MIKE11BASIN建模教程

MIKE11、BASIN培训成果汇报沈阳农业大学周乃恒2014年9月汇报内容：软件介绍MIKE11实例操作和使用方法MIKEHYDROBASION介绍心得体会DHI公司MIKE软件即MIKEZERO软件操作平台，所有的模块全部寄宿于此平台运行。MIKEHYDROBASINMIKE11、MIKE21MIKE3MIKEFLOODMIKESHEDHI水与环境是一个独立的国际性科研及咨询机构，始建于1964年。DHI经丹麦科技创新部审核批准为国家级技术研究中心。DHI的目标是在水资源、水利工程、水动力、生态与环境化学以及在其他水和环境的相关领域中建立并保持竞争优势，提高技术水平。MIKE11：河流一维模型MIKE21：河流二维模型MIKE3：河流三维模型是一种用于研究流域或者区域尺度上，受时间、空间等要素影响的水资源分配及水资源供需平衡的数学模拟工具(视窗形式)MIKEFLOOD是一维和二维动态耦合的洪水模拟软件包。这种新方法集合了目前广泛使用的洪水模型软件MIKE11和MIKE21中的元素，并且专门为了洪水模拟改进了功能。MIKESHE是泥沙模拟模块二者均与MIKE的其他水利模块耦合，可以直接采用其他模型的数据。MIKE11:MIKE11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。MIKE11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。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。以河流作为起点，可以使用MIKE11设计、管理和运行河流系统。使用MIKE11可以轻松将你的分析扩大至泥沙输运和水质。MIKE11还能扩展你的研究范围，用详细的地下水—地表水模型MIKESHE或简单的降雨径流模型模拟流域过程。MIKE11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MIKESHE结合）NEXTMIKE11的核心模块：水动力模块（HD）：HD模块是MIKE11模型的最核心模块，它直观的模拟了河流模型。它的计算原理采用‘圣.维南’原理。采用6点Abbott-Ionescu格式求解隐式有限差分格式来计算结果。此模型由以下5大模型文件组成（根据建模顺序列出）。1河网文件（*.nwk11）2断面文件（*.xns11）3边界条件文件（*.bnd11）4参数文件（*.hd11）时间序列（*.dfs0）5模拟文件（*.sim11）此模型的正常运行是建立一切模型的根本条件HD（水动力）建模：1河网文件（.nwk11）MIKE11的底图可以为普通的图片和GIS的地图文件(*.shp)绘制河网工具起点终点干流十五间房姜家窝棚14500m支流南砣子牛家窝棚8100m进入河网编辑器输入河网参数：2建立断面文件（.xns11）断面信息xymark点02014002900130203起点高程10m、坡降0.0001河道坡降用断面低高程来体现3修改边界条件（.bnd11）干流边界条件（假定水文资料），支流入流假定恒定流量3m3/s：此图为时间序列.dfs04设置参数文件（*.hd11）、在模拟文件（*.sim11）中运行必须给定一个初始的运算值如果边界条件中有水文系列资料，系统自动识别计算时段计算步长设置河道水动力模型建立完成HD水动力模块MIKE11的软件模型结构：SO结构物模块RR降流模块（*.RR11）AD水质模块ECOLab水质模块DA模块进行结果校核修正SO（水工建筑物）建模：假设在支流开始5m处设有一单孔节制闸，闸底高程9.5m，闸口宽10m。当入流流量大于2m3/s的时候闸门完全开启（支流入口最大流量3m3/s），否则关闭。可控制建筑物建筑物几何要素运行条件If(条件1)then(调度方案1)elseif(条件2)then(调度方案2)elseif(条件3)then(调度方案3)......else(最后一个调度方案)endif水工建筑物模型建立完成AD（对流扩散模块）建模：经过以上两大模块的建立，一条模拟的河流已经开始正常流动了。现在我们虚拟一污染物排放点来模拟求解溶解物或悬浮物的一维对流扩散。如果存在多种污染物Component必须对应Open可以表示任意断面，如果想定义源头可选为closedECO-Lab水质模块：是一个完备的、用于生态模拟的数值实验室，它提供了从简单到复杂的解决方案。而且，还提供了一系列的模板，用户可根据自己的具体应用选择使用模板，并可在此基础上写入自己的公式来创建自己的应用模板，从而为用户节省了大量用于编程的时间。该模块用于河流、湿地、湖泊、水库等的水质模拟，预报生态系统的响应、简单到复杂的水质研究工作、水环境影响评价及水环境修复研究、水环境规划和许可研究、水质预报Eco-Lab包括一整套子模块，每一个子模块用于具体的水质问题ECO-Lab模块WQ模块EU模块HM模块DB模块1BOD/COD-DO关系2N和P（硝化、反硝化、吸附）等3湿地中N和P的持留（植物吸收、反硝化、泥炭中积聚等）4大肠杆菌1富营养化2浮游植物和生物动力学3着床植物和碎屑4氧平衡1水相浓度2沉积物中金属3生物体内累积1模拟河系中一处或多处溃坝2将裂口扩大作为时间或侵蚀速率的函数结果查看器MIKEVIEW：水位流量查看器NEXTMIKEHYDROBASIN其主要功能包括：水资源规划、水资源管理、水量分配优化、跨流域调水、水库操作调度、水电站发电、水文数据信息管理、河流水质、农业灌溉等等。MIKEHYDROBASINMIKEBASIN水资源模型Irrigation农业灌溉模块NAM降雨径流模块LoadCalculator污染物负荷模块WaterAllocation水资源配置MacroAssistant宏助手功能Optimization优化功能Waterquality水质功能Groundwater地下水功能河网绘制定义用水户水工建筑水库所有对象的属性在此编辑NEXT模型：模型就是所研究的系统、过程事物或概念的一种表达形式。数学模型：描述的是系统的行为和特征，不是系统的实际结构。边界条件：在运动边界上，方程组的解应满足的条件。耦合：两个以上的模块紧密配合、相互影响的现象。耦合性：亦叫块间关系。是指系统结构中模块相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系的越紧密，其耦合性就越强，模块耦合的高低取决于模块之间接口的复杂性、调用方式及传递的信息。总结：1、形成建模的思维2、明确使用该软件应掌握的其他知识3、软件对工作和学习的影响