MIKE BASIN 水资源软件完整实例培训教程
MIKE模型学习教程
（3）水动力学模型MIKE软件
MIKE软件是由丹麦水力研究所（Danish Hydraulic Institute，简称DHI）研究开发的，集降雨径流、地下水、河道乃至海洋，水体污染物物理、化学及生物模拟功能为一体的数学模拟软件。
其主要的模块包括：MIKE11（一维模型）、MIKE21（二维模型）、MIKE3（三维模型）、MIKE BASIN（流域管理模型），MIKE SHE（水文与地下水模型）、LITPACK（海岸线动力模型）、MIKE URBAN （城市给排水管网模型）、WEST（污水处理模型）等。
①MIKE11是一维河道、河网综合模拟软件，主要用于河口、河流、灌溉系统和其他内陆水域的水文学、水力学、水质和泥沙传输模拟，在防汛洪水预报、水资源水量水质管理、水利工程规划设计论证均可得到广泛应用。
图？？MIKE 11模型主界面
②MIKE21是二维河口、海岸及海洋模拟软件，主要用于模拟河流、湖泊、河口、海湾、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及环境等。
图？？MIKE 21模型主界面
③MIKE FLOOD是一、二维模型的耦合工具，为MIKE 11和MIKE 21提供不同的连接方式，实现一、二维模型的耦合计算，连接方式有：标准连接、侧向连接、水工建筑物连接、流量连接（X，Y）等。
图？？MIKE FLOOD模型主界面。
MIKE中文教程
MIKE中文教程《MIKE中文教程》第一章：简介MIKE是一款强大而全面的水文水资源模拟软件。
MIKE软件系列是丹麦水利研究所（DHI）开发的，已经在全球范围内得到广泛应用。
MIKE软件主要用于水文水资源研究和管理工作，包括河流、湖泊、海洋等水域模拟以及水资源评估等方面。
第二章：安装和配置第三章：基础概念本章介绍MIKE软件中的基础概念，包括水文学基础、水资源管理概述、模型基础等。
用户需要了解这些基础概念，才能更好地理解和应用MIKE软件。
第四章：模型建立本章介绍如何在MIKE软件中建立水文水资源模型。
包括数据导入、模块选择、模型参数设置等方面的内容。
用户需要掌握模型建立的方法和步骤，以便能够灵活地应用MIKE软件进行模拟分析。
第五章：模型运行本章介绍如何对建立好的模型进行运行和分析。
包括模型参数调整、模拟结果分析等方面的内容。
用户需要学会合理地调整模型参数，并能够准确地评估模拟结果。
第六章：模型评估本章介绍如何对模型进行准确性评估。
包括观测数据对比、模型表现评价等方面的内容。
用户需要学会评估模型的准确性，以便能够对模拟结果提供可靠的科学依据。
第七章：模型应用本章介绍如何将MIKE软件应用于具体的水资源管理工作中。
包括洪水预测、水质评估、水资源规划等方面的内容。
用户需要学会将MIKE软件与实际工作相结合，提供可行的管理措施和建议。
第八章：常见问题解答本章收集了使用MIKE软件过程中常见的问题及解答，帮助用户更好地解决遇到的困惑。
第九章：案例分析本章选取一些典型的水文水资源管理案例，进行详细分析和讨论。
用户可以通过这些案例了解实际应用中的问题和解决方法，提高自己的模拟分析能力。
第十章：进阶技巧本章介绍一些高级的模拟技巧和工具，帮助用户深入了解MIKE软件的功能和应用。
包括参数优化、模型调试等方面的内容。
第十一章：附录本章提供了一些相关的附加资料，包括MIKE软件的文献文档、参考书目等。
用户可以通过这些附录资料进一步扩展自己的知识面。
Mike Basin完整介绍(中+英)
MIKEBASIN主页› 主要产品› 水资源数学模型软件› MIKEBASIN水资源模型软件MIKE BASINMIKE BASIN是由Danish Hydraulic institute 丹麦水利研究院开发的、完全与ArcGIS®整合的多种管理规划工具。
它是一个综合河网模拟系统，用于水资源分配/ 用水权和环境的研究。
MIKE BASIN分为两种软件包：MIKE BASIN BASIC 和MIKE BASIN EXTENDED，前者包括Temporal Analyst模块和NAM(降雨径流模块)，后者是MIKE BASIN BASIC加上流域自动描述功能，具有空间分析能力，可以进行河网自动生成及流域自动划分。
另外还有一个添加模块，WQ 模块，可进行水质模拟。
图1给出了一个标准的MIKE BASIN界面。
NAM模型该模型是一个降雨径流模型,包括在MIKE BASIN 软件包中。
该模型是一个集中式、概念性降雨径流模型，它将含水层分为四个相互作用的储水层，坡面流、壤中流和基流是作为相应储水层中含水量的函数来进行模拟的。
储雪层地表储水层根区储水层地下储水层另外，还可以在水文循环中加入人为干预，如灌溉和地下水抽水。
降雨径流模型可以在每个子流域中使用，也可以用于代表一个或多个产生旁侧入流到河网的集水区。
可以应用该模型来模拟复杂的大型流域，可以将包含有众多子流域和复杂河网的大流域建立在同一模型框架里。
WQ模块—MIKE BASIN添加模块该模块并不包括在MIKE BASIN软件包中，需要单独购买。
该模块可以模拟一些影响水质的最重要的物质传输过程（N、P、DO、BOD、大肠肝菌等）。
对所有物质采用一级降解率来描述其降解过程，其中还包括转换过程如硝化和反硝化等过程。
在河流水质模拟上包括了演算过程来反映物质在河流中的滞留过程及与水流的混合影响。
还可以宏观地模拟地下水及水库的水质问题。
图1 一个基于ArcGIS的标准MIKE BASIN界面Temporal Analyst模块该模块是DHI独创的一个GIS扩展模块，该模块将时间维数添加到了GIS空间技术中，使空间与时间紧密结合起来，可直观显示与图形要素相关联的时间序列，并可进行各种统计计算、图表绘制，可作为前后处理模块。
MIKE11BASIN建模教程
RR降流模块 （*.RR11）
HD水动力模 块
SO结构物模块
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。
进入河网编辑器输入河网参数：
起点 干流 支流 十五间房 南砣子
终点 姜家窝棚 14500m 牛家窝棚 8100m
2建立断面文件（.xns11）
断面信息 x 0 40 90 130 y 20 0 0 20 3 mark点 1 2
河道坡降用断面低高程来体现
起点高程10m、坡降0.0001
3修改边界条件（.bnd11）
MIKE11：河流一维模型 MIKE21：河流二维模型 MIKE3：河流三维模型
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。MIKE 11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MIKE 11设计、管理和运行河流系统。使用MIKE 11可以 轻松将你的分析扩大至泥沙输运和水质。MIKE 11还能扩展你的研究范围，用详细的地下水—地表水 模型MIKE SHE或简单的降雨径流模型模拟流域过程。 MIKE 11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MIKE SHE结合） NEXT
2024年MIKE21水质培训教程
MIKE21水质培训教程MIKE21水质模型培训教程1.引言MIKE21是一款广泛应用于水文、水质、泥沙和海洋等领域的数值模拟软件，具有强大的前后处理功能和灵活的模型构建方式。
水质模型作为MIKE21软件的核心模块之一，为研究水体中污染物的输移、扩散和衰减过程提供了有效的工具。
本教程旨在帮助初学者快速掌握MIKE21水质模型的基本操作和建模方法，为实际工程应用奠定基础。
2.MIKE21水质模型简介2.1水质模型分类MIKE21水质模型主要包括两大类：稳态模型和动态模型。
稳态模型适用于模拟长期平均水质状况，动态模型则可以模拟水质随时间的变化过程。
根据研究问题的不同，用户可以选择相应的模型进行模拟。
2.2水质模型原理MIKE21水质模型基于质量守恒定律和纳维-斯托克斯方程，考虑了污染物在水体中的对流、扩散和生物化学反应等过程。
模型通过求解偏微分方程组，得到污染物浓度随时间和空间的变化规律。
3.MIKE21水质模型操作步骤3.1创建项目启动MIKE21软件，创建一个新的项目。
在项目设置中，选择相应的地理坐标系和投影方式。
3.2导入数据导入研究区域的底图数据，如DEM、河网、土地利用等。
同时，还需要导入污染源数据、监测站点数据和边界条件等。
3.3建立模型3.3.1创建网格根据研究区域的特点，选择合适的网格类型（如矩形网格、三角形网格等）和网格分辨率。
在MIKE21中，可以通过自动或手动方式创建网格。
3.3.2设置边界条件根据实际情况，设置模型的边界条件。
边界条件包括入口浓度、出口浓度、自由液面等。
3.3.3设置初始条件设置模型初始时刻的污染物浓度分布。
3.3.4设置参数根据实际情况，设置模型中的各类参数，如污染物衰减系数、扩散系数等。
3.4模型求解设置求解器参数，如时间步长、迭代次数等。
然后运行模型，求解污染物浓度分布。
3.5结果分析利用MIKE21的后处理功能，对模拟结果进行分析。
可以绘制污染物浓度等值线图、浓度变化曲线等，以便于直观地了解污染物在水体中的分布和变化规律。
MIKE BASIN水资源模型介绍PPT课件
MIKE BASIN 是一种用于研究在流域或者区域 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.
自然条件下的河川 径流，地下水取水 量，流域之间调水， 等。
供水量
地区、城市间水资 源分配，生活、工 业、农业需水，人 工干预，等。
需水量
Water Resources Modelling MIKE BASIN
❖ 水力学模型与水资源模型 ▪ 研究的对象及计算的结果(水位~流量 vs 总水量,流量) ▪ 求解偏微分方程 vs 水量平衡 ▪ 城市河道 vs 流域河网 (大尺度范围的宏观水量计算)
❖ 水动力模型预报与水资源模型规划 ▪ 时间步长(1 小时 vs 1个月) ▪ 河道演算
MIKE BASIN 的 主 要 特 点
•基于 ArcGIS 9.2 (9.x)
•主要解决水资源分配及水量平衡问题
•可进行多目标优化过程
•独立的数据库形式(Microsoft Access Database) •包括功能强大的数据前、后处理及数值统计 工具（Temporal Analyst 时间分析模块）
➢ 2007年，DHI合并了WASY（地下水软件）。
关于 DHI
DHI Water & Environment Hørsholm - Denmark
TEST FACILITIES
OFFICE FACILITIES
5
DHI - Worldwide
No
DHI China 丹华水利环境 技术有限公司
MIKE SHE
水力模型（地表水和地下水治理、污染和水 土流失）
MIKE URBAN 城市污水和雨水管网模型,供 水管网模型
MIKE BASIN
MIKe系列软件介绍培训课件
1MIKe简介总体概况
MIKE软件是丹麦水资源及水环境研究所（DHI）的产品。DHI 是非政府的国际化组织，基金会组织结构形式，主要致力于水 资源及水环境方面的研究，拥有世界上最完善的软件、领先的 技术。被指派为WHO（The World Health Organization ）水质 评估和联合国环境计划水质监测和评价合作中心之一。
MKE11
MIKE11包差分格式对圣维南方程组进行数值求解，模拟水文特 征值（水位和流量）。
降雨径流模块（RR）：对降雨产流和汇流进行模拟。包括NAM，UHM，URBAN， SMAP模型
对流扩散模块（AD）：模拟污染物质 在水体中的对流扩散过程。
MapInfo, ArcInfo 或ArcView数据格式，或使用鼠标简单地点击生成。 ◆ 实时控制功能 管网自动监控系统（压力、水质等），用任何SCADA系统实现供水取水
DHI的专业软件是目前世界上领先，经过实际工程验证最多的， 被水资源研究人员广泛认同的优秀软件。软件的功能涉及范围 从降雨→产流→河流→城市→河口→近海→深海，从一维到三 维，从水动力到水环境和生态系统，从流域大范围水资源评估 和管理的MIKEBASIN，到地下水与地表水联合的MIKESHE， 一维河网的MIKE11，城市供水系统的MIKENET和城市排水系 统的MIKEMOUSE，二维河口和地表水体的MIKE21，近海的 沿岸流LITPACK，直到深海的三维MIKE3。
其他功能：
MIKE21可与MIKE11耦合，既一维、二维耦合，进行河口复杂水流的模拟，洪水预报和淹没范
围计算等。
软件融入GIS技术，方便了数据的采集和处理，并包含先进的数据前、后处理和图形专用工具，
重要计算区域变剖分网格加密计算处理技术。先进的图形工具使数据进行可视化的输入、编辑、分
MIKE培训资料解读
周一 早上 软件安装；DHI 简介；MIKE 11 总体介绍; 理论背景
下午
周二 上午 下午 周三 上午 下午 周四 上午 下午 周五 上午 下午
模块结构；简单例子； MIKE 11 模拟文件
MIKE 11 河网文件 MIKE 11 断面文件; MIKE 11 边界文件 时间序列编辑器; HD 参数文件; MIKE VIEW NAM 模型 SO AD 参数文件; WQ 参数文件 WQ 参数文件；Ecolab 练习；讨论
• GIS 界面 (ArcView)
MIKE 11
洪水预报模块
•水位 •流量 •淹水
实时校正
Flood Mapping facilities applying MIKE 11 GIS
+
MIKE11 River Model
24.00 22.00 20.00 18.00 16.00 5/1 10/1 15/1 20/1 25/1
• 泥沙输运模拟 • 粘性泥沙 • 非粘性泥沙 • 泥沙负荷 • 河床演变
MIKE 11
一维河渠模拟软件系统
数学方程
任何有关非稳态流动的数学模拟程序都 基于以下三个要素: • 反映有关物理定律的微分方程组 • 对微分方程组进行线性化的有限差分格 式 • 求解线性方程组的算法
微分方程: St. Venant 方程
+
Digital Elevation Model
=
Flood Map
MIKE 11
MIKE 11
对流扩散模块
•对流输运 •扩散输运
T = QC
T = -D C x
•一级衰减率
• 粘性泥沙 单层/多层
MIKE 11
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MIKE BASIN水资源软件完整实例培训教程linpinglin@sos@QQ:75395450目录1 MIKE BASIN模型基本搭建 (1)1.1 DEM 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)3.1 NAM降雨-径流模拟 (21)3.2 如何使用Temporal Analyst (25)3.2.1 Gapfilling（数据插补） (28)3.2.2 Double Mass Analysis（双累积曲线分析） (29)3.2.3 Combine（合并） (30)3.2.4 Evaluate to Scalar (32)3.2.5 Gap Fill（插补） (35)3.3 宏语言编程 (36)3.3.1 Macro (37)3.3.2 excel_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Load Calculator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 “Distance Specific Decay” (68)4.3.5其它设置 (75)1 MIKE BASIN模型基本搭建1.1 DEM 建立模型1. 从windows程序管理器中运行MIKE BASIN开始–>程序->DHI 软件->MIKE BASIN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MIKE BASIN 工具栏。
在MIKE BASIN 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Starta new project with a new database.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MIKE BASIN Options 对话框中点击OK。
3． 加入一个DEM层作为背景图像在背景中加入一个图像，能容易地让您对研究区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“Zoom To 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）。
Press the button on the ArcMap standard toolbar.4． 在工具栏中的MIKE BASIN 菜单中选择“Process DEM…”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”（“Calculate Flow Direction”）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。
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”（“Trace River”）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。
7． 创建流域运用工具栏上的“描述流域”（“Delineatecatchments”）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2000 km2（两条支流输入1000 km2）。
（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1 l/s/km^2。
c:\windows\assembly 删除DHI.timeseries/data/resources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Mike Basin菜单中选择“Run MikeBasin Simulation…”。
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“Associate with featuresin map”，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。
Mike Basin 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“MIKE BASINSimulation sim1”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“Time Series…”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“Add To Plot”。
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MIKE BASIN中。
2. 在右上角出现图层。
使用放大按钮，将此区域放大。
点MIKE BASIN菜单中的Copy BranchShapes….弹出的对话框中，选择AllShapes。
按Copy。
生成了河流。
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Stop Editing.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MIKE BASIN菜单中的Copy Branch Shapes….弹出的对话框中，选择All Shapes。
这次选择了Flip Direction （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StopEditing。
保存所做的修改。
显示Polygon_exercise图层。
在Editor菜单中选择Start Editing。
选择数据库Personal Geodatabase。
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MIKE BASIN菜单中的Copy Catchment Shapes…并选择Polygon_exercise图层中的多边形。
在点击Select branch to assign shape to: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。
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Stop Editing。
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Start Editing，并在MIKE BASIN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。
Stop Editing。
点运行按钮运行模型。
1.3添加用水户1．选择Start Editing，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“Add Channel”将用水户连接到河流上。