版MIKE BASIN 水资源软件完整实例培训教程.docx
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版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程
2007版MIKEBASIN
水资源软件完整实例
培训教程
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程
1MIKEBASIN模型基本搭建............................................1
1.1DEM建立模型..............................................................1
1.2运用Shapefile图层生成流域.................................................6
1.3添加用水户................................................................9
1.4用水户分配规则...........................................................11
1.5分流节点设置.............................................................12
2模型高级设置.....................................................14
2.1添加水库.................................................................14
2.2水力发电模拟.............................................................16
2.3河流设置及演算...........................................................17
2.4地下水的应用.............................................................19
3其他模型功能介绍.................................................21
3.1NAM降雨-径流模拟........................................................21
3.2如何使用TemporalAnalyst................................................25
3.2.1Gapfilling（数据插补）...............................................28
3.2.2DoubleMassAnalysis（双累积曲线分析）...............................29
3.2.3Combine（合并）......................................................30
3.2.4EvaluatetoScalar...................................................32
3.2.5GapFill（插补）.....................................................35
3.3宏语言编程...............................................................36
3.3.1Macro................................................................37
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程
3.3.2excel_macro1.........................................................41
3.4优化.....................................................................45
4补充部分.........................................................48
4.1伪DEM....................................................................48
4.2创建水质模型.............................................................50
4.2.1创建水动力模型........................................................50
4.2.2在模型中添加一个用水户...............................................55
4.2.3在模型中加入水质模型..................................................57
4.3使用LoadCalculator估算污染物负荷........................................60
4.3.1根据城市污染源计算污染物负荷..........................................60
4.3.2根据工业污染源计算污染物负荷.........................................63
4.3.3根据农业污染源计算污染物负荷..........................................65
4.3.4包含“DistanceSpecificDecay”......................................68
4.3.5其它设置..............................................................75
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-1-
1MIKEBASIN模型基本搭建
1.1DEM建立模型
1.从windows程序管理器中运行MIKEBASIN
开始–>程序->DHI软件->MIKEBASIN
在ArcGIS的开始窗口中可能会提示你指定一个新地图。
点击OK然后找到MIKEBASIN工具
栏。
在MIKEBASIN菜单中点击开始一个新项目这一栏。
将出现一个新的对话框，查看选项并选择Start
anewprojectwithanewdatabase.即可开始
一个拥有新数据库的新项目。
点击OK。
2．创建一个新的地理数据库
进入（或浏览）您先前创建的目录。
输入数据库名称，或者保留预设的
“ProjectData.mdb”。
点击保存。
在MIKEBASINOptions对话框中点击OK。
3．加入一个DEM层作为背景图像
PressthebuttonontheArcMapstandard
在背景中加入一个图像，能容易地让您对研究区
toolbar.
域内的河流进行数字化。
浏览您下载的练习数据并将以下DEM文件添加到
你的地图：
Capefeardem
新的地图层会出现在ArcGIS浏览器中。
确认它
显示出来（选择该图层左边的框）。
在当前区域范围内图像可能无法看到。
可直接点
击capefeardem层，然后选择“ZoomTo
Layer”（缩放至该层）。
在图层显示之后，您可用缩放按钮推近观
察。
或者使用放大工具。
（如果这些工具没
出现，请从主菜单中选择View->Toolbars->Tools）。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-2-
4．在工具栏中的MIKEBASIN菜单中选择
“ProcessDEM…”
出现一个流域描述菜单。
注意DEM文件已自动加载，可直接用于处理。
接着必需先计算水流向。
点击“计算水流向”
（“CalculateFlowDirection”）按钮。
依
据计算机的运行速度，计算一般需要耗费几秒种。
运行结束后ArcGIS浏览器中将添加一个新
的（流向）图层。
您不需要查看该层。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-3-
5．描述河流
此时在工具栏中有两个工具被激活了。
接着在
DEM中探查您感兴趣的河流水流路线。
点击“追
踪河流”（“TraceRiver”）工具。
然
后点击模型中所含的河流上游端点。
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：
6．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。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-4-
7．创建流域
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：
8．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2000km2（两
条支流输入1000km2）。
（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）。
当我们为下一个集水区输入径流数据时，只需要
从下拉菜单中选择“runoff.dfs0”时间序列。
注意此时的时间序列为径流模数数据，因此对于不同的集水区并不需要我们修改时间序列（假定
它们的水文特性相同）。
9．查看和编辑时间序列
输入和输出的时间序列可以被查看和编辑。
将在
以下的练习中介绍。
为了查看径流时间序列，在集水区属性对话框中
点击“Plot/Edit…”按钮，时间序列曲线将出
现在屏幕的底部。
注意时间序列包含81年1月1日到82年1月1
日的数据，单位为1l/s/km^2。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-5-
保持默认值不做改动，关闭窗口。
现在，我们在径流模数对话框中点击“OK”，完
成集水区的属性输入。
10．模拟运行
完成了所有输入之后，现在你能模拟河网水流
了。
从MikeBasin菜单中选择“RunMike
BasinSimulation…”。
Simulation对话框将弹出:
将开始和结束时间设定为1980-01-01和1981-
01-01。
确保已选中“Associatewithfeatures
inmap”，输入“sim1”作为模拟描述名。
其它选项保持不变。
点击“Run”开始模拟，这时将出现一个进度
条，显示模拟进行到哪个阶段，当模拟完成时，进度条关闭。
11．在时间序列管理器中分析结果
当模拟完成时，在ArcGIS浏览器中选择
“TimeSeires”标签。
数据库中所有的时间序列会显示在这个标签中。
时间序列可能被储存在数据库或外部文件中。
MikeBasin时间序列一般被储存在外部*.dfs0文件中，因为这是一个有效的储存方式。
打开“ProjectData”项，然后“MIKEBASINSimulationsim1”时间序列组（如果看不到，
右击“ProjectData”，选择“Refresh”）
注意，当你点击任意结果时间序列，相应的要素
将在地图上闪烁。
你也能通过右击所要查看的图形要素，从关联菜单中选择“TimeSeries…”来访问这些结果时间序列。
此时将打开一个对话框，该对话框列出了所有与此要素相关的时间序
列。
点击结果时间序列，选择“Plot/Edit”。
一旦
你绘制了一个时间序列你便能增加另一个时间序列，点击“AddToPlot”。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-6-
试着检查河段的“Flow”时间序列。
你能注意到
交汇点以下的流量是两个支流流量的和（在同一图中绘制，进行比较）。
你也能注意到模拟过程
中流量并没有改变，这是因为输入的径流时间序列是一个常量
在文件菜单中，选择“Save”
1.2运用Shapefile图层生成流域
1．点击工具条中的添加按钮,弹出添加数据框。
分别选中“Shapefile生成流域”文件夹中的
两个图层，并分别添加到MIKEBASIN中。
2.在右上角出现图层。
使用放大按钮，将此区
域放大。
点MIKEBASIN菜单中的CopyBranchShapes….弹出的对话框中，选择All
Shapes。
按Copy。
生成了河流。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-7-
不过我们注意到此河流流向与下游子流域的
流向相反。
则我们将在Editor工具条的下拉
菜单中选择StopEditing.在弹出的对话框
中选择不保存所做的修改。
并重新再此选择MIKEBASIN菜单中的Copy
BranchShapes….弹出的对话框中，选择
AllShapes。
这次选择了FlipDirection
（反向流向），按Copy。
生成了河流。
此时的河流流向与下游一致。
选择Stop
Editing。
保存所做的修改。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-8-
显示Polygon_exercise图层。
在Editor菜单中选择StartEditing。
选择数据库
PersonalGeodatabase。
选择添加流域节点。
在
Polygon_exercise图层和新添加河道的下游
相交交点出点击。
此时将会出现一个子流
域，默认的细长型。
选择MIKEBASIN菜单中的CopyCatchmentShapes…并选择Polygon_exercise图层中
的多边形。
在点击Selectbranchtoassignshapeto:
右边的箭头后，选择在流域节点以上并且在多边形范围内的那一段新
添加河道。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-9-
则我们可以看到新添加的子流域与现有的
shapefile图层一致。
在Editor菜单中选择StopEditing。
并保存所做修改。
将新建的子流域的面积设为10000KM2.使用
Runoff.dfs0。
选择StartEditing，并在MIKEBASIN工具条上选择添加河道按钮，将新添加的河道下游与子流域上游节点想连接。
StopEditing。
点运行按钮运行模型。
1.3添加用水户
1．选择StartEditing，选择数据库Personal
Geodatabase。
添加一个用水户节点。
（不要在
河流上）
然后单击“AddChannel”将用水户连接到河流
上。
由河流节点画一个明渠连接到用水户。
再画另一个明渠连接用水户和下游河流上的一个节点。
你们所画的网络看起来应该象这样：
停止编辑并保存。
StopEditing
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-10-
2．设定用水户属性
右键单击你刚才添加的用水户，然后在下拉菜单
中选择“Properties…”。
当添加一个用水户（需水量）时间序列时，优先
权规则将自动地包括进去。
因为只有一个上游节点，你不需要更改默认设置。
回水规则设置是可选项可以不用包括进去。
一个用水户节点可以有多个水源和多个回流点。
这将在其它练习中讨论到。
对于时间序列数据，按下New按钮并命名文件为
“WaterUser1.dfs0”。
然后按下EDIT按钮，
wateruser1.dfs0时间序列就显示出来。
3．在时间序列显示中，将81年1月1日00:
00:
00
到81年5月1日00:
00:
00的时间段中的数据修
改为3m3/s。
在序列图的File菜单中选择“SaveData”然后
关闭序列图。
回到WaterUserProperties（用水户属性）对
话框，按下“OK”。
4．在Returnflowrule（s）中，点按钮，弹出数据
输入框，新建一个dfs0文件。
命名为Return
flow。
使用默认值。
点OK。
5．保存设置
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-11-
6．运行模型
将模拟命名为“sim3”
7．分析用水户的结果文件
右键点击用水户节点，选择“TimeSeries…”
（"时间序列…"）。
数据循环的意思是，如果模拟的时间段超出输入数据的
时间段，那么模型会使用已有的最近一年中相同时间段
你将看见与这个节点相关联的全部时间序列。
选择“WaterDemandDeficit”（"需水量不足
"）时间序列并且点击“Plot”。
然后选择
“ExtractionfromRiverNode”时间序列并且
点击“AddToPlot”。
的数据。
在本例中，runoff.dfs0时间序列只有
1981的数据（见练习1中第11步）。
因此，模拟中
1982和1983部分数据使用的是1981的数据。
所有
的时间序列的处理方法都采用这种方法。
在结果时间序列中，你会发现用水需求并不是都
能得到满足。
结果中的周期性变化是MIKEBASIN数据循环产生的结果。
1.4用水户分配规则
1．模型添加新的用水户，并添加2个新的供水渠
道。
2．设置用水户属性及取水优先级
设定此用水户的时间序列为WaterUser2，需水
量为常数3m3/s。
3．设定分配优先权
a）设定优先权规则，水首先取自左边流域，而后
再取自右边流域。
运行模型。
b）设定需求比例规则，每个水源有相等的优先
权，每个水源的取水量为总需水量的0.5。
起
一个新的模拟名称来运行模型。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-12-
4．分析结果并讨论结果
1）查看每个水源的水是如何分配，以及水量的
不足。
2）绘制从每个水源抽取的水量（extraction）
和缺水量（waterdeficit）。
1.5分流节点设置
1．StartEditing，使用addriverbranch按钮数
字化一个（假设的）分流渠，双击鼠标结束分流渠。
结果看起来应该像右图：
停止编辑并保存。
Stop
Editing。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-13-
2．点击工具条上的要素属性按钮，然后点击新添
加河道的上游节点，设置分流节点属性。
点击编辑
规则按钮，弹出输入数据框。
3．这里有两种方式进行设置。
我们在这里使用时间序
列Timeseries…，按新建按钮，命名为
Bifurcation,使用默认值，所有时刻的流量为2
m3/s。
点OK。
保存。
并运行模拟。
注意：
分流节点只可以设置一个规则。
若添加第二
个规则时，则会出现右侧的错误提示。
您可以尝试使用另一个选项来设置分流点规则。
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-14-
2模型高级设置
2.1添加水库
1．把一个水库添加到河道上，并且新建一个用水
户，然后从水库到用水户节点添加一条取水渠。
以及回水渠。
停止编辑并且保存编辑。
用水户的需水量时间序列使用
WaterUser1.dfs0，回水时间序列使用Return
flow.dfs0。
2．设定水库的general（通用）属性
选择要素属性按钮，然后点击水库。
或者
右键点击水库节点，然后选择"MikeBasin
Properties”
将reservoirtype（水库类型）保留为“rule
curvereservoir”。
你也可以给水库取一个名称。
将initialwaterlevel（初始水位）设为540
[m].
添加levelvolumeareatable（水位-库容-
面积表）和lossesandgains（损失和增益）时间序列。
水位-容积-面积表设定了水库的形
状，并用来确定库容和蒸发面积，而损失/增益时间序列则设定了蒸发速度、降雨引起的水量增加和河床渗漏损失。
创建一个characteristiclevels（特征水
位）时间序列和一个lossesandgains（损失/增益）时间序列。
你可以通过绘制这些时间
序列来看它们包含哪些数据，但是保留默认值，不要做任何修改。
注意，表中第一列是“height”（而不是“time”）。
对话框如右图示（现在可以不按“OK”，而按
Apply。
）
2007版MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程-15-
3．设定水库操作属性
水库有很多属性，在属性对话框中分成了几个
标签项。
现在点击"operation"标签项（本练习不包括waterquality）。
在operationrules表内，为每种操作规则类
型增加一个合适的新规则：
minimumrelease（最小下泄量），maximumlimitofrelease
（最大极限下泄量），minimumoperationlevel（最低运行水位），floodcontrollevel（防洪限制水位）。
记住为每一个操作
规则创建一个时间序列。
最后，为下游用水户添加优先权规则（Pr
升级会员 