MIKE SHE分布式水文模型培训教程
基于MIKESHE的流域表层土壤含水量时空变化特征分析
基于MIKESHE的流域表层土壤含水量时空变化特征分析随着气候变化和人类活动的影响，土壤含水量的时空变化对流域水资源管理和生态环境保护具有重要意义。
MIKESHE模型是一种有效的流域水文模型，可以模拟流域内土壤含水量的时空变化。
本文将基于MIKESHE模型，对流域表层土壤含水量的时空变化特征进行分析，旨在深入了解土壤含水量的变化规律，并为流域水资源管理和生态环境保护提供理论支持。
一、研究区域概况选择研究区域为某流域，该流域位于我国南部，地势起伏较大，气候湿润，为典型的亚热带季风气候。
流域内有森林、草地、耕地等不同类型的土地利用，流域水系发育，是当地重要的水源保护区。
二、MIKESHE模型简介MIKESHE模型是一种基于有限元法的流域水文模型，可以模拟流域内地表径流、土壤含水量、地下径流等水文要素的时空变化。
该模型结合了土壤水文过程和地下水流动机制，能够较为准确地反映流域内土壤含水量的变化。
三、数据采集与模型建立1.数据采集采集研究区域的降雨、蒸发、地表径流、土壤含水量等水文要素数据，并获取数字高程模型（DEM）数据、土地利用数据等地学信息数据。
2.模型建立基于采集的数据，建立MIKESHE模型，包括建立流域有限元网格、设定模型参数、进行模型验证等步骤。
四、土壤含水量时空变化特征分析1.季节变化特征通过模拟分析，得出研究区域土壤含水量的季节变化规律。
结果显示，春季降雨较多，土壤含水量呈现增加趋势；夏季气温较高，蒸发增加，土壤含水量出现减少；秋季降雨逐渐减少，土壤含水量开始下降；冬季降雨较少，土壤含水量维持在较低水平。
2.空间分布特征利用模型模拟结果，分析了研究区域不同位置土壤含水量的空间分布特征。
结果显示，流域上游山地土壤含水量较丰富，主要受降雨的影响；流域中游平原地带土壤含水量受蒸发和植被蒸腾的影响较大；流域下游湿地土壤含水量相对较高，与地下水关系密切。
3.林地、草地、耕地的影响分析了研究区域不同土地利用类型对土壤含水量的影响。
2-2015 MIKE 11-MIKE SHE
• 在太阳能作用下
• 保持平衡
• 闭合系统
NASA Goddard Space Flight Center
尺度: 流域/子流域/子流域单元
人口: 100万
流域面积: 7000 km2
人口: 4000万
流域面积: 500,000 km2
Laural Creek 子流域单元 人口: 10万 流域面积: 70 km2
明渠流
1D 扩散波 坡面流 2D 扩散波
蒸散发
Kristensen & Jensen 不饱和流 1D 理查兹 方程 饱和流 3D 达西流
MIKE SHE 的模块构成
• 坡面流（OL） • 河流和湖泊（OC） • 不饱和带/包气带（UZ）
• 蒸散发（ET）
• 饱和带（SZ）
• • •
不饱和地下 水流
明渠流 (MIKE 11)
饱和地下水流
水文模拟结构
集总式模型
优点: 无需流域数据 • 基于流域进行参数定义 缺点: 很大程度上取决于率定 (e.g. 流量) 缺点: 不适用于方案分析
质量和动量守恒 如： 达西定律
物理模型
优点: 利用已有的流域数据，因此 受率定的影响较小 •优点 基于网格进行参数定义 : 适用于方案分析 缺点: 容易数据不足
地下尺度
径流组成
地表径流
深层地下水流量
USGS
径流
• 径流取决于地表属性 − 土地利用，植被，土壤类型 − 高程，地形，坡度 − 排水管网 (e.g. 地表坑洼积水) • 径流取决于气象条件 − 降水类型 – 雨，雪 − 强度，历时，空间分布，前期雨量 − 气温，风速，相对湿度等等
一个综合的模型将降雨分割成径流、下渗以及蒸散发三部分
分布式水文模型MIKE SHE模拟杨树(P.×euramericanacv.)人工林生态系统水文过程
分布式水文模型MIKE SHE模拟杨树(P.×euramericanacv.)人工林生态系统水文过程1刘晨峰1，张志强1，孙阁2，朱金兆1，查同刚1，申李华1，方显瑞11. 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京（100083）2. Southern Global Change Program，USDA FS, 920 Main campus，Raleigh，NC 27606，U.S.AE-mail：zhqzhang@摘要：本文采用基于物理过程分布式水文模型MIKESHE模型对北京市大兴区永定河沿河杨树（P.×euramericanacv.）人工林生态系统蒸发散、土壤水分含量以及地下水位等水文要素过程进行了模拟。
分别采用2005年和2006年采用涡度相关法测定的生态系统日蒸散值以及烘干法测定的不同深度土壤含水量进行模型参数校正与模拟效果验证。
采用验证过的模型对该地区地下水位进行模拟，并与2006年实测地下水位值进行比较，以揭示该区水分平衡的的观测值。
研究结果表明，经对模型主要参数土壤不同剖面层的划分以及各层水分物理属性的反复修正，将土壤剖面自地面起至饱和水位线分为三层且各层的饱和导水率Ks分别设定为5e-006、0.0002m/s和2e-006m/s；模型验证精度较高，对日蒸散量的模拟结果中相关系数R由模型校正过程中的0.69上升为模型验证结果中的0.86；对土壤含水量的模拟验证结果中确定性系数E分别为0.78和0.56，比模型校正中所得的0.27有较大提高，模拟值与实测值有了较为一致的变化趋势，提示模型参数设置基本合理，模拟结果可以相信；在模型的应用过程中，用地下水位的实测值与模拟值进行比较，两者差异较大，相关系数为0.55，从模拟结果可分析出降雨对当地地下水位并没有明显的补给作用，而实测值的显著变化同时提示出当地地下水位的持续下降可能是由于对林区及其周边农田旱季抽水灌溉造成的，或者由于该研究中水分交换界面的划定对于研究区地下水位变化而言研究尺度太小，对地下水位持续下降的原因分析还需扩大时间和空间尺度来研究。
MIKE培训教程
目录
• MIKE软件概述 • MIKE基础操作 • 水动力模型建立与分析 • 水质模型建立与分析 • 生态系统模型建立与分析 • MIKE在水利工程中的应用 • MIKE在环境科学中的应用 • 总结与展望
MIKE软件概述
01
软件背景及发展历程
01
初始阶段
MIKE软件起源于20世纪80年代，最初是为了解决水利工 程中的水流模拟问题而开发。
结果应用
将水质模型结果应用于水 环境管理、污染控制、生 态修复等方面，为决策提 供支持。
05 生态系统模型建立与分析
生态系统模型基本原理
生态系统的组成与结构
生态系统由生物群落及其生存环境组成，包括生产者、消 费者、分解者等角色，以及物质循环和能量流动等基本过 程。
生态系统模型的作用 生态系统模型是对生态系统结构和功能的抽象表达，用于 描述系统内部各组分之间的相互作用和动态变化，以预测 生态系统的行为和响应。
谢谢聆听
在MIKE中建立水动力模型
MIKE软件介绍
MIKE是一款功能强大的水动力 模型软件，提供丰富的模型库和 工具，支持一维、二维和三维水
动力模型的建立和分析。
模型建立流程
在MIKE中建立水动力模型需要 遵循一定的流程，包括选择模型 类型、定义计算域、设置网格、 输入参数、设定初始条件和边界
条件等。
模型参数设置
启动方法 双击桌面上的MIKE软件图标；
或者在开始菜单中找到MIKE软件并单击启动。
界面布局及功能介绍
菜单栏
包含文件、编辑、视图等基本操作选项；
工具栏
提供常用功能的快捷按钮；
界面布局及功能介绍
工作区
显示当前操作的文件或项目；
2024年度MIKE21水环境培训教材
综合考虑水质、水量、生态等多方面因素，利用MIKE21制定水环境 综合治理方案，实现水环境的全面改善。
2024/3/23
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06
MIKE21在科研领域的应用
2024/3/23
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水环境科学研究热点问题探讨
2024/3/23
水体富营养化
探讨水体富营养化的成因、过程、影响及防治策略，利用 MIKE21进行富营养化过程的模拟和预测。
应用前景展望
随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，MIKE21 在水环境科研领域的应用前景将更加广阔。未来可以进 一步拓展MIKE21在气候变化影响评估、水资源优化配 置、水生态系统恢复等领域的应用研究，为推动水环境 科学的深入发展做出贡献。
2024/3/23
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07
总结与展望
2024/3/23
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水资源优化配置
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水资源供需平衡分析
01
基于MIKE21的水资源模拟功能，分析区域水资源的供需平衡状
况，为水资源合理配置提供决策依据。
多目标水资源配置方案制定
02
综合考虑经济、社会和环境等多方面因素，利用MIKE21制定多
目标水资源配置方案，实现水资源的可持续利用。
03 边界条件处理
针对不同的水域和边界条件，如水陆边界、开边
界、固壁边界等，采用相应的处理方法，以保证
模型的准确性和稳定性。
2024/3/23
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水质模型原理
水质组分输移
水质模型通过描述水质组分（如 溶解氧、营养盐、有机物等）在 水体中的输移过程，包括对流、
扩散、反应等机制。
2024/3/23
MIKE中文教程
MIKE中文教程《MIKE中文教程》第一章：简介MIKE是一款强大而全面的水文水资源模拟软件。
MIKE软件系列是丹麦水利研究所（DHI）开发的，已经在全球范围内得到广泛应用。
MIKE软件主要用于水文水资源研究和管理工作，包括河流、湖泊、海洋等水域模拟以及水资源评估等方面。
第二章：安装和配置第三章：基础概念本章介绍MIKE软件中的基础概念，包括水文学基础、水资源管理概述、模型基础等。
用户需要了解这些基础概念，才能更好地理解和应用MIKE软件。
第四章：模型建立本章介绍如何在MIKE软件中建立水文水资源模型。
包括数据导入、模块选择、模型参数设置等方面的内容。
用户需要掌握模型建立的方法和步骤，以便能够灵活地应用MIKE软件进行模拟分析。
第五章：模型运行本章介绍如何对建立好的模型进行运行和分析。
包括模型参数调整、模拟结果分析等方面的内容。
用户需要学会合理地调整模型参数，并能够准确地评估模拟结果。
第六章：模型评估本章介绍如何对模型进行准确性评估。
包括观测数据对比、模型表现评价等方面的内容。
用户需要学会评估模型的准确性，以便能够对模拟结果提供可靠的科学依据。
第七章：模型应用本章介绍如何将MIKE软件应用于具体的水资源管理工作中。
包括洪水预测、水质评估、水资源规划等方面的内容。
用户需要学会将MIKE软件与实际工作相结合，提供可行的管理措施和建议。
第八章：常见问题解答本章收集了使用MIKE软件过程中常见的问题及解答，帮助用户更好地解决遇到的困惑。
第九章：案例分析本章选取一些典型的水文水资源管理案例，进行详细分析和讨论。
用户可以通过这些案例了解实际应用中的问题和解决方法，提高自己的模拟分析能力。
第十章：进阶技巧本章介绍一些高级的模拟技巧和工具，帮助用户深入了解MIKE软件的功能和应用。
包括参数优化、模型调试等方面的内容。
第十一章：附录本章提供了一些相关的附加资料，包括MIKE软件的文献文档、参考书目等。
用户可以通过这些附录资料进一步扩展自己的知识面。
2024年度MIKE11培训教程
生态修复工程模拟
01
利用MIKE11的生态模块，模拟河流生态修复工程实施前后的水
流、水质、生态等要素的变化情况。
生态修复效果评估指标构建
02
基于河流生态系统特点，构建包括生物多样性、水质改善、生
态服务功能提升等方面的生态修复效果评估指标体系。
修复效果综合评估
03
结合模拟结果和评估指标，对河流生态修复工程的效果进行综
2
结果查看与导出
使用MIKE11的结果查看工具，查看模型的输出 结果，如水位、流量等。根据需要，将结果导出 为图表或数据文件。
结果分析与应用
3
对模型的输出结果进行分析和解释，评估模型的 性能和适用性。根据分析结果，对模型进行必要 的调整和优化。
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04
MIKE11高级功能应用
2024/3/23
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。
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 。
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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相关的学
术论文和应用案例。
02
国际学术会议论文
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
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。
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06
MIKE11软件学习资源推荐
2024/3/23
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官方教程和在线帮助文档
2024/3/23
15SHE模型PPT演示课件
S(z)——根吸收及土壤蒸发的源汇项
需要解决：K与土壤含水量的定量关系； 与土壤含水量的定量关系
土壤水动力学中有经验公式可用，参数需要率定
求解：隐式有限差分
15
15.2.5 饱和带水流 饱和带子模块：模拟地下水水位、饱和带水流、河道与含水
层之间的相互作用、地下水渗透量以及人工打井等 模拟基础：能量守衡和质量守衡
植被树冠截流 从树冠中排出 树冠表面蒸发 土壤表面蒸发 根系从土壤中吸收的水
图15-2 树冠截留和流域蒸散发示意图
净降雨、植被蒸腾和土壤蒸发率直接作用在土壤非饱和区域 植被截留子模块能够计算通过植被到达地面的净雨、植被截
留量以及由于植被截留而产生的蒸发量
6
水文模拟是否考虑截留取决于植被类型、生长期、植被覆盖 度和气候条件
程序模块化，由若干子模块组成：
（1）截流/蒸发(ET) ：采用Rutter方程\Penman-Monith方程、 Kristenson-Jenson两种方法求解截流量和蒸散发量
（2）坡面流和河道流(OC)：采用圣维南方程求解 （3）不饱和带(UZ)：采用Richard公式和重力流两种方法模拟 （4）饱和带(SZ)：采用改进的Guass-Seidel和Preconditioned
模型结构如图：
3
图15-1 SHE模型示意图
SHE模型：平面上将流域划分若干网格 垂向上将每个网格划分为若干水平层 考虑每个水平层的水流运动
以SHE模型为基础，研制很多分布式水文模型，如 MIKESHE，HETRAN等，并得到应用
分布式水文模型的共同特点：基于DEM描述地形地貌
4
15.2 SHE模型基本结构
22
模型包括６个独立的基于过程的模块： WM——水流运动，是模型系统最基本的模块 AD一一溶质的对流和扩散 GC——地球化学和生物反应 SE——土壤侵蚀 DP一一双向介质中的孔隙率 IR——灌溉 每个模块用以描述一个独立的水文过程
MIKE-21-HD-FM水动力模型逐步练习实例教学文案
MIKE-21-HD-FM⽔动⼒模型逐步练习实例教学⽂案M I K E-21-H D-F M⽔动⼒模型逐步练习实例MIKE 21 HD FM⽔动⼒模型逐步培训教程⽬录1概述 (1)1.1⼯程背景 (1)1.2练习实例的⽬的 (1)2创建计算⽹格 (2)2.1创建⽹格前需要注意的问题 (2)2.2创建?RESUND的计算⽹格 (3)2.2.1由原始的xyz数据⽣成mdf⽂件 (4)2.2.2三⾓边界的调整 (7)2.2.3模拟区域的三⾓划分 (8)3创建MIKE 21 FM⽔动⼒模型的输⼊条件 (13)3.1⽣成⽔位边界条件 (13)3.1.1把测量⽔位导⼊时间序列⽂件 (14)3.1.2创建边界条件 (19)3.2初始条件 (22)3.3风⼒作⽤ (22)4MIKE 21 FM模型搭建 (23)4.1FM模型 (23)4.2模型率定 (37)4.2.1实测⽔位 (37)4.2.2实测流速 (38)4.2.3模拟与实测结果⽐较 (39)概述本实例是连接丹麦和瑞典的跨海(?resund)⼯程。
图 1.1 Sound (?resund), 丹麦⼯程背景1994年，哥本哈根和马尔默(Malm?)开始了连接丹麦和瑞典隧道和桥梁的改造项⽬。
该项⽬执⾏了严格的环境要求，即隧道和桥梁项⽬对波罗的海的环境不产⽣任何影响。
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?resund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，?resund的情况需要⼀个三维模型。
所以，利⽤DHI的三维模型，MIKE 3对?resund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?resund 较远海域的900⽶，垂直⽅向⽹格尺⼨是1⽶。
mike培训教程 (2)
MIKE 11 HD、SO、AD、Ecolab完全实例教程通过建立东江水动力、水质模型，熟悉MIKE 11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！1 MIKE 11 HD – MIKE 11 水动力模型MIKE 11 HD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。
MIKE 11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。
1.1河网文件河网文件或许是MIKE 11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(，2517015.05)和(，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。
2024年MIKE21水质培训教程
MIKE21水质培训教程MIKE21水质模型培训教程1.引言MIKE21是一款广泛应用于水文、水质、泥沙和海洋等领域的数值模拟软件，具有强大的前后处理功能和灵活的模型构建方式。
水质模型作为MIKE21软件的核心模块之一，为研究水体中污染物的输移、扩散和衰减过程提供了有效的工具。
本教程旨在帮助初学者快速掌握MIKE21水质模型的基本操作和建模方法，为实际工程应用奠定基础。
2.MIKE21水质模型简介2.1水质模型分类MIKE21水质模型主要包括两大类：稳态模型和动态模型。
稳态模型适用于模拟长期平均水质状况，动态模型则可以模拟水质随时间的变化过程。
根据研究问题的不同，用户可以选择相应的模型进行模拟。
2.2水质模型原理MIKE21水质模型基于质量守恒定律和纳维-斯托克斯方程，考虑了污染物在水体中的对流、扩散和生物化学反应等过程。
模型通过求解偏微分方程组，得到污染物浓度随时间和空间的变化规律。
3.MIKE21水质模型操作步骤3.1创建项目启动MIKE21软件，创建一个新的项目。
在项目设置中，选择相应的地理坐标系和投影方式。
3.2导入数据导入研究区域的底图数据，如DEM、河网、土地利用等。
同时，还需要导入污染源数据、监测站点数据和边界条件等。
3.3建立模型3.3.1创建网格根据研究区域的特点，选择合适的网格类型（如矩形网格、三角形网格等）和网格分辨率。
在MIKE21中，可以通过自动或手动方式创建网格。
3.3.2设置边界条件根据实际情况，设置模型的边界条件。
边界条件包括入口浓度、出口浓度、自由液面等。
3.3.3设置初始条件设置模型初始时刻的污染物浓度分布。
3.3.4设置参数根据实际情况，设置模型中的各类参数，如污染物衰减系数、扩散系数等。
3.4模型求解设置求解器参数，如时间步长、迭代次数等。
然后运行模型，求解污染物浓度分布。
3.5结果分析利用MIKE21的后处理功能，对模拟结果进行分析。
可以绘制污染物浓度等值线图、浓度变化曲线等，以便于直观地了解污染物在水体中的分布和变化规律。
MIKE11培训教程
MIKE11中水质模型构建方法
数据准备
收集研究区域的水文、气象、地形、土地利用等基础数据，以及 污染源排放数据和水质监测数据。
模型建立
在MIKE11软件中，选择适当的水质模型模块，根据研究区域的特 点和数据情况，设置模型的初始条件和边界条件。
参数率定
通过对比模拟结果和实际监测数据，调整模型参数，使模拟结果更 加接近实际情况。
数据处理
支持数据导入、导出、筛选、排序等 操作。
基本操作技巧与快捷键
基本操作技巧 使用鼠标拖拽进行视图调整；
使用键盘快捷键进行快速操作；
基本操作技巧与快捷键
在属性窗口修改对象属性。 快捷键介绍 Ctrl+N：新建文件；
基本操作技巧与快捷键
01
Ctrl+O：打开文件；
02
Ctrl+S：保存文件；
不确定性量化方法
介绍不确定性量化的常用方法和技术，如蒙特卡罗模拟、贝叶斯分析等，以及如何在 MIKE11中实现这些方法。
敏感性分析和不确定性量化案例分析
通过具体案例，展示如何在MIKE11中进行敏感性分析和不确定性量化，帮助用户更好地 理解和应用这些方法。
07
总结回顾与拓展延伸
本次培训内容总结回顾
发展
经过数十年的不断发展和完善，MIKE11已经 成为国际上广泛认可的水文模拟软件。
最新版本
目前最新版本为MIKE11 2023，在用户界面 、计算效率和模型功能等方面都有显著提升 。
MIKE11功能特点与优势
01
02
03
功能特点
MIKE11具备一维河网水 动力模拟、水质模拟、泥 沙模拟、洪水预报等多种 功能。
01
MIKE11软件基础操 作
MIKE模型学习教程
（3）水动力学模型MIKE软件
MIKE软件是由丹麦水力研究所（Danish Hydraulic Institute，简称DHI）研究开发的，集降雨径流、地下水、河道乃至海洋，水体污染物物理、化学及生物模拟功能为一体的数学模拟软件。
其主要的模块包括：MIKE11（一维模型）、MIKE21（二维模型）、MIKE3（三维模型）、MIKE BASIN（流域管理模型），MIKE SHE（水文与地下水模型）、LITPACK（海岸线动力模型）、MIKE URBAN （城市给排水管网模型）、WEST（污水处理模型）等。
①MIKE11是一维河道、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。
图？？MIKE 11模型主界面
②MIKE21是二维河口、海岸及海洋模拟软件，主要用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境等。
图？？MIKE 21模型主界面
③MIKE FLOOD是一、二维模型的耦合工具，为MIKE 11和MIKE 21提供不同的连接方式，实现一、二维模型的耦合计算，连接方式有：标准连接、侧向连接、水工建筑物连接、流量连接（X，Y）等。
图？？MIKE FLOOD模型主界面。
分布式水文模型 未来之大势——以MIKE SHE模型为例
分布式水文模型未来之大势——以MIKE SHE模型为例[摘要] 作为目前最强大的综合性物理分布式水文模型，MIKE SHE适用于30m2到5000km2的流域，几乎能模拟所有的水文过程。
该模型在欧美等得到广泛运用。
经过三十年的研究和运用发展，全球相关学者和技术人员研究并运用了多模型，多参数，多手段方式方法对MIKE SHE进行诸多领域范围的适用开发和研究。
而在中国该模型的研究和运用鲜有问津。
随着地理信息系统的发展、模型自身的完善和自动化发展，尤其是今年环境问题的激化，分布式水文模型必将成为流行全球的解决办法和工具。
作为一个最强大的分布式水文模型之一，MIKE SHE也必定是未来的趋势。
[关键字]分布式水文模型MIKE SHI 大势所趋环境问题解决办法随着电脑和水资源管理需求的发展，水资源管理已经步入一个数字时代。
为研究流域系统的，人们研发出了各式各样的水文模型。
这些模型大致可以分为：集中式模型和分布式模型。
由于分布式水文模型的参数是由遥感数据解译而来，其可以节省大量的野外调查花费，因此可以推广，广泛运用于土地利用，覆盖，水文对土壤侵蚀的响应，非点源污染，气候变化影响以及地表过程。
近些年对该模型的研究也逐步深入。
然而，这种模型系统一般需要详细的数据，电脑分析过程也很复杂，另外，许多参数在适用前也都需要验证。
所以分布式水文模型研究进展不快，仍然处在研究阶段，距离广泛使用还有很长的路要走。
1 MIKE SHE 概述MIKE SHE 模型最早在1982年由丹麦液压研究所开发，基于物理的确定性的分布式模型系统。
几乎可以模拟所有的水文过程。
1998，美国农业工程学会会议上提交了几分评估材料，MIKE SHE 模型也凭借其广泛的适用性和可编辑性也在此引起了整个学会的注意。
2典型运用MIKE SHE 最初是为欧洲的水资源管理和环境保护的用户设计的。
直至目前，MIKE SHE 已经比较广泛的运用于高校，研究机构，咨询公司。
MIKE BASIN培训完整实例操作
运用工具栏上的“描述流域”（“Delineate catchments”）创建真正的子流域。
结果需如右图示：
添加其它要素，运行模型。
添加各流域的径流时间序列，运行此模型。
右击集水区或选择MB属性工具（见图）并点击集水区，将出现一个属性对话框。
（注：如果出现了一个不同的属性对话框，这是因为你选择了临近的一个要素。可以放大局部区域以便选择你所需要的）
你可为集水区命名。集水区类型是可选的（例如用于区分不同用户定义的要素类型）。在指定面积项中为每个集水区设定面积为2000 km2（两条支流输入1000 km2）。（输入的集水区面积并不需要与集水区大小成比例）。
当为第一个集水区输入径流数据时，点击“new”按钮。当提示输入文件名时输入“runoff”。系统将自动生成和保存格式正确的时间序列文件，比如“runoff.dfs0”（该时间序列将在下一步被系统检查）。
此DEM提供的地貌信息非常详细，所以整个河网在DEM中清晰可见。利用先前计算的流向网格，电脑从您点击的地方开始自动追踪河流下游的流径。
如果您认为追踪结果不合理，可按键盘上的“删除”“delete”键，删除上一次追踪的河流。请记住您此时处于编辑模式。
结果需如向右图所示：
在河网中加入流域节点(流域出口节点)。
请注意：河流节点在每个河段上下游会自动添加。在河流上指定流域节点，以此描述流域情况。节点代表流域的入流点或出口。在描述流域时，计算机从节点的各个方向追踪上游河流，运用流向网格来确定流向这个点的区域。
注意：通过点击河流节点上的流域节点，您也可以替换河流节点。
每次流域节点被加入模型后，会暂时出现形似“香肠”的流域。
将出现一个新的对话框，查看选项并选择
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2024年度MIKE水质培训教程
将模拟结果与实际观测数据进行对 比，验证模型的准确性和可靠性， 为后续的模型优化和应用提供依据 。
13
案例分享：某河流污染事件模拟
案例背景
介绍某河流污染事件的发生背 景、原因和影响。
2024/2/2
模拟过程
利用MIKE水质模型对该河流污 染事件进行模拟，包括污染物 的排放、扩散和降解等过程。
9
常见水质参数及其意义
溶解氧（DO）
反映水体自净能力和污染程度的重要 指标，过低会导致水生生物死亡。
生化需氧量（BOD）
表示水中有机物被微生物分解所需的 氧量，反映水体的有机污染程度。
2024/2/2
化学需氧量（COD）
表示水中能被强氧化剂氧化的物质所 需的氧量，也是反映水体有机污染程 度的重要指标。
7
02
7
感受到了水质模型建立过程中
数据的重要性和准确性对模型
7
结果的影响；
2024/2/2
03
领悟到了模型优化和调试的重 要性，需要不断尝试和改进才 能获得更好的结果；
04
意识到了团队合作的重要性， 需要相互协作、共同解决问题 。
25
未来发展趋势预测
MIKE水质模型将不断更新和完 善，功能将更加强大和智能化；
根据实际应用需求，对模型结构 进行改进，如增加新的水质变量
或调整模型的空间分辨率。
数据同化技术
利用数据同化方法，将多源观测 数据融合到模型中，提高模型模
拟结果的准确性和可靠性。
2024/2/2
21
调试策略及注意事项
调试前准备
确保模型输入数据的准确性和完
整性，理解模型结构和参数含义
。
01
逐步调试
Mike basin培训
Abstr action U S Z Z O S L Z Dra ins Ri S ve Z r
详细、完整的水文模型
集总式概念模型( MIKE BASIN)
输入数据，由模型得到 的结果代表空间的平均 值（每个模型区域）。 包含一些经验参数。
MIKE BASIN 模型概念 示意图
Water Resources Modelling MIKE BASIN
Water Resources Modelling MIKE BASIN
影响模型计算结果精度的因素：
获得更详细的水文资料，水库资料，需水、取水资料，分 配规则等；（在数量和质量上）
准确地获知流域内出现的自然或人工情况的改变/突变； （土地利用类型，耕地面积，流域面积，等）
使用模型中各个模块、功能的熟练程度。（包括编辑、使 用特殊程序语句，等）
Water Resources Modelling MIKE BASIN
来源：中国水利水电科学研究院水资源所
中国水资源现状与MIKE BASIN的关系
经济增 长 人口增长
Water Resources Modelling MIKE BASIN
不断增长的用水 需求和人口负荷
有限的水资源
对稀缺水资 源的激烈竞 争
子流域的降雨 径流计算结果
MIKE BASIN 水资源模型 （核心部分）
数据的前、后处 理及统计功能
面源污染物 负荷计算 Load Calculator 污 染物负荷模块
MIKE BASIN在水资源方面的主要应用
水资源管理
Water Resources Modelling MIKE BASIN
水量分配优化 干旱和洪水管理 水库操作调度 水电站发电 水文数据信息管理 河流水质
2024版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程
MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程•MIKEBASIN软件概述•水资源模型构建•水资源分析与管理•MIKEBASIN在流域规划中的应用•MIKEBASIN在城市水务管理中的应用•MIKEBASIN在农业灌溉中的应用•MIKEBASIN软件操作技巧与常见问题解答MIKEBASIN软件概述软件背景及功能背景MIKEBASIN是由丹麦水资源及水环境研究所（DHI）开发的一款综合性的水资源管理软件，旨在提供水资源规划、管理和决策支持的全流程解决方案。
功能MIKEBASIN具有水资源评价、水资源配置、水环境模拟、洪水预报与风险管理、水利工程运行管理等功能，支持多用户协同工作和数据共享。
应用领域与范围应用领域MIKEBASIN广泛应用于水资源规划、水环境保护、水利工程设计与运行管理等领域，为政府、企业和科研机构提供决策支持和技术服务。
应用范围MIKEBASIN适用于不同尺度的水资源管理，包括流域、区域、城市和农村等，可处理复杂的水资源问题，如水资源短缺、水污染、洪涝灾害等。
技术特点与优势技术特点MIKEBASIN采用先进的数值模拟技术和地理信息系统（GIS）技术，实现了水资源系统的精细化模拟和可视化表达；同时，软件支持多源数据融合和不确定性分析，提高了模拟结果的可靠性和准确性。
优势MIKEBASIN具有高度的灵活性和可扩展性，可根据用户需求进行定制开发；软件提供了丰富的数据接口和模型库，方便用户进行数据导入和模型构建；此外，MIKEBASIN还提供了完善的用户手册和在线技术支持，降低了用户的学习成本和使用难度。
水资源模型构建收集研究区域的基础地理信息数据，包括数字高程模型（DEM）、土地利用类型、土壤类型等；收集研究区域的气象数据，包括降水、蒸发、气温等；收集研究区域的水文数据，包括河流流量、水位、水质等；对收集的数据进行整理、格式转换和预处理，以便后续模型建立。
01020304数据收集与整理导入整理好的基础地理信息数据、气象数据和水文数据；构建研究区域的水系网络，包括河流、湖泊、水库等；根据研究需求，添加相应的模块和插件，如水质模块、生态模块等。
MIKE SHE分布式水文模型培训教程
MIKE SHE分布式水文模型培训教程II概述 ........................................................................... ...................................... 2-1 MIKE SHE模拟的水文过程 ........................................................................... .. 2-1 全球应用 ........................................................................... ............................... 2-1 MIKE SHE用户界面 ........................................................................... ............. 2-2 起步练习 ........................................................................... ............................... 2-4 步骤1 ― 启动 MIKESHE .......................................................................... ..... 2-4 步骤2 ― MIKE Zero工程 ........................................................................... ..... 2-5 饱和带（地下水）练习 ........................................................................... ......... 2-9 步骤 1 ― 创建一个新的MIKE SHE模型 ......................................................... 2-9 步骤 2 ― 建立模型显示图层 ........................................................................... 2-11 步骤3 ― 模拟设置 ........................................................................... ..............2-13 步骤 4 ― 定义模型范围 ........................................................................... .......2-15 步骤 5 ― 定义高程 ........................................................................... ..............2-19 步骤 6 ― 定义地下水补给 ........................................................................... ...2-19 步骤7 ― 地质模型 ........................................................................... ..............2-21 步骤8 ― 定义数值层属性 ........................................................................... ...2-25 步骤9 ― 数据前处理 .....................................................................................2-27 步骤10 ― 重新定义水平网格的离散 ..............................................................2-29 步骤11 ― 定义输出和率定项 .........................................................................2-30 步骤12 ― 运行模拟 ........................................................................... ............2-33 步骤13 ― 查看结果 ........................................................................... ............2-34 步骤14 ― 添加地质层 ........................................................................... ........2-36 步骤15 ― 结果浏览器的高级功能..................................................................2-39 非饱和带（单土柱）练习 ........................................................................... .....2-47 步骤1 ― 创建一个新的MIKE SHE文件 ........................................................2-47 步骤 2 ― 模拟设定 ........................................................................... ..............2-47 步骤 3 ― 定义模型范围和地表高程 ................................................................2-49 步骤4 ― 定义气候和植被 ........................................................................... ...2-50 步骤 5 ― 建立非饱和带模型 ........................................................................... 2-52 步骤6 ― 数据前处理 ........................................................................... ..........2-55 步骤7 ― 运行模拟 ........................................................................... ..............2-561 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7II MIKE SHE分布式水文模型培训教程? DHI4.8 4.9 55.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 66.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 77.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8步骤8 ― 查看结果 ........................................................................... ............. 2-59 步骤9 ― 了解模拟的灵敏度 .......................................................................... 2-63 明渠流练习（MIKE11） ......................................................................... ...... 2-65 步骤 1 ― 创建一个新的 MIKE 11文件 .......................................................... 2-65 步骤2 ― 创建河网 ........................................................................... ............. 2-69 步骤 3 ― 添加断面 ........................................................................... ............. 2-75 步骤 4 ― 添加边界条件 ........................................................................... ...... 2-78 步骤 5 ― 定义水动力参数 ........................................................................... .. 2-80 步骤 6 ― 运行模拟 ........................................................................... ............. 2-82 步骤7 ― 结果查看 ........................................................................... ............. 2-83 综合练习 ........................................................................... ............................. 2-87 步骤1 ― 打开MIKE SHE文件 ...................................................................... 2-87 步骤2 ― 添加河流模块 ........................................................................... ...... 2-89 步骤 3 ― 查看MIKE 11设置 .........................................................................2-90 步骤4 ― 添加坡面流模块 ........................................................................... .. 2-95 步骤 5 ― 运行模型 ........................................................................... ............. 2-96 步骤 6 ― 查看结果 ........................................................................... ............. 2-99 步骤7 ― 分布式的降雨输入 .......................................................................... 2-99 步骤8 ― 更改地下水排水的设置 ................................................................. 2-101 步骤9 ― 增加土地利用 ........................................................................... .... 2-102 步骤10 ― 添加参考蒸散发 ......................................................................... 2-104 步骤11 ― 搭建非饱和带模型 ...................................................................... 2-105 步骤12 ― 运行模拟 ........................................................................... ......... 2-107 步骤13 ― 查看结果 ........................................................................... ......... 2-108 水质模拟练习 ........................................................................... ............................... 2-109 步骤1 ― 打开您综合练习的模型 ................................................................. 2-109 步骤2 ― 激活WQ ........................................................................... ........... 2-109 步骤3 ― 定义基本的WQ 模拟 .................................................................... 2-110 步骤4 ― 定义溶质类型 ........................................................................... .... 2-113 步骤5 ― 定义饱和带溶质运移参数 ............................................................. 2-115 步骤6 ― 定义污染源 ........................................................................... ....... 2-118 步骤7 ― 定义结果储存 ........................................................................... .... 2-120 步骤8 ― 结果查看 ........................................................................... ........... 2-121II MIKE SHE分布式水文模型培训教程? DHI1 概述在水文循环过程中，水从海洋、湖泊、河流和土壤中蒸发，从植物叶面散发，形成的水汽输送到大气中，最终以雨和雪等形态降落到地面。
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MIKE SHE分布式水文模型培训教程II概述 ........................................................................... ...................................... 2-1 MIKE SHE模拟的水文过程 ........................................................................... .. 2-1 全球应用 ........................................................................... ............................... 2-1 MIKE SHE用户界面 ........................................................................... ............. 2-2 起步练习 ........................................................................... ............................... 2-4 步骤1 ― 启动 MIKESHE .......................................................................... ..... 2-4 步骤2 ― MIKE Zero工程 ........................................................................... ..... 2-5 饱和带（地下水）练习 ........................................................................... ......... 2-9 步骤 1 ― 创建一个新的MIKE SHE模型 ......................................................... 2-9 步骤 2 ― 建立模型显示图层 ........................................................................... 2-11 步骤3 ― 模拟设置 ........................................................................... ..............2-13 步骤 4 ― 定义模型范围 ........................................................................... .......2-15 步骤 5 ― 定义高程 ........................................................................... ..............2-19 步骤 6 ― 定义地下水补给 ........................................................................... ...2-19 步骤7 ― 地质模型 ........................................................................... ..............2-21 步骤8 ― 定义数值层属性 ........................................................................... ...2-25 步骤9 ― 数据前处理 .....................................................................................2-27 步骤10 ― 重新定义水平网格的离散 ..............................................................2-29 步骤11 ― 定义输出和率定项 .........................................................................2-30 步骤12 ― 运行模拟 ........................................................................... ............2-33 步骤13 ― 查看结果 ........................................................................... ............2-34 步骤14 ― 添加地质层 ........................................................................... ........2-36 步骤15 ― 结果浏览器的高级功能..................................................................2-39 非饱和带（单土柱）练习 ........................................................................... .....2-47 步骤1 ― 创建一个新的MIKE SHE文件 ........................................................2-47 步骤 2 ― 模拟设定 ........................................................................... ..............2-47 步骤 3 ― 定义模型范围和地表高程 ................................................................2-49 步骤4 ― 定义气候和植被 ........................................................................... ...2-50 步骤 5 ― 建立非饱和带模型 ........................................................................... 2-52 步骤6 ― 数据前处理 ........................................................................... ..........2-55 步骤7 ― 运行模拟 ........................................................................... ..............2-561 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7II MIKE SHE分布式水文模型培训教程? DHI4.8 4.9 55.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 66.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 77.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8步骤8 ― 查看结果 ........................................................................... ............. 2-59 步骤9 ― 了解模拟的灵敏度 .......................................................................... 2-63 明渠流练习（MIKE11） ......................................................................... ...... 2-65 步骤 1 ― 创建一个新的 MIKE 11文件 .......................................................... 2-65 步骤2 ― 创建河网 ........................................................................... ............. 2-69 步骤 3 ― 添加断面 ........................................................................... ............. 2-75 步骤 4 ― 添加边界条件 ........................................................................... ...... 2-78 步骤 5 ― 定义水动力参数 ........................................................................... .. 2-80 步骤 6 ― 运行模拟 ........................................................................... ............. 2-82 步骤7 ― 结果查看 ........................................................................... ............. 2-83 综合练习 ........................................................................... ............................. 2-87 步骤1 ― 打开MIKE SHE文件 ...................................................................... 2-87 步骤2 ― 添加河流模块 ........................................................................... ...... 2-89 步骤 3 ― 查看MIKE 11设置 .........................................................................2-90 步骤4 ― 添加坡面流模块 ........................................................................... .. 2-95 步骤 5 ― 运行模型 ........................................................................... ............. 2-96 步骤 6 ― 查看结果 ........................................................................... ............. 2-99 步骤7 ― 分布式的降雨输入 .......................................................................... 2-99 步骤8 ― 更改地下水排水的设置 ................................................................. 2-101 步骤9 ― 增加土地利用 ........................................................................... .... 2-102 步骤10 ― 添加参考蒸散发 ......................................................................... 2-104 步骤11 ― 搭建非饱和带模型 ...................................................................... 2-105 步骤12 ― 运行模拟 ........................................................................... ......... 2-107 步骤13 ― 查看结果 ........................................................................... ......... 2-108 水质模拟练习 ........................................................................... ............................... 2-109 步骤1 ― 打开您综合练习的模型 ................................................................. 2-109 步骤2 ― 激活WQ ........................................................................... ........... 2-109 步骤3 ― 定义基本的WQ 模拟 .................................................................... 2-110 步骤4 ― 定义溶质类型 ........................................................................... .... 2-113 步骤5 ― 定义饱和带溶质运移参数 ............................................................. 2-115 步骤6 ― 定义污染源 ........................................................................... ....... 2-118 步骤7 ― 定义结果储存 ........................................................................... .... 2-120 步骤8 ― 结果查看 ........................................................................... ........... 2-121II MIKE SHE分布式水文模型培训教程? DHI1 概述在水文循环过程中，水从海洋、湖泊、河流和土壤中蒸发，从植物叶面散发，形成的水汽输送到大气中，最终以雨和雪等形态降落到地面。