MIKE BASIN模型設(shè)置介紹

MIKEBASIN模型設(shè)置介紹莫鎧mok@MIKEBASIN的界面Water

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MIKEBASIN目錄框圖形要素?cái)?shù)據(jù)框顯示框MIKEBASIN工具條基于ArcGIS9.xMIKEBASIN的界面Water

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MIKEBASIN1開(kāi)始編輯2

停止編輯3追蹤河流4描述流域5添加河流6添加河流節(jié)點(diǎn)7添加流域節(jié)點(diǎn)8添加用水戶9添加水庫(kù)10添加水電站11添加水渠12編輯工具13要素屬性14運(yùn)行模擬15瀏覽結(jié)果MIKEBASIN工具條123456789101112131415Water

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MIKEBASIN有關(guān)編輯的提示：

在修改模型結(jié)構(gòu)時(shí)，必須選擇開(kāi)始編輯。當(dāng)完成修改后要停止編輯時(shí)，必須選擇停止編輯。此時(shí)模型會(huì)提示你是否保存所作的編輯。Undo只有在編輯狀態(tài)下可用。MIKEBASIN的菜單Water

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MIKEBASIN使用

ArcGIS

幾何形狀網(wǎng)絡(luò)確保正確的拓?fù)潢P(guān)系；

屬性表對(duì)話框統(tǒng)一設(shè)計(jì)；

統(tǒng)一的列表編輯器，用于快速輸入；地下水使用的選項(xiàng)，包括按照地表水缺水比例；

按優(yōu)先級(jí)或者按比例分配規(guī)則，同時(shí)用于供水方（河流）和需水方（用水戶）；

用水戶的回水現(xiàn)在可以回到多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的回水量采用用水戶取水量的比例即回水系數(shù)。MIKEBASIN的總體操作特點(diǎn)Water

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MIKEBASINMIKEBASIN主要圖形要素屬性用水戶屬性地下水取用流域?qū)傩缘叵滤畬傩院拥缹傩院拥姥菟惴至鞴?jié)點(diǎn)屬性水庫(kù)屬性發(fā)電站屬性模型運(yùn)算設(shè)置屬性Water

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MIKEBASINMIKEBASIN要素概化點(diǎn)用水戶灌溉節(jié)點(diǎn)分流節(jié)點(diǎn)發(fā)電站節(jié)點(diǎn)水庫(kù)節(jié)點(diǎn)Water

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MIKEBASIN流域面線河道連接渠道3個(gè)子流域6個(gè)用水戶5個(gè)水庫(kù)1個(gè)發(fā)電站MIKEBASIN簡(jiǎn)單示例Water

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MIKEBASIN①在圖形要素上右擊鼠標(biāo)①

在要素上左擊要素屬性按鈕用水戶節(jié)點(diǎn)屬性對(duì)話框②選擇MIKEBASIN屬性…②在圖形要素上左擊鼠標(biāo)右擊快捷菜單Water

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MIKEBASINMIKEBASIN簡(jiǎn)單示例Diversion:用水戶屬性Water

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MIKEBASINWaterdemand:

用水戶所需的水量；Deficitcarry-overfraction:前一時(shí)間步長(zhǎng)中的缺水可以累積到下一步長(zhǎng)的比例，用于農(nóng)業(yè)灌溉；Groundwaterusefraction:需水量中由地下水供水的比例；Groundwateruseabsolute:地下水抽取的絕對(duì)水量4.時(shí)間序列的屬性4由多個(gè)地表水資源取水Callbypriority.首先從具有較高優(yōu)先權(quán)的地方取水，然后從僅次優(yōu)先權(quán)的位置取水。Callbyfraction.給每個(gè)取水資源設(shè)定一個(gè)需水比例，它們具有相同的優(yōu)先權(quán)。可以給多個(gè)用戶設(shè)定不同的取水比例，它們有著同等的優(yōu)先權(quán)。也可以將以上兩種供水規(guī)則混合使用，如：User1Supplybypriority

Priority:1User2Supplyfractionofflow

Priority:2User3Supplyfractionofflow

Priority:23.繪圖/編輯32.打開(kāi)時(shí)間序列21.新建一個(gè)時(shí)間序列

1用水戶使用地下水Fractionoftotaldemand:

對(duì)應(yīng)于地表水與地下水資源的供水比例。

如果地表水或是地下水資源有限，那么需水將不會(huì)得到滿足。Fractionofremainingdemand:

對(duì)應(yīng)于地表水（第一優(yōu)先）和地下水之間的優(yōu)先權(quán)。Absolutedemand:

分別從兩種資源中取水，相互是獨(dú)立的。地下水取水量可能會(huì)比總需水量大，這種情況下地表取水量則為零。Water

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MIKEBASIN

梯級(jí)或并行水庫(kù)操作規(guī)則，雙向水庫(kù)調(diào)水

溢洪道模擬：基于底部出口以及時(shí)變的溢洪道底部高程

水電站機(jī)器效率與下泄流量相關(guān)

湖泊可以被看作為一個(gè)水庫(kù)類型，其出流由水位流量關(guān)系曲線來(lái)決定水庫(kù)屬性水庫(kù)操作規(guī)則曲線FullreservoirlevelFloodcontrollevelMinimumoperationallevelReservoirzerolevel(deadstorage)Reductionlevel1Reductionlevel2Water

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MIKEBASIN水庫(kù)屬性SpillFloodControlzoneNormaloperatingzoneReducedoperatingzoneInactiveConservationzone(Onlyminimumreleases)Water

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MIKEBASIN水庫(kù)屬性最大下泄能力超出洪水控制水位的所有水都會(huì)被下泄到下游，下泄流量低于所設(shè)定的最大下泄流量(當(dāng)不使用溢洪道選項(xiàng)時(shí))只有當(dāng)水位達(dá)到壩頂高程時(shí)，下泄流量才會(huì)大于所設(shè)定的最大下泄流量。最大下泄流量模擬下泄流量水位壩頂高程Water

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MIKEBASIN取水點(diǎn)流量用水戶流量遠(yuǎn)程控制點(diǎn)流量水庫(kù)下泄水量來(lái)維持遠(yuǎn)程控制流量。水庫(kù)水位會(huì)因此而下降。水庫(kù)屬性遠(yuǎn)程控制點(diǎn)

(0.5m3/s)水庫(kù)水位Water

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MIKEBASIN取水口處的流量用水戶流量控制點(diǎn)流量水庫(kù)下泄水來(lái)維持遠(yuǎn)程控制點(diǎn)流量．水庫(kù)水位在遠(yuǎn)程點(diǎn)流量需求增大時(shí)將會(huì)下降更多．遠(yuǎn)程控制點(diǎn)

(1.5m3/s)水庫(kù)屬性溢洪道屬性Water

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MIKEBASIN水庫(kù)屬性洪水控制調(diào)度時(shí)期最大下泄流量可受到溢洪道的過(guò)水能力的限制。溢洪道的這種限制可能會(huì)引起水位上升超過(guò)洪水限制水位。Thespillcapacitytable（溢洪過(guò)水能力表）是可選項(xiàng)，用于水庫(kù)和湖泊。它在物理上由水位（相對(duì)于溢洪道底部高程）決定，因此必須以h-Q表格形式給出。Q是在該水位上最大可能下泄量。Spillwaybottomleveltimeseries(可選項(xiàng))描述了溢洪道的基礎(chǔ)高程，是h-Q關(guān)系表中水位的參考高程。Thebottomoutletcapacity

timeseries（底部出口過(guò)水能力）通常是可以調(diào)節(jié)的，因此必須以時(shí)間序列的形式給出。如果沒(méi)有定義時(shí)間序列，那么過(guò)水能力將被設(shè)為零。在水庫(kù)中后兩者分別代表了（上部）溢洪道和底部出口。Water

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MIKEBASIN水電站

屬性計(jì)算順序:1) 用戶設(shè)定了水電站節(jié)點(diǎn)處的目標(biāo)電量2) 水庫(kù)將會(huì)根據(jù)水庫(kù)中的實(shí)際水位來(lái)計(jì)算相應(yīng)的需水量3) 水庫(kù)將會(huì)（如果可能）提取所需的水量，并計(jì)算產(chǎn)電量可選項(xiàng)尾水水位可以定為一個(gè)表格，該表定義了尾水水位和水庫(kù)下泄流量之間的關(guān)系?？蛇x項(xiàng)機(jī)器效率可以定義為一個(gè)表格，該表定義了效率和下泄流量之間的關(guān)系。

分流節(jié)點(diǎn)Water

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MIKEBASIN分流節(jié)點(diǎn)屬性設(shè)為流量的函數(shù)(lookuptable)設(shè)為一個(gè)流量

(timeseries)河道屬性Water

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MIKEBASIN

河流中的水位計(jì)算可以由Q-h表或曼寧公式得到

增加了演算選項(xiàng)：洪水波平移

包括河流和連接渠中的滲漏、蒸發(fā)和輸水損失的選項(xiàng)

包括河流和連接渠的過(guò)水能力限制注意:用于河道和連接渠道的數(shù)據(jù)類型是相同的！水流損失過(guò)水能力河道演算Water

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MIKEBASIN河道演算4種方法:Linearreservoirrouting（線性水庫(kù)演算）Muskingumrouting（馬斯京根演算）Wavetranslation（洪水波平移）Norouting（無(wú)演算）取決于所選方法，可能要設(shè)定的參數(shù)有兩個(gè)，一個(gè)用于描述水流延遲，另一個(gè)用于描述過(guò)程線形狀。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間有顯著的水流延遲以及過(guò)程線平滑時(shí)，演算則需要考慮進(jìn)去。這種情況通常是時(shí)間步長(zhǎng)與兩節(jié)點(diǎn)之間的距離相比過(guò)小的原因。在大多數(shù)情況下如果使用的時(shí)間步長(zhǎng)大于或等于一個(gè)月時(shí)一般不使用演算。馬斯京根方法

是一個(gè)常用的水文演算方法，用于模擬變化的流量-槽蓄之間的關(guān)系。這種方法模擬的洪水槽蓄量是柱蓄和楔蓄之和。參數(shù)K是洪水波在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)河段的時(shí)間。其數(shù)值可用洪峰通過(guò)河道的實(shí)測(cè)時(shí)間來(lái)估計(jì)。流量比重因子x(無(wú)量綱)取決于模擬的楔形槽蓄的形狀。在天然河道，x的數(shù)值在0至0.3之間且平均值為0.2(總是<0.5).非常準(zhǔn)確地確定x值沒(méi)有太大必要，因?yàn)榻Y(jié)果對(duì)此參數(shù)相對(duì)不敏感。Water

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MIKEBASIN河道演算線性水庫(kù)演算是在考慮了入流,取水和回水之后將上游節(jié)點(diǎn)的水流根據(jù)時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行分配。對(duì)于一個(gè)脈沖入流，一段時(shí)間之后的出流峰值由時(shí)間滯后給出，隨后以指數(shù)衰減。所用的公式為：這里qo

是節(jié)點(diǎn)的出流,dt

是時(shí)間步長(zhǎng)長(zhǎng)度,qi

是節(jié)點(diǎn)的入流,s是水面下的蓄水,K是線性演算時(shí)間滯后(或者是延遲參數(shù))。線性水庫(kù)演算可以被認(rèn)為是當(dāng)x=0時(shí)的馬斯京根演算的特殊情況。與普通的馬斯京根演算不同，線性演算只與時(shí)間步長(zhǎng)長(zhǎng)度和K值有關(guān)。Water

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MIKEBASIN河道演算洪水波平移使用這個(gè)選項(xiàng)，洪水波不會(huì)有阻尼現(xiàn)象。這僅適用于陡急的河流。洪水波平移的算法本質(zhì)上是對(duì)每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)使用一個(gè)帶有"槽"的周期性緩沖。一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的入流被放入到當(dāng)前入流，相對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存在槽中的前期入流被移出。當(dāng)前槽的索引號(hào)在緩沖中循環(huán),這樣一個(gè)新的入流總是替代"最老的"以前的入流。

Water

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MIKEBASIN河道演算1,000km22,000km22,000km2流域?qū)傩越⒑泳W(wǎng)綠色的緩沖區(qū)是在添加了流節(jié)點(diǎn)之后添加上的，它代表流域或集水區(qū)。它們?cè)试S用戶設(shè)定兩節(jié)點(diǎn)間的側(cè)向入流。它們也用于設(shè)定地下水系統(tǒng)。Water

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MIKEBASIN線性水庫(kù)原理計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)模擬時(shí)間步長(zhǎng):任何正的時(shí)間范圍（小時(shí)步長(zhǎng)，日步長(zhǎng)等，如2天。也可以是月時(shí)間步長(zhǎng)，即它會(huì)自動(dòng)地將時(shí)間步長(zhǎng)長(zhǎng)度調(diào)整為不同月的長(zhǎng)度。子除數(shù)（sub-divider）：時(shí)間步長(zhǎng)子除數(shù)允許在內(nèi)部計(jì)算中使用一個(gè)較小的模擬時(shí)間步長(zhǎng)，而不同于輸出時(shí)間步長(zhǎng)，這樣做是為了提高計(jì)算精度。內(nèi)部時(shí)間步長(zhǎng)是1/（時(shí)間步長(zhǎng)子除數(shù)）乘以輸出時(shí)間步長(zhǎng)。輸入數(shù)據(jù)的時(shí)間步長(zhǎng):可以與模擬時(shí)間步長(zhǎng)不同，不需要在一個(gè)時(shí)間序列中保持恒定。各種輸入文件可能有著不同的時(shí)間步長(zhǎng)。MIKEBASIN接受等距和非等距時(shí)間軸的時(shí)間步長(zhǎng)，不需要輸入時(shí)間步長(zhǎng)長(zhǎng)度與模擬時(shí)間步長(zhǎng)長(zhǎng)度相同。

Water

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MIKEBASINMIKEBASIN的計(jì)算核心（引擎）可以通過(guò)各種編程語(yǔ)言來(lái)訪問(wèn)。訪問(wèn)的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)下列方式：

1、在Excel、ArcGIS中進(jìn)行Visualbasic宏編輯；2、通過(guò)任何支持MicrosoftCOM技術(shù)的編程語(yǔ)言（VisualC++,Delphi,

等）或.Net

語(yǔ)言(C#,VisualBasic.Net,

等）Macro編程Water

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MIKEBASIN直接訪問(wèn)

MIKEBASIN引擎在以下情況下是很有用的，如：通過(guò)（多個(gè)）Monte-Carlo模擬做快速靈敏度分析；快速執(zhí)行和分析多個(gè)方案；使用Excel的統(tǒng)計(jì)功能、

ArcGIS制圖或第三方程序?qū)Y(jié)果進(jìn)行后理；要實(shí)施

MIKEBASIN標(biāo)準(zhǔn)分配算法之外的機(jī)制(如，特定區(qū)域的水庫(kù)操作規(guī)則);動(dòng)態(tài)地控制模擬

(逐步模擬、由任何時(shí)間步長(zhǎng)、甚至由一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的迭代進(jìn)行熱啟動(dòng))；為特定區(qū)域的MIKEBASIN

模型創(chuàng)建簡(jiǎn)單的

ArcGIS或Excel用戶界面(可由非GIS人員進(jìn)行操作);或者或者通過(guò)各種Excel的Solver

工具(‘Data’菜單)進(jìn)行各種優(yōu)化。Macro編程Water

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MIKEBASINWater

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MIKEBASIN通過(guò)Excel調(diào)用Macro

程序優(yōu)化問(wèn)題Water

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MIKEBASINWater

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MIKEBASINMIKEBASIN結(jié)果顯示一Water

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MIKEBASINMIKEBASIN結(jié)果顯示二NAM降雨徑流模塊Water

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MIKEBASINNAM:“nedb?r-afstr?mningsmodel”（降雨-徑流模型）RAINFALLPOTENTIAL

EVAPORATIONMODELPARAMETERSRUNOFFCOMPONENTSEVAPORATIONRECHARGE降雨-徑流示意圖NAM模型示意圖NAM降雨徑流模塊Water

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MIKEBASINWater

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MIKEBASIN主要NAM參數(shù)Umax

地表最大儲(chǔ)水量

影響蒸發(fā)和水量平衡

一般取值范圍:10-25mmLmax

根區(qū)最大儲(chǔ)水量

影響蒸發(fā)和水量平衡

一般取值范圍:50-250mmCQof

地表徑流系數(shù)

將凈降雨分配為地表徑流和入滲

一般取值范圍:0.01-0.9CQif

壤中流時(shí)間常數(shù)

與

Umax

一起決定壤中流流量

一般取值范圍:500-1000hoursWater

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MIKEBASINTOF 地表徑流的根區(qū)閾值

汛期開(kāi)始時(shí)延遲地表徑流的形成

一般取值范圍:0.0-0.7TG 地下水補(bǔ)充的