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目錄框圖形要素數(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7添加流域節(jié)點8添加用水戶9添加水庫10添加水電站11添加水渠12編輯工具13要素屬性14運行模擬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，必須選擇開始編輯。當完成修改后要停止編輯時，必須選擇停止編輯。此時模型會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)確保正確的拓撲關(guān)系；

屬性表對話框統(tǒng)一設(shè)計；

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

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

用水戶的回水現(xiàn)在可以回到多個節(jié)點上，每個節(jié)點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)點屬性水庫屬性發(fā)電站屬性模型運算設(shè)置屬性Water

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MIKEBASINMIKEBASIN要素概化點用水戶灌溉節(jié)點分流節(jié)點發(fā)電站節(jié)點水庫節(jié)點Water

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MIKEBASIN流域面線河道連接渠道3個子流域6個用水戶5個水庫1個發(fā)電站MIKEBASIN簡單示例Water

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MIKEBASIN①在圖形要素上右擊鼠標①

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

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MIKEBASINMIKEBASIN簡單示例Diversion:用水戶屬性Water

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MIKEBASINWaterdemand:

用水戶所需的水量；Deficitcarry-overfraction:前一時間步長中的缺水可以累積到下一步長的比例，用于農(nóng)業(yè)灌溉；Groundwaterusefraction:需水量中由地下水供水的比例；Groundwateruseabsolute:地下水抽取的絕對水量4.時間序列的屬性4由多個地表水資源取水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.給每個取水資源設(shè)定一個需水比例，它們具有相同的優(yōu)先權(quán)。可以給多個用戶設(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.打開時間序列21.新建一個時間序列

1用水戶使用地下水Fractionoftotaldemand:

對應(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，那么需水將不會得到滿足。Fractionofremainingdemand:

對應(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，相互是獨立的。地下水取水量可能會比總需水量大，這種情況下地表取水量則為零。Water

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MIKEBASIN

梯級或并行水庫操作規(guī)則，雙向水庫調(diào)水

溢洪道模擬：基于底部出口以及時變的溢洪道底部高程

水電站機器效率與下泄流量相關(guān)

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

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MIKEBASIN水庫屬性SpillFloodControlzoneNormaloperatingzoneReducedoperatingzoneInactiveConservationzone(Onlyminimumreleases)Water

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MIKEBASIN水庫屬性最大下泄能力超出洪水控制水位的所有水都會被下泄到下游，下泄流量低于所設(shè)定的最大下泄流量(當不使用溢洪道選項時)只有當水位達到壩頂高程時，下泄流量才會大于所設(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取水點流量用水戶流量遠程控制點流量水庫下泄水量來維持遠程控制流量。水庫水位會因此而下降。水庫屬性遠程控制點

(0.5m3/s)水庫水位Water

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MIKEBASIN取水口處的流量用水戶流量控制點流量水庫下泄水來維持遠程控制點流量．水庫水位在遠程點流量需求增大時將會下降更多．遠程控制點

(1.5m3/s)水庫屬性溢洪道屬性Water

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MIKEBASIN水庫屬性洪水控制調(diào)度時期最大下泄流量可受到溢洪道的過水能力的限制。溢洪道的這種限制可能會引起水位上升超過洪水限制水位。Thespillcapacitytable（溢洪過水能力表）是可選項，用于水庫和湖泊。它在物理上由水位（相對于溢洪道底部高程）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)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（底部出口過水能力）通常是可以調(diào)節(jié)的，因此必須以時間序列的形式給出。如果沒有定義時間序列，那么過水能力將被設(shè)為零。在水庫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

屬性計算順序:1) 用戶設(shè)定了水電站節(jié)點處的目標電量2) 水庫將會根據(jù)水庫中的實際水位來計算相應(yīng)的需水量3) 水庫將會（如果可能）提取所需的水量，并計算產(chǎn)電量可選項尾水水位可以定為一個表格，該表定義了尾水水位和水庫下泄流量之間的關(guān)系?？蛇x項機器效率可以定義為一個表格，該表定義了效率和下泄流量之間的關(guān)系。

分流節(jié)點Water

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MIKEBASIN分流節(jié)點屬性設(shè)為流量的函數(shù)(lookuptable)設(shè)為一個流量

(timeseries)河道屬性Water

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MIKEBASIN

河流中的水位計算可以由Q-h表或曼寧公式得到

增加了演算選項：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

包括河流和連接渠的過水能力限制注意: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（線性水庫演算）Muskingumrouting（馬斯京根演算）Wavetranslation（洪水波平移）Norouting（無演算）取決于所選方法，可能要設(shè)定的參數(shù)有兩個，一個用于描述水流延遲，另一個用于描述過程線形狀。當兩個節(jié)點間有顯著的水流延遲以及過程線平滑時，演算則需要考慮進去。這種情況通常是時間步長與兩節(jié)點之間的距離相比過小的原因。在大多數(shù)情況下如果使用的時間步長大于或等于一個月時一般不使用演算。馬斯京根方法

是一個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是洪水波在兩個節(jié)點之間通過河段的時間。其數(shù)值可用洪峰通過河道的實測時間來估計。流量比重因子x(無量綱)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).非常準確地確定x值沒有太大必要，因為結(jié)果對此參數(shù)相對不敏感。Water

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MIKEBASIN河道演算線性水庫演算是在考慮了入流,取水和回水之后將上游節(jié)點的水流根據(jù)時間步長進行分配。對于一個脈沖入流，一段時間之后的出流峰值由時間滯后給出，隨后以指數(shù)衰減。所用的公式為：這里qo

是節(jié)點的出流,dt

是時間步長長度,qi

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

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MIKEBASIN河道演算洪水波平移使用這個選項，洪水波不會有阻尼現(xiàn)象。這僅適用于陡急的河流。洪水波平移的算法本質(zhì)上是對每一個時間步長使用一個帶有"槽"的周期性緩沖。一個時間步長的入流被放入到當前入流，相對應(yīng)的儲存在槽中的前期入流被移出。當前槽的索引號在緩沖中循環(huán),這樣一個新的入流總是替代"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)點之后添加上的，它代表流域或集水區(qū)。它們允許用戶設(shè)定兩節(jié)點間的側(cè)向入流。它們也用于設(shè)定地下水系統(tǒng)。Water

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

Water

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MIKEBASINMIKEBASIN的計算核心（引擎）可以通過各種編程語言來訪問。訪問的實現(xiàn)可以通過下列方式：

1、在Excel、ArcGIS中進行Visualbasic宏編輯；2、通過任何支持MicrosoftCOM技術(shù)的編程語言（VisualC++,Delphi,

等）或.Net

語言(C#,VisualBasic.Net,

等）Macro編程Water

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MIKEBASIN直接訪問

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

ArcGIS制圖或第三方程序?qū)Y(jié)果進行后理；要實施

MIKEBASIN標準分配算法之外的機制(如，特定區(qū)域的水庫操作規(guī)則);動態(tài)地控制模擬

(逐步模擬、由任何時間步長、甚至由一個時間步長內(nèi)的迭代進行熱啟動)；為特定區(qū)域的MIKEBASIN

模型創(chuàng)建簡單的

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

工具(‘Data’菜單)進行各種優(yōu)化。Macro編程Water

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MIKEBASINWater

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MIKEBASIN通過Excel調(diào)用Macro

程序優(yōu)化問題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

汛期開始時延遲地表徑流的形成

一般取值范圍:0.0-0.7TG 地下水補充的