MikeFlood城市内涝水体模拟模型专题教程.pdf

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DHIMIKEFLOOD专题培训课程1.MIKEURBAN排水管网模型教程2.MIKE11HD,SO模型培训教程3.MIKE21模型培训4.MIKEFLOOD模型培训城市内涝班上海2013年10月28日2013年11月1日DHIDHI简介简介DHI是一个独立的国际科研及咨询机构，致力于水、环境与健康领域的各项研究，服务范畴包括咨询、研究、政策指导并提供世界领先的技术和软件产品。

DHI集团的总部位于丹麦，有上千名员工分布在全球的29个分支机构中。

作为一个非盈利组织，DHI每年都在研发领域投入25%的人力资源。

经过近50年的努力，DHI已成为水和水环境领域科技开发与应用研究的领军者，被世界卫生组织、联合国环境规划署指定为合作中心，也是全球水合作中心的咨询机构。

DHI的咨询服务的咨询服务DHI主要为政府部门、科研院所、设计单位、咨询机构以及高校等，提供咨询服务，服务内容涉及水利、环境保护、金融投资、基础设施建设管理、交通运输等几个方面，具体包括：

城市给排水管网污水处理技术环境风险评估工业污染控制河流及洪水管理水文、土壤侵蚀水资源管理水质模拟港口与近海波浪模拟河口海岸泥沙动力学生态与环境DHIMIKE系列软件系列软件享誉盛名的MIKE软件模型工具，是由DHI专家依靠多年的工程经验潜心研究开发而成，成为水与水环境领域软件模型工具的通用性标准。

MIKE软件产品适用于所有与水相关的领域，从河流到海洋，从饮用水供水到污水排放等均可以用MIKE软件进行模拟。

基于DHI技术的MIKE系列软件，以分布全球的专家团队为后盾，为每一位用户提供专业的支持。

DHIDHI定制定制系统解决方案系统解决方案DHI定制系统解决方案（MIKECustomised）为客户提供度身定制的系统解决方案，并有效降低成本。

这些系统级的解决方案大部分以DHI系列软件产品为模拟核心，并且作为DHI咨询服务的一部分提供给最终用户。

该产品取得了全球各相关领域用户的一致认可。

至2012年底，DHI中国的DSS研发团队已经为中国客户研发了大量的应用系统，涵盖洪水管理、水质管理与应急事故响应、城市供水管理及水资源管理规划等领域。

DHI定制系统解决方案涵盖领域广泛，定制灵活，具备以下优势：

贴合实际应用的业务流程，更节省时间和成本；全面的数据整合及更便捷的信息处理；准确的分析结果用以辅助决策过程。

DHI学术交流学术交流DHI学术交流为您提供灵活多样的培训课程及能力建设支持。

无论您是管理人员还是技术人员，我们都会根据您的实际需求为您量身定制课程。

标准课程标准课程以模块化的方式授课，使您能够更快地提高操作技能。

同时，该课程更能够经济有效地更新并提高管理人员及技术人员的相关知识。

定制课程定制课程将根据您的具体要求量身定制，包括培训时间、项目具体要求及培训形式等。

DHI的培训师经验丰富，具备扎实、深厚的专业知识，他们将指导您如何选择培训方案以达到您的要求和目标。

IMIKEURBAN排水管网模型教程DHII.MIKEURBAN排水管网模型教程排水管网模型教程目目录录1数据导入.1-11.1管网拓扑数据的导入.1-12数据检查与差值赋值工具.1-82.1使用项目检查工具进行检查.1-82.2查找缺失地面标高属性的节点并从DEM中提取.1-92.3为节点直径赋值.1-133降雨径流模型的搭建.1-143.1降雨条件的处理.1-143.2集水区的划分与参数设置.1-154管流模型建立.1-254.1产汇流模型与管流模型的连接.1-254.2管流模拟结果的查看.1-264.3模拟结果的导出.1-304.4管网排水能力分析.1-314.5雨水调蓄设施的构建与模拟实用工具介绍.1-33IIMIKE11HD,SO模型培训教程DHIII.MIKE11HD,SO模型培训教程模型培训教程目目录录1MIKE11软件基本介绍.2-11.1主要模块及功能.2-11.2MIKE11的特点.2-41.3MIKE11主要应用.2-42MIKE11HD建模所需信息.2-43MIKE11HD结构.2-63.1河网文件生成方法（.nwk11）.2-63.2断面文件生成（.xns11）.2-103.3时间序列文件生成（.dfs0）.2-113.4边界文件生成（.bnd11）.2-133.5参数文件生成（.HD11）.2-153.6模拟文件生成（.sim11）.2-164MIKEVIEW.2-205一般水工建筑物.2-236可控水工建筑物（SO）.2-25附录：

HD示例.2-29IIIMIKE21模型培训教程DHIIII.MIKE21模型培训模型培训教程教程目目录录1创建MIKE21模型地形文件.3-11.1创建城市基础地形.3-11.2叠加城市建筑.3-21.3勾勒城市道路.3-41.4编辑显示颜色并定义陆地值.3-51.5关闭所有边界.3-61.6在MIKEAnimator中检查地形.3-92创建MIKE21模型.3-9IVMIKEFLOOD模型培训教程DHIIV.MIKEFLOOD模型培训模型培训教程教程目目录录1MIKEFLOOD简介及模型原理.4-11.1MIKEFLOOD简介.4-11.2模型原理-模型连接方式.4-12MIKEFLOOD应用及工程：

.4-53MIKEFLOOD模型搭建.4-63.1管网模型耦合选择集制作.4-63.2设置MIKEFLOOD.4-73.3创建城市连接.4-93.4创建河道-管网连接.4-123.5创建河道连接.4-133.6运行MIKEFLOOD模型.4-14IMIKEURBAN排水管网模型教程DHII.MIKEURBAN排水管网模型教程排水管网模型教程1-1MIKEURBAN排水管网模型教程DHI1数据导入数据导入1.1管网拓扑数据的导入管网拓扑数据的导入打开MIKEURBAN，FILE-NEW创建一个新的模型文件。

单击EditCoordinateSystem编辑模型文件坐标系，使用Import导入GIS数据的坐标系。

1-2MIKEURBAN排水管网模型教程DHIFile-Import/Export打开URBAN导入导出向导，在导入选项中悬着ESRIGeoDatabase，并选择GISDATA.mdb文件。

依次设置NewJob和NewTableConfig。

1-3MIKEURBAN排水管网模型教程DHI1-4MIKEURBAN排水管网模型教程DHI首先导入节点数据：

1-5MIKEURBAN排水管网模型教程DHI1-6MIKEURBAN排水管网模型教程DHI然后导入管道数据：

1-7MIKEURBAN排水管网模型教程DHI完成导入，可以将导入配置保存成xml文件。

1-8MIKEURBAN排水管网模型教程DHI2数据检查与差值赋值工具数据检查与差值赋值工具2.1使用项目检查工具进行检查使用项目检查工具进行检查Tools-ProjectCheckTool打开项目检查工具，勾选Nodes和Links两项，对管网拓扑进行检查。

1-9MIKEURBAN排水管网模型教程DHI从检查结果中可以看到有三类错误：

节点直径缺失、节点地面标高缺失、节点井底标高缺失。

2.2查找缺失查找缺失地面标高属性的节点并从地面标高属性的节点并从DEM中提取中提取点击编辑按钮，进入模型编辑状态。

利用SelectbyAttribute工具查找节点GroundLevel为空的节点。

1-10MIKEURBAN排水管网模型教程DHI利用InterpolationandAssignment工具进行赋值。

首先将城市数字高程图（DEM）作为背景加载。

1-11MIKEURBAN排水管网模型教程DHI打开InterpolationandAssignment工具，从DEM中提取地面高程值，为节点GroundLevel赋值。

1-12MIKEURBAN排水管网模型教程DHI1-13MIKEURBAN排水管网模型教程DHI2.3为节点直径赋值为节点直径赋值MOUSE-NodesandStructures打开节点属性编辑器，在Diameter列上右键选择FieldCalculator，为全部节点设置直径为1m。

1-14MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3降雨径流模型的搭建降雨径流模型的搭建3.1降雨条件的处理降雨条件的处理针对雨水管网系统的评估，我们将分别建立1年、2年、3年和5年一遇，2小时降雨四种工况。

打开雨型设计工具，选择上海暴雨强度公式，设置重现期为1年，雨型选择芝加哥雨型，降雨历时为1220分钟，雨峰系数为0.3，并选择文件保存路径，点击计算，生成降雨文件。

重复同样步骤，生成2A、3A和5A降雨文件。

1-15MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3.2集水区的划分与参数设置集水区的划分与参数设置3.2.1集水区的划分集水区的划分打开example.mdb，将GISDATA中的catchment图层作为背景图层加载到MIKEURBAN中。

使用select工具选中catchment图层。

打开CatchmentDelineation积水区自动划分工具进行集水区的划分。

1-16MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3.2.2集水区的链接集水区的链接打开集水区自动连接工具，对集水区进行连接。

1-17MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3.2.3集水区参数设置集水区参数设置首先，将建筑物和道路图层加载到CatchmentProcessing组中。

打开集水区参数自动设置工具产汇流模型选择TA模型，不透水面积率的设置采用根据图层类型设置，将建筑物图层、道路图层和catchment图层移动到已选择图层列中，建筑物不透水系数设置为95%，道路不透水系数设置为85%，其他地面认为是砖铺地面，不透水系数设置为60%。

T-A曲线的选择采用根据集水区形状选择。

1-18MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3.2.4设置降雨边界条件设置降雨边界条件MOUSE-BoundaryConditions-CatchmentLoads打开集水区边界设置，插入一个新的边界条件，类型选择降雨，应用到全部集水区上。

点击Items插入一场新的降雨条件，类型选择StormRunoff，数据类型选择时间序列文件，并把1年一遇降雨文件1A.dfs0加载。

1-19MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3.2.5径流模型的模拟径流模型的模拟打开RunMOUSESimulation，添加一个新的模拟，模拟ID改为1A，模拟类型改为Runoff，单击setmaxtime使模拟时间与降雨边界时间保持一致。

1-20MIKEURBAN排水管网模型教程DHI单击Startsimulation开始模型模拟，模拟结束后会弹出统计报告。

1-21MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3.2.6径流模拟结果的查看径流模拟结果的查看ModelResults-LoadResult-MOUSEResult加载1A.crf文件，该文件就是刚刚模拟生成的径流模拟结果文件。

加载径流结果文件后，就可以采取多种形式进行查看，首先查看径流模拟结果的时间序列，使用TimeSeries工具查看每个集水区的汇流时间序列。

1-22MIKEURBAN排水管网模型教程DHI可以统计出每个集水区的径流累积量，使用ModelResults-ResultStatistics工具进行统计。

之后可以将统计结果作为图层加载显示，使用AddStatisticsLayer工具，可以将统计结果作为图层加载。

1-23MIKEURBAN排水管网模型教程DHI同时可以计算出每个集水区的径流系数并标注在图上。

双击加载的统计结果图层，选择Labels页，单击Expression按钮，输入tmp4108.ResultValue/（ms_Catchment.Area_C*10*48.97）。

48.97为1年一遇降雨条件下两小时累积降雨量（mm）。

1-24MIKEURBAN排水管网模型教程DHI重复3.2.4和3.2.5的步骤，完成2a、3a和5a降雨工况下的产汇流的模拟。

1-25MIKEURBAN排水管网模型教程DHI4管流模型建立管流模型建立4.1产汇流模型与管流模型的连接产汇流模型与管流模型的连接打开MOUSERunSimulation，创建一个新的模拟，修改模拟ID为1A。

切换到Networkparameter页，勾选runoff，并选择一年一遇降雨产汇流模型模拟结果。

1-26MIKEURBAN排水管网模型教程DHI重新接环到General页，单击setmaxtime将模拟时间设置为与产汇流模拟结果一致。

单击startsimulation，开始模拟。

重复完成两年一遇、三年一遇和五年一遇降雨条件下的管流水动力模拟。

4.2管流模拟结果的查看管流模拟结果的查看ModelResults-LoadResult-MOUSEResult加载1A.prf文件，该文件就是刚刚模拟生成的径流模拟结果文件。

1-27MIKEURBAN排水管网模型教程DHI查看管流模拟结果主要有三种方式：

1）查看管流结果的时间序列曲线使用TimeSeries工具查看管道或者节点管流结果的时间序列。

1-28MIKEURBAN排水管网模型教程DHI2）查看管道纵剖面图使用标记工具标记处需要查看纵剖面管道的两端。

点击生成管道纵剖面。

1-29MIKEURBAN排水管网模型教程DHI3）作为图层加载使用AddResultLayer工具可以将模拟结果作为图层加载。

地面线管道下底水面线1-30MIKEURBAN排水管网模型教程DHI4.3模拟结果的导出模拟结果的导出通过ModelResults-DerivedResult可以根据基本模拟结果生成如管道水深，管道充满度，管道压力，节点溢流水深等结果。

派生出来的结果的查看方式与管流模拟结果查看方式相同。

通过File-ExportMap可以把结果导出成图片格式。

1-31MIKEURBAN排水管网模型教程DHI4.4管网排水能力分析管网排水能力分析打开自动建模与智能分析工具，新建-StormSystemClassify，创建新的排水能力分级。

1-32MIKEURBAN排水管网模型教程DHI选择模拟结果文件所在的文件夹，单击run开始自动分析，分析完成后，会在结果文件所在的文件夹下生成mdb文件，其中包含了根据管流模拟结果分析得到的管道排水能力的分级。

1-33MIKEURBAN排水管网模型教程DHI4.5雨水调蓄设施的构建与模拟实用工具介绍雨水调蓄设施的构建与模拟实用工具介绍4.5.1预案管理器介绍预案管理器介绍打开Tools-ScenarioManager预案管理器工具。

该工具用来根据基础模型创建并管理预案。

首先在左边一栏新建一个新的子方案，并激活。

1-34MIKEURBAN排水管网模型教程DHI然后在右边一栏，NetworkDatabase下面新增一个子管网拓扑数据。

4.5.2雨水调蓄设施的构建雨水调蓄设施的构建在新建的预案下，我们增加一个雨水调蓄池到管网中。

雨水调蓄池尺寸如下：

高0.5m，宽4m，长10m。

使用工具选择下图所示节点，打开节点属性编辑对话框。

改变节点类型为Basin，1-35MIKEURBAN排水管网模型教程DHI点击BasingeometryEdit按钮，打开Curves&Relations编辑器，新增一条BasinGeometry曲线。

关闭Curves&Relations编辑器，在BasinGeometryID中选择刚刚建立的曲线。

1-36MIKEURBAN排水管网模型教程DHI打开RunSimulation，新建一个管流模拟，加载一年一遇降雨工况下产汇流模拟结果1A.crf，设置好模拟时间后开始模拟。

在模型目录下1AAddBasins.PRF文件即为增加调蓄设施后管流水动力模拟结果。

同时加载原始管网水动力模拟结果和增加调蓄池后管网水动力模拟结果，可以对比增加调蓄池前后的效果。

1-37MIKEURBAN排水管网模型教程DHI4.5.3结果比较工具结果比较工具使用ModelResults-ResultComparison-MOUSEResults结果对比工具可以对比两个模拟结果之间的差异。

增加调蓄池前管道水位增加调蓄池后管道水位1-38MIKEURBAN排水管网模型教程DHI打开结果对比工具，依次选择未设置调蓄设施情况下管流模拟结果和增加了调蓄设施后管流模拟结果。

打开结果时间序列查看工具，可以看出多了比较结果可以查看。

1-39MIKEURBAN排水管网模型教程DHI选择查看调蓄池后的管道水位，可以看到增加调蓄池后这根管道最高水位比没有增加的时候降低了1米以上。

IIMIKE11HD,SO模型培训教程DHIII.MIKE11HD,SO模型培训模型培训教程教程2-1MIKE11HD,SO模型培训教程DHI1MIKE11软件基本介绍软件基本介绍MIKE11主要适用于河口、河流、灌溉渠道以及其他水体的模拟一维水动力、水质和泥沙运输的专业工程软件。

目前，MIKE11系列软件在国内很多水利水文工程中成功应用，包括长江流域、松花江流域、黄河流域等。

DHI中国有很丰富的工程经验和专业的技术人才，为客户提供高质量的技术支持和培训咨询。

1.1主要模块及功能主要模块及功能MIKE11主要模块及相互关系见图5.1。

图图5.1MIKE11主要模块及相互关系图主要模块及相互关系图HDHD水动力模块水动力模块求解明渠流完全非线性St.Venant方程组（可选择扩散波和动力波简化方程）；包含一个准稳态程序用于长期模拟的快速计算；包含Muskingum和Muskingum-Cunge方法用于简化的河道演算；自动匹配次临界流和超临界流计算；可以模拟多种水工建筑物，包括堰、箱涵、桥梁和自定义建筑物；灵活模拟洪水调度和水库构筑物（如闸和泵）。

SOSO水工建筑物操作模块水工建筑物操作模块根据用户定义的操作规则来模拟水工结构物的运行，包括闸、堰、抽水泵、水库等水工结构物。

2-2MIKE11HD,SO模型培训教程DHIDBDB溃坝模块溃坝模块模拟河系中一处或多处溃坝；包括3种溃坝形式；将裂口发展过程作为时间或侵蚀速率的函数；包括裂口流量及越坝流量或进入泄洪道的流量。

RRRR降雨径流模块降雨径流模块MIKE11中包括众多降雨径流模型：

NAM集总式、概念型模型，用于连续降雨径流模拟；UHM单位水文过程线技术，用于单一暴雨事件无河流流量记录的地区；SMAP月度土壤湿度计算模型；FEH英国CEHWallington开发的洪水估算手册；MIKE11RR：

允许独立的流域水文计算；允许与MIKE11水动力模块进行耦合；包含基于混合综合评估（SCE）方法的NAM自动率定工具；自动计算流域面积和Thiessen平均面积降雨权重。

STST非粘性泥沙输运模块非粘性泥沙输运模块包括Engelund-Hansen、Ackers-White、Engelund-Fredse、VanRijn和其他模型；将床阻力和断面改变反馈给水动力模拟（动床模型）；输出传输率、床面高度变化、阻力值和沙丘尺寸；计算分级泥沙输运分布和颗粒尺寸分布。

LoadLoadCalculatorCalculator污染负荷计算模块污染负荷计算模块点源/非点源污染物负荷估算；包括农业、禽畜、工业及生活等多种污染源；可根据时间进行污染负荷分配以及根据距离进行污染物衰减。

2-3MIKE11HD,SO模型培训教程DHIADAD对流扩散模块对流扩散模块求解溶解物或悬浮物的对流扩散方程；可包含物质一级衰减计算；能精确计算较大浓度梯度；模拟粘性泥沙的侵蚀和沉积（视其为源/汇项）。

ECOLabECOLab水质模块水质模块ECOLab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。

ECOLab包括一整套子模块，每一个子模块用于具体的水质问题，包括：

WQ：

-BOD/COD-DO关系（模型复杂程度分七级）；-N和P输运（硝化、反硝化、吸附）等；-湿地中N和P的持留（植物吸收、反硝化、泥炭中积聚等）；-大肠杆菌（粪及总大肠杆菌）。

EU：

-富营养化（12个模型组分的营养盐循环）；-浮游植物和生物动力学（叶绿素-a、碳、氮和磷）；-着床植物和碎屑；-氧平衡。

HM：

-重金属输移；-水相浓度（溶解的和悬浮的）；-沉积物中金属（空隙水中含量、吸收和富集）；-生物体内累积。

MIKE11GISMIKE11GIS模块模块河网数字化和编辑；生成和显示三维水表面；2-4MIKE11HD,SO模型培训教程DHI绘制洪泛图及淹没等深线；断面和水面曲线；洪灾评估。

1.2MIKE11的特点的特点经过验证世界上有着成千上万的成功应用；已成为许多国家的标准；已通过许多政府组织和机构的验证。

扩充性多种模块选择，可用于各种类型的河流模拟。

有效性大多数计算模块包括一些用于自动率定、灵敏度分析和不确定性分析。

模块化设计各种模块可满足不同用户的应用需求。

界面友好结构、流程合理，易于学习、使用及结果演示。

数据表现提供有效演示工具及多种结果表现形式，易于生成公众理解的结果表现。

1.3MIKE11主要应用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）。

2MIKE11HD建模所需信息建模所需信息流域描述-河网形状，可以是GIS数值地图或流域纸图-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2-5MIKE11HD,SO模