MIKE SHE分布式水文模型培训教程

基于MIKESHE的流域表层土壤含水量时空变化特征分析随着气候变化和人类活动的影响，土壤含水量的时空变化对流域水资源管理和生态环境保护具有重要意义。

MIKESHE模型是一种有效的流域水文模型，可以模拟流域内土壤含水量的时空变化。

本文将基于MIKESHE模型，对流域表层土壤含水量的时空变化特征进行分析，旨在深入了解土壤含水量的变化规律，并为流域水资源管理和生态环境保护提供理论支持。

一、研究区域概况选择研究区域为某流域，该流域位于我国南部，地势起伏较大，气候湿润，为典型的亚热带季风气候。

流域内有森林、草地、耕地等不同类型的土地利用，流域水系发育，是当地重要的水源保护区。

二、MIKESHE模型简介MIKESHE模型是一种基于有限元法的流域水文模型，可以模拟流域内地表径流、土壤含水量、地下径流等水文要素的时空变化。

该模型结合了土壤水文过程和地下水流动机制，能够较为准确地反映流域内土壤含水量的变化。

三、数据采集与模型建立1.数据采集采集研究区域的降雨、蒸发、地表径流、土壤含水量等水文要素数据，并获取数字高程模型（DEM）数据、土地利用数据等地学信息数据。

2.模型建立基于采集的数据，建立MIKESHE模型，包括建立流域有限元网格、设定模型参数、进行模型验证等步骤。

四、土壤含水量时空变化特征分析1.季节变化特征通过模拟分析，得出研究区域土壤含水量的季节变化规律。

结果显示，春季降雨较多，土壤含水量呈现增加趋势；夏季气温较高，蒸发增加，土壤含水量出现减少；秋季降雨逐渐减少，土壤含水量开始下降；冬季降雨较少，土壤含水量维持在较低水平。

2.空间分布特征利用模型模拟结果，分析了研究区域不同位置土壤含水量的空间分布特征。

结果显示，流域上游山地土壤含水量较丰富，主要受降雨的影响；流域中游平原地带土壤含水量受蒸发和植被蒸腾的影响较大；流域下游湿地土壤含水量相对较高，与地下水关系密切。

3.林地、草地、耕地的影响分析了研究区域不同土地利用类型对土壤含水量的影响。

分布式水文模型MIKE SHE模拟杨树(P.×euramericanacv.)人工林生态系统水文过程1刘晨峰1，张志强1，孙阁2，朱金兆1，查同刚1，申李华1，方显瑞11. 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京（100083）2. Southern Global Change Program，USDA FS, 920 Main campus，Raleigh，NC 27606，U.S.AE-mail：zhqzhang@摘要：本文采用基于物理过程分布式水文模型MIKESHE模型对北京市大兴区永定河沿河杨树（P.×euramericanacv.）人工林生态系统蒸发散、土壤水分含量以及地下水位等水文要素过程进行了模拟。

分别采用2005年和2006年采用涡度相关法测定的生态系统日蒸散值以及烘干法测定的不同深度土壤含水量进行模型参数校正与模拟效果验证。

采用验证过的模型对该地区地下水位进行模拟，并与2006年实测地下水位值进行比较，以揭示该区水分平衡的的观测值。

研究结果表明，经对模型主要参数土壤不同剖面层的划分以及各层水分物理属性的反复修正，将土壤剖面自地面起至饱和水位线分为三层且各层的饱和导水率Ks分别设定为5e-006、0.0002m/s和2e-006m/s；模型验证精度较高，对日蒸散量的模拟结果中相关系数R由模型校正过程中的0.69上升为模型验证结果中的0.86；对土壤含水量的模拟验证结果中确定性系数E分别为0.78和0.56，比模型校正中所得的0.27有较大提高，模拟值与实测值有了较为一致的变化趋势，提示模型参数设置基本合理，模拟结果可以相信；在模型的应用过程中，用地下水位的实测值与模拟值进行比较，两者差异较大，相关系数为0.55，从模拟结果可分析出降雨对当地地下水位并没有明显的补给作用，而实测值的显著变化同时提示出当地地下水位的持续下降可能是由于对林区及其周边农田旱季抽水灌溉造成的，或者由于该研究中水分交换界面的划定对于研究区地下水位变化而言研究尺度太小，对地下水位持续下降的原因分析还需扩大时间和空间尺度来研究。

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-21-HD-FM⽔动⼒模型逐步练习实例教学⽂案M I K E-21-H D-F M⽔动⼒模型逐步练习实例MIKE 21 HD FM⽔动⼒模型逐步培训教程⽬录1概述 (1)1.1⼯程背景 (1)1.2练习实例的⽬的 (1)2创建计算⽹格 (2)2.1创建⽹格前需要注意的问题 (2)2.2创建?RESUND的计算⽹格 (3)2.2.1由原始的xyz数据⽣成mdf⽂件 (4)2.2.2三⾓边界的调整 (7)2.2.3模拟区域的三⾓划分 (8)3创建MIKE 21 FM⽔动⼒模型的输⼊条件 (13)3.1⽣成⽔位边界条件 (13)3.1.1把测量⽔位导⼊时间序列⽂件 (14)3.1.2创建边界条件 (19)3.2初始条件 (22)3.3风⼒作⽤ (22)4MIKE 21 FM模型搭建 (23)4.1FM模型 (23)4.2模型率定 (37)4.2.1实测⽔位 (37)4.2.2实测流速 (38)4.2.3模拟与实测结果⽐较 (39)概述本实例是连接丹麦和瑞典的跨海(?resund)⼯程。

图 1.1 Sound (?resund), 丹麦⼯程背景1994年，哥本哈根和马尔默(Malm?)开始了连接丹麦和瑞典隧道和桥梁的改造项⽬。

该项⽬执⾏了严格的环境要求，即隧道和桥梁项⽬对波罗的海的环境不产⽣任何影响。

这样的要求意味着桥梁和隧道设计的阻流作⽤⼩于0.5%，同理，溢流和排放的最⼤流量也要得到控制。

为了达到环境的要求和监理⼯程施⼯，建⽴了⼀个主要的监测程序。

整个监测程序包括40多个⽔⽂测站，收集⽔⽂、盐度、温度和流场数据。

另外还为ADCP的船载测站和CTD等固定站点进⾏了⼴泛的补充测量。

监测程序最初于1992年开始并⼀直持续到本世纪。

由于?resund海域天然⽔⽂的多样性和多变性，连接⼯程的阻流作⽤只能通过数值模型来评价。

⽽且，?resund的情况需要⼀个三维模型。

所以，利⽤DHI的三维模型，MIKE 3对?resund整个海域进⾏模拟，并在其中设置嵌套模型，⽹格尺⼨⽔平⽅向由连接⼯程附近的100⽶到?resund 较远海域的900⽶，垂直⽅向⽹格尺⼨是1⽶。

MIKE 11 HD、SO、AD、Ecolab完全实例教程通过建立东江水动力、水质模型，熟悉MIKE 11基本功能和应用技巧。

练习中将要建立的模型为DHI咨询项目实例（世银贷款项目），练习所使用的数据完全为该项目真实数据。

让我们从最原始数据开始！1 MIKE 11 HD – MIKE 11 水动力模型MIKE 11 HD建模需要以下各类数据或信息•流域描述－河网形状，可以是GIS数值地图或流域纸图；－最好能包含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－边界最好设在有实测水文测量数据处，如果实在不可能就必须估算边界条件！•用水文测量数据进行率定验证率定验证的数据越多，模型就越可靠，但工作量也会越大。

•水工建筑物设计参数及调度运行规则－所有水工建筑物都有其调度运行规则，问题是1) 能否收集到有关资料？2) 实际是否按照此规则运行了？建筑物处的实测水位或流量资料可以反映实际运行情况。

MIKE 11将上述信息分别存放在以下文件内:•河网文件(.nwk11)•断面数据(.xns11)•边界条件(.bnd11)•模型参数文件(.hd11)• (时间序列文件) (.dfs0)下面开始逐个建立这些文件。

1.1河网文件河网文件或许是MIKE 11所有文件中最复杂、又是最重要的一个文件了。

收集到的原始数据为ArcView河网文件（river.shp）：包含了河道位置、河道长度等信息。

建立河网文件步骤：第一步：从ArcView河网文件提取河网背景图用ArcView打开river.shp文件✍缩放图形区域至完整包含所有将要模拟的河道✍记下此区域左下角和右上角的UTM坐标，比如分别为(，2517015.05)和(，2590115.16) ✍输出为bmp格式图（File ✍ Export...）注：如果是纸图，同样可以将其扫描后生成bmp文件。

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。

（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。

分布式水文模型未来之大势——以MIKE SHE模型为例[摘要] 作为目前最强大的综合性物理分布式水文模型，MIKE SHE适用于30m2到5000km2的流域，几乎能模拟所有的水文过程。

该模型在欧美等得到广泛运用。

经过三十年的研究和运用发展，全球相关学者和技术人员研究并运用了多模型，多参数，多手段方式方法对MIKE SHE进行诸多领域范围的适用开发和研究。

而在中国该模型的研究和运用鲜有问津。

随着地理信息系统的发展、模型自身的完善和自动化发展，尤其是今年环境问题的激化，分布式水文模型必将成为流行全球的解决办法和工具。

作为一个最强大的分布式水文模型之一，MIKE SHE也必定是未来的趋势。

[关键字]分布式水文模型MIKE SHI 大势所趋环境问题解决办法随着电脑和水资源管理需求的发展，水资源管理已经步入一个数字时代。

为研究流域系统的，人们研发出了各式各样的水文模型。

这些模型大致可以分为：集中式模型和分布式模型。

由于分布式水文模型的参数是由遥感数据解译而来，其可以节省大量的野外调查花费，因此可以推广，广泛运用于土地利用，覆盖，水文对土壤侵蚀的响应，非点源污染，气候变化影响以及地表过程。

近些年对该模型的研究也逐步深入。

然而，这种模型系统一般需要详细的数据，电脑分析过程也很复杂，另外，许多参数在适用前也都需要验证。

所以分布式水文模型研究进展不快，仍然处在研究阶段，距离广泛使用还有很长的路要走。

1 MIKE SHE 概述MIKE SHE 模型最早在1982年由丹麦液压研究所开发，基于物理的确定性的分布式模型系统。

几乎可以模拟所有的水文过程。

1998，美国农业工程学会会议上提交了几分评估材料，MIKE SHE 模型也凭借其广泛的适用性和可编辑性也在此引起了整个学会的注意。

2典型运用MIKE SHE 最初是为欧洲的水资源管理和环境保护的用户设计的。

直至目前，MIKE SHE 已经比较广泛的运用于高校，研究机构，咨询公司。

MIKEBASIN水资源软件完整实例培训教程•MIKEBASIN软件概述•水资源模型构建•水资源分析与管理•MIKEBASIN在流域规划中的应用•MIKEBASIN在城市水务管理中的应用•MIKEBASIN在农业灌溉中的应用•MIKEBASIN软件操作技巧与常见问题解答MIKEBASIN软件概述软件背景及功能背景MIKEBASIN是由丹麦水资源及水环境研究所（DHI）开发的一款综合性的水资源管理软件，旨在提供水资源规划、管理和决策支持的全流程解决方案。

功能MIKEBASIN具有水资源评价、水资源配置、水环境模拟、洪水预报与风险管理、水利工程运行管理等功能，支持多用户协同工作和数据共享。

应用领域与范围应用领域MIKEBASIN广泛应用于水资源规划、水环境保护、水利工程设计与运行管理等领域，为政府、企业和科研机构提供决策支持和技术服务。

应用范围MIKEBASIN适用于不同尺度的水资源管理，包括流域、区域、城市和农村等，可处理复杂的水资源问题，如水资源短缺、水污染、洪涝灾害等。

技术特点与优势技术特点MIKEBASIN采用先进的数值模拟技术和地理信息系统（GIS）技术，实现了水资源系统的精细化模拟和可视化表达；同时，软件支持多源数据融合和不确定性分析，提高了模拟结果的可靠性和准确性。

优势MIKEBASIN具有高度的灵活性和可扩展性，可根据用户需求进行定制开发；软件提供了丰富的数据接口和模型库，方便用户进行数据导入和模型构建；此外，MIKEBASIN还提供了完善的用户手册和在线技术支持，降低了用户的学习成本和使用难度。

水资源模型构建收集研究区域的基础地理信息数据，包括数字高程模型（DEM）、土地利用类型、土壤类型等；收集研究区域的气象数据，包括降水、蒸发、气温等；收集研究区域的水文数据，包括河流流量、水位、水质等；对收集的数据进行整理、格式转换和预处理，以便后续模型建立。

01020304数据收集与整理导入整理好的基础地理信息数据、气象数据和水文数据；构建研究区域的水系网络，包括河流、湖泊、水库等；根据研究需求，添加相应的模块和插件，如水质模块、生态模块等。

MIKE SHE分布式水文模型培训教程II概述 ........................................................................... ...................................... 2-1 MIKE SHE模拟的水文过程 ........................................................................... .. 2-1 全球应用 ........................................................................... ............................... 2-1 MIKE SHE用户界面 ........................................................................... ............. 2-2 起步练习 ........................................................................... ............................... 2-4 步骤1 ― 启动 MIKESHE .......................................................................... ..... 2-4 步骤2 ― MIKE Zero工程 ........................................................................... ..... 2-5 饱和带（地下水）练习 ........................................................................... ......... 2-9 步骤 1 ― 创建一个新的MIKE SHE模型 ......................................................... 2-9 步骤 2 ― 建立模型显示图层 ........................................................................... 2-11 步骤3 ― 模拟设置 ........................................................................... ..............2-13 步骤 4 ― 定义模型范围 ........................................................................... .......2-15 步骤 5 ― 定义高程 ........................................................................... ..............2-19 步骤 6 ― 定义地下水补给 ........................................................................... ...2-19 步骤7 ― 地质模型 ........................................................................... ..............2-21 步骤8 ― 定义数值层属性 ........................................................................... ...2-25 步骤9 ― 数据前处理 .....................................................................................2-27 步骤10 ― 重新定义水平网格的离散 ..............................................................2-29 步骤11 ― 定义输出和率定项 .........................................................................2-30 步骤12 ― 运行模拟 ........................................................................... ............2-33 步骤13 ― 查看结果 ........................................................................... ............2-34 步骤14 ― 添加地质层 ........................................................................... ........2-36 步骤15 ― 结果浏览器的高级功能..................................................................2-39 非饱和带（单土柱）练习 ........................................................................... .....2-47 步骤1 ― 创建一个新的MIKE SHE文件 ........................................................2-47 步骤 2 ― 模拟设定 ........................................................................... ..............2-47 步骤 3 ― 定义模型范围和地表高程 ................................................................2-49 步骤4 ― 定义气候和植被 ........................................................................... ...2-50 步骤 5 ― 建立非饱和带模型 ........................................................................... 2-52 步骤6 ― 数据前处理 ........................................................................... ..........2-55 步骤7 ― 运行模拟 ........................................................................... ..............2-561 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7II MIKE SHE分布式水文模型培训教程? DHI4.8 4.9 55.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 66.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 77.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8步骤8 ― 查看结果 ........................................................................... ............. 2-59 步骤9 ― 了解模拟的灵敏度 .......................................................................... 2-63 明渠流练习（MIKE11） ......................................................................... ...... 2-65 步骤 1 ― 创建一个新的 MIKE 11文件 .......................................................... 2-65 步骤2 ― 创建河网 ........................................................................... ............. 2-69 步骤 3 ― 添加断面 ........................................................................... ............. 2-75 步骤 4 ― 添加边界条件 ........................................................................... ...... 2-78 步骤 5 ― 定义水动力参数 ........................................................................... .. 2-80 步骤 6 ― 运行模拟 ........................................................................... ............. 2-82 步骤7 ― 结果查看 ........................................................................... ............. 2-83 综合练习 ........................................................................... ............................. 2-87 步骤1 ― 打开MIKE SHE文件 ...................................................................... 2-87 步骤2 ― 添加河流模块 ........................................................................... ...... 2-89 步骤 3 ― 查看MIKE 11设置 .........................................................................2-90 步骤4 ― 添加坡面流模块 ........................................................................... .. 2-95 步骤 5 ― 运行模型 ........................................................................... ............. 2-96 步骤 6 ― 查看结果 ........................................................................... ............. 2-99 步骤7 ― 分布式的降雨输入 .......................................................................... 2-99 步骤8 ― 更改地下水排水的设置 ................................................................. 2-101 步骤9 ― 增加土地利用 ........................................................................... .... 2-102 步骤10 ― 添加参考蒸散发 ......................................................................... 2-104 步骤11 ― 搭建非饱和带模型 ...................................................................... 2-105 步骤12 ― 运行模拟 ........................................................................... ......... 2-107 步骤13 ― 查看结果 ........................................................................... ......... 2-108 水质模拟练习 ........................................................................... ............................... 2-109 步骤1 ― 打开您综合练习的模型 ................................................................. 2-109 步骤2 ― 激活WQ ........................................................................... ........... 2-109 步骤3 ― 定义基本的WQ 模拟 .................................................................... 2-110 步骤4 ― 定义溶质类型 ........................................................................... .... 2-113 步骤5 ― 定义饱和带溶质运移参数 ............................................................. 2-115 步骤6 ― 定义污染源 ........................................................................... ....... 2-118 步骤7 ― 定义结果储存 ........................................................................... .... 2-120 步骤8 ― 结果查看 ........................................................................... ........... 2-121II MIKE SHE分布式水文模型培训教程? DHI1 概述在水文循环过程中，水从海洋、湖泊、河流和土壤中蒸发，从植物叶面散发，形成的水汽输送到大气中，最终以雨和雪等形态降落到地面。