可以基于统计分析方法和蒙特卡洛模拟等技术,对不同的水文变量和参数进行随机模拟和推断,以量化水文过程的不确定性和风险。
5.地理信息系统(GIS)集成模块:MIKE11可以与GIS软件集成,以实现空间数据的读取、处理和展示。
它可以利用GIS的空间分析功能,对地形等地理环境条件进行处理和优化,进而提高模拟结果的可靠性和准确性。
MIKE11不仅提供了强大的模拟和预测功能,还具有用户友好的图形界面和灵活的参数设置。
它支持多种数据格式的导入和导出,如地形数据、河流数据、水位数据、气象数据等。
MIKEMIKE11基本原理
性能优化方法
分布式计算
利用分布式计算技术,将 计算任务分散到多个节点 上并行处理,从而提高整 体计算性能。
算法优化
针对特定应用场景,对算 法进行优化和改进,减少 计算复杂度和资源消耗。
数据压缩
采用数据压缩技术,减少 数据传输和存储的开销, 提高系统性能。
扩展性解决方案
模块化设计
采用模块化设计思想,将系统拆分为多个独立的 功能模块,便于扩展和维护。
和可扩展性。
共识算法的可插拔设计
03
支持多种共识算法,可根据不同场景和需求灵活选择和配置。
智能合约
基于Solidity的智能合约开发
提供一套完整的智能合约开发框架和工具,支持复杂的业务逻辑实现。
智能合约的部署和调用
通过MIKEMIKE11平台可以轻松部署和调用智能合约,实现自动化、可E11能 够同时处理多个任务,充分利用系统 资源,提高了计算速度。
区块链技术原理
区块链数据结构
MIKEMIKE11采用区块链数据结 构,确保了数据的安全性和不可
篡改性。
共识机制
通过共识机制,MIKEMIKE11实现 了分布式节点之间的一致性和协同 工作,保证了系统的稳定性和可靠 性。
金融衍生品定价
应用MIKEMIKE11解决 复杂的金融衍生品定价 问题,如期权、期货等, 为金融机构提供准确的 定价参考。
供应链管理应用案例
需求预测与计划
利用MIKEMIKE11对历史销售数据进行分析,预测未来市场需求, 并据此制定合理的生产和采购计划。
库存优化与控制
通过MIKEMIKE11建立库存模型,实现库存水平的实时监控和优化 调整,降低库存成本,提高资金周转率。
智能合约的安全性和可审计性
1--MIKE 11简介
综合业务数据库
MIKE 11: DHIC 项目经验
松花江整体水质数学模型开发及应急管理系统
该项目于2008年9月10日通过水利部验收。 专家组成员:
1 3 3 2 位副部长 位司长 位院士 位流域委员会总工
部分结论 „
“该项目为流域水资源管理与保护以及突发性水污染事故应急响应 与决策提供技术支撑,提高了流域管理的现代化水平,对防治松花 江流域水污染,有效保护和改善水环境、保障饮用水安全具有重大 意义” “该成果研究方案设计科学、合理,技术路线正确,研究内容系统、 全面,研究手段先进” “该成果已在松花江流域水资源保护与管理工作中得到实际应用, 为流域水资源保护工作提供了有力的技术支持,可供其他流域借鉴” “该项目成果总体上达到了国际先进水平,在大尺度流域模型构建 和不同类型、单元边界参数率定方面达到国际领先水平”
Modules applied:
• NAM
• HD • SO • DA • Flood Watch
MIKE 11: DHIC 项目经验
白莲泾世博园区景观水体水质分析与预测,2007,科技部
Modules applied:
• NAM • HD • SO
• LOAD
• AD • ECOLab
MIKE 11: DHIC 项目经验
提升太湖流
风险控制
重污染 区示范
域水环境风险 预警业务化决 策能力
太湖流域 预警示范
湖荡区 示范
预测预警
为流域风险
预警项目提供 技术示范
风险评估河网区 示范 Nhomakorabea为其它流域
风险预警提供 借鉴
风险源识别
MIKE 11: DHIC 项目经验
黄河中游水污染事故应急响应预警预报系统, 2010, 欧盟中国河流流域管理计划
MIKE11培训[1]
主要功能及应用领域
水动力模拟
提供一维水动力模拟功能,可 模拟河流、明渠、管道等水体
的水流情况。
水质模拟
支持多种水质指标的模拟,包 括溶解氧、营养盐、有机物等 ,可应用于水环境评估和污染 治理。
泥沙输运
模拟河流中的泥沙输运过程, 包括悬移质和推移质的运动及 河床演变。
洪水预报
结合气象数据和实时水文观测 资料,提供洪水预报和预警功
熟悉MIKE11软件中的数据可 视化功能,包括图形显示、动 画演示、结果输出等,能够灵 活运用这些功能展示模拟结果 。
学习如何优化数据可视化效果 ,提高图表的美观度和易读性 ;了解如何运用色彩、布局、 标注等元素提升可视化效果。
了解常用的数据可视化工具和 插件,如Excel、Tableau、 PowerBI等,能够与MIKE11 软件相结合,实现更丰富的数 据可视化效果。
掌握在MIKE11中编写批处理脚本的方法,能够 自动化处理模型数据、运行模拟等任务。
批处理脚本与模型集成
了解如何将批处理脚本与MIKE11模型集成,实 现自动化建模和模拟。
数据可视化优化方法
数据可视化基础
MIKE11数据可视化功能
可视化优化技巧
可视化工具与插件
了解数据可视化的基本概念、 原则和常用图表类型,能够根 据需求选择合适的可视化方式 。
MIKE11培训
contents
目录
• MIKE11软件简介 • MIKE11安装与配置 • MIKE11基础操作入门 • 水动力模型构建与应用 • 水质模型构建与应用 • 泥沙输运模型构建与应用 • MIKE11高级功能拓展 • MIKE11在实际项目中的应用
01
MIKE11软件简介
软件背景与发展历程
Mike11与Hecras水动力模型洪水计算成果分析
2.2 HEC - RAS 软件
HEC - RAS 是美国陆军工程兵团水文工程中心研发的
一款一维水动力计算软件,HEC - RAS 恒定流采用天然河
1 流域概况
乌溪江为衢江一级支流,发源于福建省浦城县大福罗, 河 长 160 km, 河 道 平 均 比 降 为 7.5‰, 总 流 域 面 积 2 577 km2,其中遂昌县境内 1 468 km2。乌溪江源头向东北流至 刺山头入浙江省境内,至龙洋乡入遂昌县境内,经王村口 转北至苎口纳湖山源,下游入湖南镇水库。
(1)求阻力半径
R* :
R*
=
1 A
B
∫H
0
3/2db
(2)全域水力半径
Rk :
Rk
=
A1 x
(3) (4)
(3)有效水力半径 Rk:
Rk
=
A2 x
(5)
式中:A1 为断面面积(m2);A2 为过水断面面积(m2);
x 为湿周(m)。
方法 1 适用于断面形状突变的河道,方法 2、3 适用于
断面形状狭窄的河道。
中的差异及需要注意的问题。乌溪江流域及王村口镇区位
见图 1。
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图 1 乌溪江及王村口镇区位图
·17·
林 立,等:Mike11 与 Hec-ras 水动力模型洪水计算成果分析
(Zhejiang GuangChuan Engineering Consulting Co.,Ltd.,Planning Departments,Hangzhou 310020,Zhejiang,China)
MIKE11介绍
MIKE11 介绍MIKE11是一个基于丹麦水力研究所著名的SYSTEM 11,用于模拟任何河流流量、水位、泥沙输送的软件系统(具体可模拟—维河网水流动力,洪水,水质, 泥沙输移,河道地形,溃坝等, 能实时校正洪水预报并演示洪水淹没过程(动态淹没图))。
MIKE 11功能较为齐全,包括多种模型。
主要有:(1)水动力学模型(HD model)(2)对流扩散及粘性输沙模型(3)非粘性沙传导模型(4)NAM降雨径流模型(NAM model)(5)单位线模型(6)洪水实时预报模型(FF)(7)地理信息系统以下将对HD、Mike Flood和Mike GIS三个模型进行主要介绍。
1.HD模型(水动力学模型)MIKE 11 HD是用以模拟河流及河口水流的隐式有限差分模型。
也适合于支流、河网及准二维的洪泛平原区水流的模型。
MIKE 11 HD是一个一维一层(垂向均质)的水力学模型。
其差分格式采用了六点中心隐式格式(Abbott Scheme),其数值计算采用传统的“追赶法”,即“双扫”算法。
该模型还可根据不同地区的水流条件调整差分计算模式,以描述超临界水流条件及亚临界水流。
模型也可用于从陡峭的山区河流到感潮河口的各种垂向均质水流条件。
此外,在进行完全水动力学模拟的同时,也可进行各种简化的水流条件的水流模拟,如:扩散波、运动波及准稳定流的计算。
目前,该系统已在世界各地各种工程研究中得以运用。
具体可能主要有:·求解明渠流完全非线性St.Venant 方程·还包括扩散波和动力波简化方程·包含一个准稳态程序用于长期模拟的快速计算·包含Muskingum和Muskingum-Cunge方法用于简化的河道演算·自动匹配次临界流和超临界流计算·可以模拟多种水工建筑物,包括堰、箱涵、桥梁和自定义建筑物·灵活运行洪水控制和水库构筑物(如闸和泵)其中DB溃坝模块的主要功能为:·模拟河系中一处或多处溃坝·包括3种溃坝形式·将裂口扩大作为时间或侵蚀速率的函数·包括裂口流量及越坝流量或进入泄洪道的流量SO结构物操作模块·根据用户定义的操作规则来模拟水工结构物的运行,包括闸、堰、抽水泵、水库等水工结构物。
MIKE介绍
MIKE介绍MIKE11全称为Model Interface for Kinetic and Equilibrium processes in groundwater and surface water. MIKE11是一种用于水下的流体动力学数值模拟的软件工具。
它是由丹麦世界著名的水资源和环境工程公司DHI(Danish Hydraulic Institute)开发的,用于提供水资源管理和水文环境研究的全面解决方案。
该模拟软件主要用于模拟地下水和表面水系统中的水动力学过程。
MIKE11是一个综合软件系统,集成了水文、水力学、水质和沉积物输移等模块。
它在地下水和表面水系统的研究和管理方面应用广泛。
该软件可以模拟不同类型的水体,如河流、湖泊、水库和沿海地区的海洋。
它还可以模拟地下水的流动和水质传输过程。
MIKE11的主要功能和特点包括:一维和二维水动力学模拟、水质模拟、沉积物输移模拟、泥沙冲刷和河岸侵蚀模拟、河道几何变化模拟、水槽试验模拟等。
该软件还提供了丰富的图形和数据处理功能,可以可视化地展示模拟结果,并对数据进行处理和分析。
MIKE11的模拟精度高,计算效率高,模拟结果准确可靠。
该软件基于最新的科学技术和数学模型,能够考虑各种因素和复杂性,如地形、降雨、蒸发、土壤特性、河道几何形状等。
它还可以模拟不同的工程情况,如建筑物和水力结构对水流和水质的影响。
MIKE11的应用范围广泛,包括水资源管理、水文预测、水灾防治、环境保护、河流工程设计、水务规划等方面。
它可以用于预测洪水和干旱情况,并帮助制定相应的应对措施。
同时,该软件还可以用于评估水质和水生态系统的状态,并提供治理和保护方案。
总之,MIKE11是一个功能强大、灵活可靠的水资源管理和水文环境研究工具。
它的模拟精度高,计算效率高,模拟结果准确可靠。
它的用户友好的界面和丰富的功能使其成为水文环境研究和水资源管理领域的重要工具。
MIKE系列软件介绍
MIKE系列软件介绍MIKE系列软件是由丹麦水利工程和环境模拟公司(DHI)开发和推广的一套水力学和环境模拟软件。
这一系列软件具有强大的功能和广泛的应用范围,被广泛应用于水文水资源、水环境、海洋和渔业、城市防洪和水资源管理等领域。
首先介绍MIKE21模块,MIKE21是一种常用的水流、波浪和沿岸过程模拟软件。
它能够模拟海洋的潮汐、波浪、水流和海岸地貌等过程,可以用于海岸工程设计、海岸防护、港口规划和海洋能源开发等领域。
第二个模块是MIKE3,MIKE3是一种三维水动力学模拟软件,可以对海洋和湖泊等水体进行精确的三维模拟。
它可以模拟海洋的流动、溶质输运、波浪、溶解氧分布等过程,广泛应用于海洋环境保护、海洋工程和海洋资源研究。
第三个模块是MIKE11,MIKE11是一种河流水动力学模拟软件,可以模拟河流的水流、洪水、输沙和水质等过程。
它可以用于河流水资源管理、河道工程设计和洪水预警等领域。
第四个模块是MIKESHE,MIKESHE是一种集成了地表水和地下水模拟功能的软件,可以模拟地下水的流动和污染传输过程。
它能够用于水资源管理、地下水开采和防污染措施评估等应用。
最后一个模块是MIKEFLOOD,MIKEFLOOD是一种洪水模拟和预警软件,可以模拟河流和城市的洪水过程,并提供实时的洪水预警和决策支持。
它广泛应用于城市防洪规划、洪水风险评估和应急响应等领域。
除了以上介绍的几个主要模块,MIKE系列软件还包括MIKEURBAN(城市水资源管理和污水系统模拟)、MIKEHYDRO(集成河流水文和水资源管理的软件包)等模块,以及一系列辅助工具和接口,可以满足用户在水文水资源、水环境和城市水利等领域的模拟和决策需求。
内陆水软件系列介绍之MIKE11
内陆水软件系列介绍之MIKE11内陆水软件系列介绍之 MIKE11MIKE11是动态模拟河流和水道水力的世界级标准,具有无限的河流模拟能力。
以河流作为起点,可以使用MIKE 11设计、管理和运行河流系统。
使用MIKE 11可以轻松将你的分析扩大至泥沙输运和水质。
MIKE MIKE 11是动态模拟河流和水道水力的世界级标准,具有无限的河流模拟能力。
以河流作为起点,可以使用MIKE 11设计、管理和运行河流系统。
使用MIKE 11可以轻松将你的分析扩大至泥沙输运和水质。
MIKE 11为河流水动力和环境模拟提供功能强大的和最全面的方法。
MIKE 11已经被美国联邦应急管理局(FEMA)拟准应用“全国洪水保险计划”相关的项目中。
它经过世界上成百上千次应用验证并已成为多个国家的标准工具。
MIKE 11的特点扩充性 --- 多种模块选择,可用于各种类型的河流模拟。
有效性---计算模块含一些自动率定、灵敏度分析和不确定性分析功能。
多种价位 --- 各种模块设计可满足不同用户的应用需求。
界面友好 --- 结构、流程合理,易于学习、使用及结果演示。
数据表现 --- 提供有效演示工具及多种结果表现形式MIKE 11主要应用河流和湿地的生态及水质评价洪水风险分析和洪泛图绘制分洪道,水工建筑物和调蓄池的设计桥梁的水力设计洪泛区侵蚀分析排水和灌溉研究河流和水库优化运作溃坝分析实时洪水预报泥沙输运及河床演变研究地下水和地表水综合分析(与MIKE SHE结合)MIKE 11的主要功能MIKE11中各模块的主要功能如下:HD水动力模块求解明渠流完全非线性St.Venant 方程还包括扩散波和动力波简化方程包含一个准稳态程序用于长期模拟的快速计算包含Muskingum和 Muskingum-Cunge方法用于简化的河道演算自动匹配次临界流和超临界流计算可以模拟多种水工建筑物,包括堰、箱涵、桥梁和自定义建筑物灵活运行洪水控制和水库构筑物(如闸和泵)SO结构物操作模块模拟水工结构物的运行,包括闸、堰、抽水泵、水库等水工结构物。
1--MIKE 11 AD界面介绍及使用说明
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
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
→ 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。
→ 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
mike系列简介
MIKE系列软件关键技术掌握一、MIKE主要软件简介1.水资源、海洋模型软件◆ MKE11◆ MIKE21◆ MIKEBASIN◆ MIKESHE2.城市水问题模型软件◆ MIKEMOUSE◆ MIKENETMIKE软件是丹麦水资源及水环境研究所(DHI)的产品。
DHI是非政府的国际化组织,基金会组织结构形式,主要致力于水资源及水环境方面的研究,拥有世界上最完善的软件、领先的技术。
被指派为WHO(The World Health Organization )水质评估和联合国环境计划水质监测和评价合作中心之一。
DHI的专业软件是目前世界上领先,经过实际工程验证最多的,被水资源研究人员广泛认同的优秀软件。
软件的功能涉及范围从降雨→产流→河流→城市→河口→近海→深海,从一维到三维,从水动力到水环境和生态系统,从流域大范围水资源评估和管理的MIKEBASIN,到地下水与地表水联合的MIKESHE,一维河网的MIKE11,城市供水系统的MIKENET和城市排水系统的MIKEMOUSE,二维河口和地表水体的MIKE21,近海的沿岸流LITPACK,直到深海的三维MIKE3。
二、MIKE11一维河道、河网综合模拟软件主要用于河口、河流、灌溉系统和其他内陆水域的水文学、水力学、水质和泥沙传输模拟,在防汛洪水预报、水资源水量水质管理、水利工程规划设计论证均可得到广泛应用。
MIKE11包含如下基本模块:水动力学模块(HD):采用有限差分格式对圣维南方程组进行数值求解,模拟水文特征值(水位和流量)。
降雨径流模块(RR):对降雨产流和汇流进行模拟。
包括NAM,UHM,URBAN,SMAP模型对流扩散模块(AD):模拟污染物质在水体中的对流扩散过程。
水质模块(WQ):对各种水质生化指标进行物理的、生化的过程进行模拟。
可进行富营养化过程、细菌及微生物、重金属物质迁移等模拟。
泥沙输运模块(ST):对泥沙在水中的输移现象进行模拟,研究河道冲淤状况。
2024版MIKE11培训教程
以某河流洪水预报为例,通过MIKE11建立一维河流模型,输入 上游来水、下游边界条件等数据,经过计算可以得到沿程水位、 流量等关键参数的变化过程,为洪水预报和防洪决策提供重要 依据。
02
MIKE11基础知识
水文学与水利工程原理
水文学基本概念
水文分析与计算
包括水文循环、径流形成、河流特性 等。
根据模拟分析结果,制定相应的内涝治理策略,如提升排水能力、优 化管网布局、建设雨水调蓄设施等,以降低城市内涝风险。
06
MIKE11软件学习资源推荐
官方教程和在线帮助文档
MIKE11官方教程
提供详细的软件操作指南和案例分析,适合初学者入门。
在线帮助文档 包含软件各模块的详细说明和使用技巧,方便用户随时查 阅。
涉及水文统计、设计洪水、径流分析 等内容。
水利工程原理
涵盖水库调度、洪水预报、水资源配 置等。
河流动力学基本概念
河流地貌与形态
包括河流地貌类型、河流形态与 分类等。
河流泥沙运动
涵盖泥沙来源、泥沙运动方式、河 床演变等。
河流动力学原理
涉及水流阻力、水流连续性、动量 方程等内容。
数值计算方法简介
有限差分法
常见问题解答 针对用户在使用过程中遇到的问题,提供详细的解决方案。
学术期刊和论文资源
01
水文学与水资源领域期刊
如《水科学进展》、《水利学报》等,发表了大量与MIKE11相关的
如国际水文科学协会(IAHS)等组织的会议,汇集了国际水文学领域
的最新研究成果,包括MIKE11的应用实践。
模型建立与参数设置步骤
选择模型类型
根据研究目标和问题类型,选择合适的 MIKE11模型类型,如水文模型、水动力模型
MIKE11中文教程
a
b
Auto Route Branch
1)
ARCView shp
2) 3)
4) 5) 6) 7) 8) 9) Link Channel
5
.xns11
x, z
WORD
EXCEL
MIKE
10
11
FORTRAN BASIC EXCEL VBA
MIKE 11
.txt
1
MIKE 11 New Cross Sections
7
13
Warning Message
MIKE 11
MIKE 11
MIKE 11 MIKE.ini
1 - RR /
1. 2. 3. 4.
MIKE 11 RR
30-60 CPU
1000-2000
10 25 mm 50 250mm Lmax 0.1*Umax 01 500 1000 hr 01 01 01 3 48 hr 500 5000 hr
9 9
3
MIKE 11 RR
MIKE 11 RR
MIKE 11 RR 1
9
h
network points
ctrl+c
excel
y
xy x
i maximum
Network -> Resize Area ... minimum OK
j
k Auto Connect Branches Data
Network -> Network -> Settings->Network
l
shp
160km2 LIVER LIVER
MEAN RAIN EVAP QOBS
35
MIKe系列软件介绍
MKE11
MIKE11包含如下基本模块:
水动力学模块(HD):采用有限差分格式对圣维南方程组进行数值求解,模拟水文特 征值(水位和流量)。
降雨径流模块(RR):对降雨产流和汇流进行模拟。包括NAM,UHM,URBAN, SMAP模型
对流扩散模块(AD):模拟污染物质 在水体中的对流扩散过程。
软件的功能涉及范围从降雨产流河流城市河口近海深海从一维到三维从水动力到水环境和生态系统从流域大范围水资源评估和管理的mikebasin到地下水不地表水联合的mikeshe一维河网的mike11城市供水系统的mikenet和城市排水系统的mikemouse二维河口和地表水体的mike21近海的沿岸流litpack直到深海的三维mike3
MIKE21
MIKE21模拟的水质运移过程
基于GIS的水下地形处理和显示
MIKEMOUSE——城市排水系统模拟软件
MOUSE是模拟城市排水,污水系统的水文, 水力学和水质等集成工程软件, 它集成了城市下水系统中的表面流,明渠流,管流,水质,和泥沙传输等模型。
MOUSE的典型应用包括合流下水道溢出研究( CSO),生活污水管溢出 ( SSO),复杂RTC 计算和分析, 分析和诊断现有雨水和生活污水管系统问题。 应用MOUSE可研究:
MapInfo, ArcInfo 或ArcView数据格式,或使用鼠标简单地点击生成。 ◆ 实时控制功能 管网自动监控系统(压力、水质等),用任何SCADA系统实现供水取水
水源到用户的实时监测和操作运行模拟。实时控制和掌握供水系统运行状况。 ◆ 逼真的动态演示 MIKE NET提供多种平面图和剖面图表示方式,动态演示平面、剖面管网
MIKe软件系列简介
主讲人
MIKE11培训教程
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:
•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!
3290
Heng
4830
Zengjiang
33031
Henghai
2550
Zhongtang
13843
Hongguo
18074
Zhongtang1
824
Huang
8245
三步:建立东江模型的河网文件
1)引入河网背景图
打开MIKE ZERO,FileNewMIKE 11River Network(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LayersAdd/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,LayersProperties...将图像坐标Image Coordinates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。
mike11-HD模型简述
MIKE 11 HD主要用于洪水预报与水库联合调度、河渠灌溉系统的设计调度,以与河口风暴潮的研究,是目前世界上应用最为广泛的商业软件,具有计算稳定、精度高、可靠性强等特点,能方便灵活地复杂河网水流、模拟闸门、水泵等各类水工建筑物的运营调度,尤其适合应用于水工建筑物众多、控制调度复杂的情况。
Mike11水动力计算模型是基于垂向积分的物质和动量守恒方程,即一维非恒定流Saint-Venant方程组来模拟河流或河口的水流状态。
ðA ðt +ðQðx=qðQ ðt +ð(αQ2A)ðxg+gAðℎðx+gn2Q|Q|AR4/3=q式中:x、t 分别为计算点空间和时间的坐标,A 为过水断面面积,Q为过流流量,h为水位,q为旁侧入流流量,C为谢才系数,R为水力半径,α为动量校正系数,g为重力加速度。
方程组利用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解,如下图5.1所示。
该格式在每一个网格点不同时计算水位和流量,而是按顺序交替计算水位或流量,分别称为h点和Q点。
Abbott-Ionescu格式具有稳定性好、计算精度高的特点。
离散后的线形方程组用追赶法求解。
图 1 Abbott格式水位点、流量点交替布置图• 连续性方程求解对每一h 点求解连续性方程。
h 点处过流宽度b s 可以描述为,ðA ðt =b s ðℎðt则连续方程可以写为,ðQ ðx +b s ðℎðt=q 这里空间步长上,只有对Q 求导,如图5.2所示,则在时间步长n+1/2时,空间步长对Q 的导数为,ðQ ðx ≈Q j+1n+1+Q j+1n 2−Q j−1n+1+Q j−1n 22∆x jðℎðt ≈ℎj n+1−ℎj n ∆t而b s 又可以写为,b s ≈A o,j −A o,j+1∆2x j 式中A o,j 为计算点j-1和j 之间的面积,A o,j+1为计算点j 和j+1之间的面积,Δ2x j 为计算点j-1和j+1之间的空间步长。
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02.MIKE 11 水动力模块页面介绍
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MIKE 11 水动力学模块
文件设置
设置MIKE 11 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)
模型结构
模 拟 文 件.sim11
断 面 文 件.xns11
参 数 文 件.hd11
河 网 文 件.nwk11
时 间 序 列 文 件
.dfs0
边 界 文 件.bnd11
MIKE 11 水动力学模块
数据名称说明
流域数据
河网形状,ArcGis或AutoCAD电子地图或流域纸图
水工建筑物和水文测站的地理位置
河道和滩区地形数据河道断面,间距视研究对象而定,应能反映沿程断
面的变化
若模拟滩区行洪,需滩区地形数据(或水位-蓄水量
关系曲线)
水工建筑物水工建筑物地理位置、设计参数及调度规则等
水文测量数据
用于设置边界条件
用于模型率定和验证MIKE 11 水动所需数据资料
模拟文件编辑器
•两大作用:
• 定义模拟设定
- 模拟类型, - 模拟时段, - 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
应用模块选择(HD/AD/WQ)?
非稳态/准非稳态? 哪些输入文件? 模拟时段及时间步长? 初始启动模式?
文件扩展名: *.nwk11
河网文件编辑器河道定义:
• Topo ID
•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 x
文件扩展名: *.xns11 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
• Topo ID
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)
标记
有效面积
水力半径类型选择
阻力半径:
水力半径:
一般根据经验和水力学特性选择水力半径类型:
深窄型河道,阻力半径计算的特性流量往往偏大,适合用水力半径;
存在明显滩区的河道,使用阻力半径。
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) Q Q Q
h or Q/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。
文件扩展名: *.bnd11
文件扩展名: *.dfs0 时间序列文件
文件扩展名: *.hd11 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
参数设置
河床糙率:
类型:
• Manning-Strickler M [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)
HD 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 = 30
M = 30 M = 25 M = 20
0.0 5000 10000 15000 20000 距离 [m]
曼宁系数
NAM与HD的耦合
NAM与HD的耦合
MIKE VIEW
MIKE 11 水动力学模块
Thank you Your’s sincerely Harry Cai
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