Mike11 NAM模型介绍

汛期开始时延迟地下水补充的发生 一般取值范围: 0.0 - 0.7
CKBF 基流计算的时间常数 决定基流过程线的形状 一般取值范围: 500 - 5000 hr
模型率定
参数
Umax Lmax CQOF CK12 CKBF
MIKE 11 - NAM
目标：总水量平衡、径流过程线形状相似
描述
地表储水层最大含水量 土壤层/根区最大含水量 坡面流系数 坡面流和壤中制总水 量平衡 坡面流、入渗、蒸散发和基流。控制总水量 平衡 坡面流量和入渗量 坡面流和壤中流演算。控制地表径流形状 地下水补给演算。控制基流形状
取值范围
10－25 mm 50－250mm, Umax ≈ 0.1Lmax 0－ 1 3－48 hr 500－5000 hr
计算的日志（记录了计算过程发生的warning和error）
RR文件 sim11文件 自动率定文件 记录计算开始时间和计算结束时间
Thank you
Your’s sincerely Harry Cai
© DHI
取值范围
500 －1000 hr 0－1 0－1 0－1
2. 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
自动率定
参数自动率定
总体水量平衡 总体均方根误差 高流量均方根误差 低流量均方根误差 计算次数 排除的初始天数
对120 km2的TEST河流域进行降雨径流计算。建模所需时间序列文件包括： 雨量站的降雨数据、蒸发站的蒸发数据、水文站实测流量数据。
模拟时段：1996/8/11 8:00至1996/8/22 8:00。
计算时间步长：1小时。 保存时间步长：1小时。
结果文件夹（存放res11，Add.res11） 结果图(存放结果dfs0，plc) 时间序列文件 统计结果的文本文件
GROUNDWATER STORAGE LOWER ZONE STORAGE
L
GWL
CKBF
BF BaseFlow
Depth
GWLBFo
RR文件 sim11文件
导入RR文件
插入流域
生成率定图
MIKE 11 - NAM
积雪储水层
可选项: 如果加入融雪，则需要 温度数据
Csnow(T T0 ) 融雪量Qmelt ＝ 0
SNOW STORAGE
MIKE 11 - NAM
QOF Overland Flow
CK1
RAIN
P Ep
CK2
OF IF
Pn Umax
Ps
SURFACE STORAGE
Root Zone
L
U
QIF InterFlow
Ea
DL Lmax Lmax Sy G CAFlux GWPump BFu GWL
, Temp < T0 , Temp > T0
加入融雪模块 恒定的融雪系数 临界温度 按高程修正降雨
MIKE 11 - NAM
地表储水层
QOF Overland Flow
CK1
降雨 P Pn Umax
地表储水层
CK2
OF Ep IF
U
QIF InterFlow
Infiltration
坡面流
MIKE 11 - NAM
融雪径流PS＝
降雪
积雪储水层
for T T0 for T T0
Ps
地表储水层
Qmelt 0
for WR Cwr Ssnow for WR Cwr Ssnow
Csnow : 融雪系数，mm/c/day
Ssnow : 储雪量；Cwr：积雪持水系数 WR : 积雪含水量
Ps = 0 Ps = f (Qmelt)
含水率变化
地表储水层最大含水量
根区储水层最大含水量 坡面流系数 壤中流汇流时间常数 坡面流汇流时间常数 产生坡面流的根区土壤含水量阈值
产生壤中流的根区土壤含水量阈值
MIKE 11 - NAM
地下水储水层
G CAFlux GWPump BFu GWL CKBF BF
地下水储水层
BaseFlow GWLBFo
04. NAM模型介绍
讲师：Harry cai 2014.09
MIKE 11 RR中包含了众多的水文模拟方法
• • • • • • • NAM UHM SCS SMAP Urban FEH DRiFT
MIKE 11 - 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、气温
for U E p for U EP
L Lmax
MIKE 11 - NAM
初始条件
需要给定的初始条件:
• 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
计算前半年-1年的结果受初始条件影响较大
初始条件
地表储水层初始土壤含水量比例
根区储水层初始土壤含水量比例 坡面流初始值 壤中流初始值
基流初始值
时间序列
MIKE 11 - NAM
主要参数
Umax 地表最大储水量 影响蒸发和水量平衡 一般取值范围: 10-25 mm Lmax 根区最大储水量 影响蒸发和水量平衡 一般取值范围: 50-250 mm CK12 地表径流计算的时间常数 决定流量峰值形状 一般取值范围: 3 - 48 hr TOF 地表径流的根区阈值 汛期开始时延迟地表径流的形成 一般取值范围: 0.0 - 0.7 CQOF 地表径流系数 将净降雨分配为地表径流和入渗 一般取值范围: 0.01 - 0.9 CKIF 壤中流时间常数 与 Umax 一起决定壤中流流量 一般取值范围: 500-1000 hr TIF 壤中流的根区阈值 汛期开始时延迟壤中流的形成 一般取值范围: 0.0 TG 地下水补充的根区阈值
积雪含水量加入融雪模块恒定的融雪系数临界温度按高程修正降雨mike11nam地表储水层qofoverlandflowck1ck2降雨ofpepifpnumaxu地表储水层qifinterflowinfiltration坡面流mike11nam地表储水层mike11nam地表储水层qofoverlandflowck1ck2降雨ofpepifpnumaxu地表储水层qifinterflowinfiltration壤中流qifmike11nam根区储水层eadllmax根区储水层lcafluxinfiltrationrecharge含水率变化地表储水层最大含水量根区储水层最大含水量坡面流系数壤中流汇流时间常数坡面流汇流时间常数产生坡面流的根区土壤含水量阈值产生壤中流的根区土壤含水量阈值mike11nam地下水储水层gcafluxgwpumpbfugwlckbfbfbaseflow地下水储水层gwlbfo地下水补充基流mike11nam地下水储水层gcafluxgwpumpbfugwlckbfbfbaseflow地下水储水层gwlbfo毛细管流产生地下水的根区土壤含水量阈值基流汇流时间常数mike11nam蒸散发计算eforu?e?pp蒸发量e?u?eaforu?ep?leaep?ulmaxmike11nam初始条件需要给定的初始条件
• 主要结果:
地表径流、地下水位、土壤含水率等
MIKE 11 - NAM
半分布式流域模型
Mike 11 河网 MIKE 11 河网 旁侧入流 旁侧入流
支流入流 支流入流
结合GIS应用水文模型
降雨
蒸散发
土地覆盖
地形
地质等其他信息
模型结构
SOIL MOISTURE PROFILE Owp Ofc Osat SNOW
地下水补充 基流
MIKE 11 - NAM
地下水储水层
G CAFlux GWPump BFu GWL CKBF BF
地下水储水层
GWLBFo
BaseFlow
毛细管流
产生地下水的根区土壤含水量阈值
基流汇流时间常数
MIKE 11 - NAM
蒸散发计算
蒸发量
EP E U Ea
Ea ( E P U )
建议率定步骤:
1. 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
模型率定
参数
CKIF TOF TIF TG
MIKE 11 - NAM
描述
壤中流排水常数 坡面流临界值 壤中流临界值 地下水补给临界值
影响
控制峰值壤中流产生的大小和相位 汛期开始时延迟地表径流的形成 汛期开始时延迟壤中流的形成 汛期开始时延迟地下水补充的发生
地表储水层
MIKE 11 - NAM
地表储水层
QOF Overland Flow
CK1
降雨 P Pn Umax
地表储水层
CK2
OF Ep IF
U
QIF InterFlow
Infiltration
壤中流
QIF
MIKE 11 - NAM
根区储水层
Ea DL
Lmax
根区储水层
CAFlux
L
Infiltration / Recharge