MIKE.ZERO..2007水利模型系统MIKE21中文教程

1.3
水动力学计算设置步骤
地形文件设置 通过导入基于测量和数字化海图的图形数据来设置地形 创建边界条件 在边界设置水位边界条件 设置风场条件 水动力学模型的验证需要模拟区域内同步测量的水位和流速值。 创建验证数据 创建流速和方向的数据 创建水位的数据
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图 2.3 ASCII 文件，描述特定地理位置的高（深）度（经度、纬度和深度）
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图 2.4 Wroking Area
图 2.5 背景管理
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图 2.6 从 ASCII 文件导入数字化海岸线和水深数据
图 2.7 导入了陆地和水深数据后的模拟地区
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图 2.12 调整后的地形图
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3 3.1
生成输入参数 创建水位边界条件
模型的开边界附近有 4 个水位测站的测量水位数据。由于强烈的潮流作用和柯氏力的 影响，在每个开边界的端点都需要水位数据。 实例的目的是根据 4 个测站测量的数据内插值成两条边界上的水位边界条件。4 个测 站如表 3.1所示。
图 2.9 定义地形
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图 2.10 导入地形数据和定义地形的模拟地区（黑色长方形）
现在模拟地区如图 2.10所示，其中的图象文件实际上作为背景图（map.gif）显示。背 景图可以用来人工绘制模拟区域或使用菜单条中的工具调整某些面积。 从背景图中导入数据（点击“Import from background ”并拖住鼠标选择需要的点，选 择的点会变色，最后再点击“Import from background ”重新选择点）。然后就可以把 xyz 数据内差为网格点了（WrokArea BathymetryInterpolate）。保存地形设置文 件，并在网格编辑器中打开生成的 dfs2 文件。
下一步是定义 Bathymetry（Work AreaBathymetryNew）。
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图 2.8 地形管理
定义地形如下： Grid Spacing 为 900m 原点坐标 East 337100m 和 North 6122900m 方向角(Orientation)327 度 网格大小 x 方向 72 个， y 方向 94 个
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图 2 .11 网格编辑器中内差后的地形
用户需要对模拟区域进行调整，使其只有两个边界，即北边界和南边界。通过在东边 界的南部添加陆地、和添平地形图中的小湖泊使东边界闭合。而且，还要仔细检查地 形图，避免在模拟地区边缘内有很深的水体。调整北部边界使其沿第 93 行从 60 到 69 是开边界，调整南部边界使其沿第 0 行从 1 到 30 是开边界。使用陆地值添平靠近边界 的地区，如图 2.11所示。 用户可以借助绘图工具中网格绘图控制来绘制地形图。选择 FileNewPlot Composer 。从菜单中选择 PlotInsert New Plot Object。选择 Grid Plot 。在“Plot Area ”上右击鼠标，选择“Properties”和“Master files”来确定目标文件。
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生成地形文件
图 2.1 模拟区域
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根据海图我们可以在“Bathymetry Editor ”中确定模拟区域。
图 2.2 定义模拟区域
确定的 Wroking Area 在 UTM－33，原点坐标为东 290000 米、北 6120000 米，Width 为 120000 米, Height 为 120000 米的正方形（见图 2.2）。Wroking Area 图如图 2.4所示。 用户还要从 ASCII 文件中导入数字化的海岸线数据（land.xyz）和水域数据 （water.xyz），见图 2.5，要注意转换地理坐标（Work Area Background MangementImport ），见图 2.6。
MIKE 21 平面二维水流模型
渐进练习实例
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目
MIKE 21 平面二维水流模型
渐进练习实例
录
1.1 1.2 1.3 2 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.3 3.4 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4
背景知识 .................................................................................................................................2 练习实例的目的 .....................................................................................................................3 水动力学计算设置步骤 .........................................................................................................3 生成地形文件 .........................................................................................................................4 生成输入参数 .......................................................................................................................12 创建水位边界条件 ...............................................................................................................12 把测量水位导入时间序列文件 ...........................................................................................13 创建边界条件 .......................................................................................................................17 初始表面高度 .......................................................................................................................20 风条件 ...................................................................................................................................20 边界处的密度变化 ...............................................................................................................21 模型建立 ...............................................................................................................................23 平面二维水流模型 ...............................................................................................................23 模型校核 ...............................................................................................................................33 测量水深 ...............................................................................................................................33 流速测量 ...............................................................................................错误！未定义书签。 模型结果提取 .......................................................................................................................35 比较模型结果与测量结果 ...................................................................................................39
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1. 概述
本实例以连接丹麦和瑞典的跨海(Øresund)工程为例。
图 1.1丹麦海峡 (Øresund)
1.1 背景知识
1994 年，哥本哈根和 Malmö开始了连接丹麦和瑞典隧道及桥梁的项目。该项目执行 了严格的环境要求，即隧道和桥梁对波罗的海的环境不得产生任何影响。这样的要求 意味着桥梁和隧道设计的阻流作用小于 0.5%，同理，溢流和排放的最大流量也要得 到控制。为了达到环境的要求和监理工程施工，建立了一个主要的监测程序。整个监 测程序包括 40 多个水文测站，收集水文、盐度、温度和流场数据。另外还为 ADCP 的船载测站和 CTD 等固定站点进行了广泛的补充测量。监测程序最初于 1992 年开始 并一直持续到本世纪。 由于 Øresund 海域天然水文的多样性和多变性，连接工程的阻流作用只能通过数值模 型来评价。而且，Øresund 的情况需要一个三维模型。所以，利用 DHI 的三维模型— —MIKE3 对 Øresund 整个海域进行模拟，并在其中设置嵌套模型，网格尺寸水平方向 由连接工程附近的 100 米到 Øresund 较远海域的 900 米，垂直方向网格尺寸是 1 米。 随后，MIKE3 模型会根据现场测量数据阶段进行校核和验证。 根据监测程序得到的数据，初步选择足以反映 Øresund 海域天然水文多样性的 3 个月 作为模拟的“设计时段”。设计时段用来对连接工程进行详细的规划和优化，并确定 需要填充的挖泥量，以达到对环境没有任何影响。
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1.2
练习实例的目的
练习实例的目的在于为 Øresund 建立并校核 MIKE21 平面二维水流模型，生成令人满意的校 核结果。 此次练习和实际工程操作相同，但根据输入数据也做了一些预备工作，主要是为用户准备了 MIKE21 格式的输入数据，以保证原始数据的准确性和预处理。根据数据的数量和质量，数 据的处理是非常耗时但又必不可少的过程。本实例中，所有的原始数据都以 ASCII 文件的格 式提供，所有相关数据和文件请在以下目录中查询： \MIKEZero\Example\MIKE_21\FlowModel\HD\Sound.