MIKE泥沙模拟教程1
MikeFlood城市内涝水体模拟模型专题教程
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
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。
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]
T-A曲线的选择采用根据集水区形状选择。
3.2.4
MOUSE->Boundary Conditions->Catchment Loads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。
I.MIKEURBAN排水管网模型教程目录
I.MIKE URBAN排水管网模型教程
1
1.1
打开MIKEURBAN，文件。单击EditCoordinate System编辑模型文件坐标系，。
GeoDatabase，并选择GISDATA.mdb文件。
依次设置NewJob和NewTableConfig。
，在导入选项中悬着ESRI
MIKE FLOOD专题培训课程
1. MIKE URBAN排水管网模型教程
2. MIKE 11 HD,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
MIKE培训教程
目录
• MIKE软件概述 • MIKE基础操作 • 水动力模型建立与分析 • 水质模型建立与分析 • 生态系统模型建立与分析 • MIKE在水利工程中的应用 • MIKE在环境科学中的应用 • 总结与展望
MIKE软件概述
01
软件背景及发展历程
01
初始阶段
MIKE软件起源于20世纪80年代，最初是为了解决水利工 程中的水流模拟问题而开发。
结果应用
将水质模型结果应用于水 环境管理、污染控制、生 态修复等方面，为决策提 供支持。
05 生态系统模型建立与分析
生态系统模型基本原理
生态系统的组成与结构
生态系统由生物群落及其生存环境组成，包括生产者、消 费者、分解者等角色，以及物质循环和能量流动等基本过 程。
生态系统模型的作用 生态系统模型是对生态系统结构和功能的抽象表达，用于 描述系统内部各组分之间的相互作用和动态变化，以预测 生态系统的行为和响应。
谢谢聆听
在MIKE中建立水动力模型
MIKE软件介绍
MIKE是一款功能强大的水动力 模型软件，提供丰富的模型库和 工具，支持一维、二维和三维水
动力模型的建立和分析。
模型建立流程
在MIKE中建立水动力模型需要 遵循一定的流程，包括选择模型 类型、定义计算域、设置网格、 输入参数、设定初始条件和边界
条件等。
模型参数设置
启动方法 双击桌面上的MIKE软件图标；
或者在开始菜单中找到MIKE软件并单击启动。
界面布局及功能介绍
菜单栏
包含文件、编辑、视图等基本操作选项；
工具栏
提供常用功能的快捷按钮；
界面布局及功能介绍
工作区
显示当前操作的文件或项目；
2024年度MIKE21水环境培训教材
综合考虑水质、水量、生态等多方面因素，利用MIKE21制定水环境 综合治理方案，实现水环境的全面改善。
2024/3/23
28
06
MIKE21在科研领域的应用
2024/3/23
29
水环境科学研究热点问题探讨
2024/3/23
水体富营养化
探讨水体富营养化的成因、过程、影响及防治策略，利用 MIKE21进行富营养化过程的模拟和预测。
应用前景展望
随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，MIKE21 在水环境科研领域的应用前景将更加广阔。未来可以进 一步拓展MIKE21在气候变化影响评估、水资源优化配 置、水生态系统恢复等领域的应用研究，为推动水环境 科学的深入发展做出贡献。
2024/3/23
32
07
总结与展望
2024/3/23
2024/3/23
26
水资源优化配置
2024/3/23
水资源供需平衡分析
01
基于MIKE21的水资源模拟功能，分析区域水资源的供需平衡状
况，为水资源合理配置提供决策依据。
多目标水资源配置方案制定
02
综合考虑经济、社会和环境等多方面因素，利用MIKE21制定多
目标水资源配置方案，实现水资源的可持续利用。
03 边界条件处理
针对不同的水域和边界条件，如水陆边界、开边
界、固壁边界等，采用相应的处理方法，以保证
模型的准确性和稳定性。
2024/3/23
8
水质模型原理
水质组分输移
水质模型通过描述水质组分（如 溶解氧、营养盐、有机物等）在 水体中的输移过程，包括对流、
扩散、反应等机制。
2024/3/23
mike21泥沙输运
河床更新
MIKE-21/3 FM 泥沙输运模块: 理论背景
典型输运表格:
一般参数
根据水流和波浪 范围，水深和河 底坡度值得出的 计算结果
计算输运率
MIKE-21/3 FM 泥沙输运模块: 理论背景
采用非线性波浪理论得出的旋波速度
MIKE-21/3 FM 泥沙输运模块: 理论背景
泥沙输运算法
qT = qb + qs
MIKE-21/3 FM 泥沙输运模块: 理论背景
对单一水流和混合波浪流来说，两种算法得出泥沙输运矢量。 单一水流：平衡和非平衡方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
推移质 - Engelund & Hansen - Van Rijn - Engelund & Fredsøe - Meyer Peter & Muller
悬移质 - Engelund & Hansen - Van Rijn - Engelund & Fredsøe
为了形成上述过程，我们要求靠近河床处高的分辨率： 这在sigma层模型中不现实。 结论是。。。
MIKE-21/3 FM 泥沙输运模块: 理论背景
MIKE-使用说明
MIKE-使⽤说明1 基本参数与设置度可以忽略时，湖泊、河⼝、海湾、海岸和海洋的⽔动⼒、环境现象的模拟。
共分为4个模块： ?⽔动⼒模块（Hydrodynamic ）； ?平流扩散模块（Advection-Dispersion ）； ?泥沙输运模块（Mud Transport ）； ? ⽣态过程模块（ECO Lab ）。
其中，⽔动⼒模块是基础，为其他三个模块的计算提供动⼒。
泥沙输运模块可以⽤来模拟波流共同作⽤下粉砂、淤泥和粘⼟的冲刷、输移与沉降。
适⽤范围：矩形⽹格。
⽔动⼒模块（Hydrodynamic Module ） ?输运模块（Transport Module ） ?⽣态过程、溢油模块（ECO Lab/Oil Spill Module ） ?淤泥输运模块（Mud Transport Module ） ?粗砂输运模块（Sand Transport Module ） ?粒径追踪模块（Particle Tracking Module ） ? 波谱模块（Spectral Wave Module ）其中，⽔动⼒模块与波谱模块是最基本的两种。
适⽤范围：三⾓⽹格。
Alternative Direction Implicit Method ）：交替⽅向隐式⽅法。
把每⼀个时间步长分成两步进⾏，前半步隐式计算x ⽅向流速分量及潮位，显式计算y ⽅向流速分量；后半步隐式计算y ⽅向流速分量及潮位，显式计算x ⽅向流速分量。
2.9m 。
simulation start time ）、总步数（no. of time steps ）及时间步长（time step interval ）。
时间步长⼀⽅⾯决定了结果⽂件的最⼤输出频率，另⼀⽅⾯实现了不同模块的同步耦合。
具体计算时的时间步长则是在solution technique 中定义的。
⽔动⼒、平流扩散和波谱模型的计算步数是动态的，只要满⾜稳定性要求即可；对于泥沙输运和⽔质模型，进程可能多个步长更新⼀回。
MIKE-使用说明
1 基本参数与设置度可以忽略时，湖泊、河口、海湾、海岸和海洋的水动力、环境现象的模拟。
共分为4个模块：• 水动力模块（Hydrodynamic ）；• 平流扩散模块（Advection-Dispersion ）； •泥沙输运模块（Mud Transport ）； •生态过程模块（ECO Lab ）。
其中，水动力模块是基础，为其他三个模块的计算提供动力。
泥沙输运模块可以用来模拟波流共同作用下粉砂、淤泥和粘土的冲刷、输移与沉降。
适用范围：矩形网格。
• 水动力模块（Hydrodynamic Module ） • 输运模块（Transport Module ）• 生态过程、溢油模块（ECO Lab/Oil Spill Module ） •淤泥输运模块（Mud Transport Module ） • 粗砂输运模块（Sand Transport Module ） • 粒径追踪模块（Particle Tracking Module ） •波谱模块（Spectral Wave Module ）其中，水动力模块与波谱模块是最基本的两种。
适用范围：三角网格。
Alternative Direction Implicit Method ）：交替方向隐式方法。
把每一个时间步长分成两步进行，前半步隐式计算x 方向流速分量及潮位，显式计算y 方向流速分量；后半步隐式计算y 方向流速分量及潮位，显式计算x 方向流速分量。
2.9m 。
simulation start time ）、总步数（no. of time steps ）及时间步长（time step interval ）。
时间步长一方面决定了结果文件的最大输出频率，另一方面实现了不同模块的同步耦合。
具体计算时的时间步长则是在solution technique 中定义的。
水动力、平流扩散和波谱模型的计算步数是动态的，只要满足稳定性要求即可；对于泥沙输运和水质模型，进程可能多个步长更新一回。
mike21c泥沙模块科学手册中文版
3 河流地貌学（河床变形模型）河流地貌学模型是水动力学模型和泥沙输移模型的结合。
根据河床地形的变化不断更新水流流场。
河流地貌学模型传统上分为耦合模型和非耦合模型两种。
对于耦合模型，水流控制方程和泥沙输移方程合并到一个方程组中，同时求解。
对于非耦合模型，水动力学流控制方程的求解在泥沙输移方程求解的前一个时间步里完成，然后计算出新的床面高程，并对下一时间步的水流方程进行求解。
本模型采用的就是后一种方法（非耦合）。
本模型包括的其他子模型，诸如河岸侵蚀，岸线更新，动床阻力，床面形态，床沙级配等，都将在本章中加以描述。
3.1 泥沙连续方程根据计算的床沙质（推移质和悬移质）输移（状况），可以从以下方程求得床面高程的变化：式中：S x为X方向输沙量S y为Y方向输沙量n 床沙孔隙率t 时间（x，y）笛卡儿坐标系ΔSe 由于河岸侵蚀引起的侧向泥沙补给。
总输沙量等于推移质和悬移质之和，对于曲线网格（s，n），方程3.1将略有不同，数值处理中在每一个网格单元的入流和出流边界上使用不同的Δs和Δn，见图3.2。
本模型采用空间中心差分和时间上的向前差分格式。
时间步长受Courant准则的限制，即Courant数必须小于1。
波数可以用式3.1的一维版本加以估算：通过假定床和泥沙输移是仅是希尔兹切应力θ的函数，那么沙波的波速就可以表示为：如果谢才系数假定为常数，那么θ与h2成反比，即，对Engelund & Hansen输沙公式，有：式中：S 输沙率h 水深c bw粗估的沙波速基于图 3.2的符号系统，曲线网格的泥沙连续方程可以表达为如下差分格式：式中：S s s方向的输沙率S n n方向的输沙率n 床沙孔隙率t 时间（s，n）曲线坐标系Δs s方向的空间步长Δn n方向的空间步长（j，k）网格坐标为了系统的封闭，在上边界上需要提供边界条件。
可选择两种（边界条件），指定床面高程变化率或简单的指定进入系统的输沙率。
理论上讲，只需指定上边界泥沙输移条件。
2014-MIKE 21-港口波浪泥沙班SW培训教程
第 1 章 MIKE 21 FM 网格生成器
2.4.1 含义 ........................................................................................................ 135 2.4.2 网格和地形 .............................................................................................. 135 2.4.3 边界条件 ................................................................................................. 135 2.4.4 底摩阻系数 .............................................................................................. 135 2.4.5 风场 ........................................................................................................ 135 2.5 模型的率定和验证 ............................................................................................... 136 2.5.1 目的 ......................................................................................
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
MIKE 21 ST Examples 示例
Thyboron inlet – MIKE 21 Classic 矩形网格 Waves 波浪 (MIKE 21 PMS)
Currents 水流 (MIKE 21 HD)
Sand Transport 泥沙输运 (MIKE 21 ST)
MIKE 21 ST Examples 示例
Morphology 水下地貌演变
SAND TRANSPORT IN MIKE MODULES MIKE模块中的沙输运
SAND Transport in MIKE 21 MIKE 21中的沙输运
Bathymetry 地形 Boundary data 边 界条件 Wind 风 Bathymetry 地形 Boundary data 边 界条件 Wind 风
Morphology 水下地貌演变
MIKE 21 CAMS
SAND TRANSPORT IN MIKE MODULES MIKE 模块中的沙输运
SAND Transport in MIKE 21(3), Flexible Mesh (FM)
MIKE 21 (3)沙输运，非结构网格
MIKE 21(3) FM
AVAILABLE MODELS 可用的模型
Overview of Sediment Models 泥沙模型介绍
MIKE 3 (FM)
MIKE 3 (FM)
3D modelling
三维模型
(sand, mud and particles) (沙, 泥和质点跟踪)
MIKE 21 (FM) 2D modelling (sand, mud and
Sediment properties
泥沙特性 Boundary data 边界数据
Sediment Model 泥沙模型
Transport rates 输沙率 Erosion / deposition 冲刷/淤积
MODULAR STRUCTURE OF CALCULATION 模型计算流程
Bathymetry 地形 Boundary data
2 8 .9 - 2 9 . 2 9 2 8 .5 1 - 2 8 . 9 2 8 .1 1 - 2 8 . 5 1 2 7 .7 2 - 2 8 . 1 1 2 7 .3 3 - 2 7 . 7 2 2 6 .9 3 - 2 7 . 3 3 2 6 .5 4 - 2 6 . 9 3 2 6 .1 5 - 2 6 . 5 4 2 5 .7 5 - 2 6 . 1 5 2 5 .3 6 - 2 5 . 7 5 2 4 .9 7 - 2 5 . 3 6 2 4 .5 7 - 2 4 . 9 7 2 4 .1 8 - 2 4 . 5 7 2 3 .7 9 - 2 4 . 1 8 2 3 .3 9 - 2 3 . 7 9 Be low 2 3.3 9 Un d e fin e d V a l u e
CHOICE OF SEDIMENT MODEL泥沙模型的选择
Investigate situation and determine important issues 调查情况并确定重要的研究问题
Area of interest ? 研究范围 What is the purpose of the simulation? 模拟目的 Type of sediment 泥沙类型 ▪ Sand ? 沙？ ▪ Mud ? 泥？ Type of bathymetry 地形的类型 ▪ Complex 2D ? 复杂的二维？ ▪ Quasi-uniform ? 准均一地形？ Hydrodynamic conditions 水动力条件？ ▪ Mean annual ? 年平均？ ▪ Extreme ? 极端条件？ What kind of effects are important ? 哪些影响因素是重要的？
非粘性泥沙 (>0.06 mm, 如. 砂和砾石)
▪ Cohesive sediment (<0.06 mm, e.g. mud)
粘性泥沙 (<0.06 mm, 如. 泥)
Bathymetry (e.g. depth, bed slope)水深 (如深度, 底床坡度)
Hydrodynamics 水动力
Transport rates输沙率 Erosion / deposition 冲刷/淤积
Morphology 水下地貌演变
SAND TRANSPORT IN MIKE MODULES MIKE 模块中的沙输运
SAND Transport in MIKE 21 , Classic MIKE 21 沙输运，矩形网格
Hydrodynamic Model 水动力模型
Currents 水流 Water levels
水位
Waves 波浪
Sediment Model 泥沙模型
MIKE 21 NSW MIKE 21 PMS MIKE 21 HD
MIKE 21 ST
Transport rates输沙率 Erosion / deposition 冲刷/淤积
▪ Waves (height, direction, period, spreading)
波浪 (波高, 波向, 波周期, 波的传播)
▪ Currents (speed, direction) 流 (流速, 流向) ▪ Tide 潮汐 ▪ Sources 源
Sediments 泥沙
▪ Sediment source/sink 泥沙源/汇
SEDIMENTS IN COASTAL ENGINEERING 海岸工程泥沙
Problem type determines model(s) 问题的类型决定使用哪种模型
CONDITIONS TO CONSIDER 需考虑的条件
Sediment type 泥沙类型
▪ Non-cohesive sediment (>0.06 mm, e.g. sand and shingle)
Hydrodynamic Model 水动力模型
Currents 水流 Water levels
水位
Waves 波浪
Sediment Model 泥沙模型
Transport rates输沙率 Erosion / deposition 冲刷/淤积
SW HD ST
Morphology 水下地貌演变
(MF)
MIKE 3 (FM) 3D modelling 三维模型
MIKE 21 (FM) 2D modelling 二维模型
LITPACK 1D modelling assuming quasi-uniform conditions 一维模型假定准均匀剖面海滩
MODULAR STRUCTURE OF CALCULATION 模型计算流程
MIKE 21, MIKE 3 和 LITPACK 中的泥沙
When and where to use which models 什么时候、什么条件下使用哪种模型
SEDIMENTS IN COASTAL ENGINEERING 海岸工程泥沙
Integrated Problems 综合问题
Integrated Management 综合管理
Bathymetry 地形 Boundary data 边界数据 Wind 风
Bathymetry 地形 Boundary data 边界条件 Wind 风
Wave Model 波浪模型
Radiation stresses辐射应力
Hydrodynamic Model 水动力模型
Currents 水流 Waves Water levels水位 波浪
SAND TRANSPORT IN MIKE MODULES MIKE 模块中的沙输运
Sand transport modes 沙输运模式
▪ Wash load 冲泻质 ▪ Bed load 推移质 ▪ Suspended load 悬移质 ▪ Total load 全沙 = Bed load 推移质 + suspended load 悬移质
SEDIMENTS IN MIKE 21, MIKE 3 AND LITPACK MIKE 21, MIKE 3 和 LITPACK 中的泥沙
When and where to use which models 什么时候、什么条件下使用哪种模型
SEDIMENTS IN MIKE 21, MIKE 3 AND LITPACK
Overview of model grids 模型网格介绍
2 15
2 10 2 05
2 00 1 95
1 90
1 85
1 80
1 75
1 0 0 00
T im e s te p 1 7 8 o f 1 7 9
Xz data.txt
1 50 0 0
2 0 0 00
2 50 0 0
30 0 0 0 F ra m e d e la y 1 0 0 [m s ]
泥沙特性 Boundary data 边界数据
Sediment Model 泥沙模型
Transport rates输沙率 Erosion / deposition 冲刷/淤积
Morphology 水下地貌演变
SEDIMENTS IN MIKE 21 AND MIKE 3 MIKE 21和MIKE 3中的泥沙
Sediment properties 泥沙特性 Boundary data 边界数 据
Wave Model 波浪模型
Radiation stresses辐射 应力
Hydrodynamic Model 水动力模型
Currents 水流 Water levels
水位
Waves 波浪