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基于MIKE11水动力模型的河道溃堤洪水模拟研究本文通过分析MIKE11水动力模型基本理论和计算方法，对太子河干流河道利用该模型进行模拟分析，然后依据洪水、过流能力、水量平衡等实测数据结果对模型的可靠性与适用性进行验证分析。
研究表明：MIKE11水动力学模型能够较好的反映太子河干流河道溃堤洪水实际状况，模型表现出较强的适用性与可靠性；本文研究成果对于准确还原和分析洪水发生过程具有重要意义。
标签：太子河流域；MIKE11模型；河道溃堤；洪水模拟1 MIKE11水力學模型太子河流域属于温暖带湿润半湿润气候区全年降水量充足其中71.2%降雨量集中在6～8月，全长413km流经本溪、辽阳以及鞍山等市。
流域上、下游水位及干支流状况对河道的影响显著，河道内水位流量变化关系复杂，对河道溃堤洪水演算采用传统的水文学法已无法满足相关要求，而利用圣维南方程组可对任意时刻任意河道内的水位、流速和流量等因素进行计算分析[1]。
据此，本文通过构建MIKE11模型对太子河防洪保护区的河道溃堤洪水过程利用模型进行模拟分析，然后对模型模拟结果的合理行和可靠行进行了验证，以期为该区域洪水风险图编制和制定防洪减灾措施提供一定的决策依据和理论支持。
1.1 模型原理河道水流为均质流态、不可压缩的基本假定为MIKE11水动力学模型的前提条件，利用一维明渠非恒定流微分方程即圣维南方程组进行模拟分析。
圣维南方程组如下所示：1.2 构建模型MIKE11水力学模型主要有河网文件、断面文件、设定边界条件并形成边界文件，利用水文计算结果形成时间序列文件、设定时间步长形成模拟文件，实现一维河道及溃口的概化演算。
地形地貌结构参数利用分辨率为50m×50m的数字高程图（DEM）进行处理所得，利用非结构三角网络进行单元网格划分[2]。
河道溃堤过程可采用MIKE11模型的溃堤模块进行模拟分析，并分别对溃堤时机、溃口位置以及尺寸进行设置。
模型的上游边界以河流的流量为边界，且以上游断面在设定年限内的洪水过程为输入参数，下游边界是利用曼宁公式推算出的水位作为边界，同时应考虑各断面的频率峰值，如下所示：上述公式中：——分别为分洪流量和堰流系数；——分别为宽度和堰流指数；——分别为堰上游水位和堰下游水位；——堰顶高程。
基于 HEC -RAS 和 MIKE 11的山区天然河道水面线数值仿真陈雪冬;邱勇;周卫霞;孔鲁志;刘春云【摘要】Elaborated the principle calculation of HEC -RAS software and MIKE11 software ,and compared with two kinds of software of the numerical simulation results.The results have showed that HEC -RAS software calculated water level result was smaller than MIKE11 software.but the velocity result of the HEC -RAS software to MIKE11 software calculation results higher.Through compared different software numerical simulation results with respectively physical model test results,found that the simulation results with the experiment results of water level and velocity D -value variation were consistent along the river.In mountainous area of natural river computation,the in -situ test consolidation calculation software of choice should be on the basis of engineering practice,therefore the channel planning and design has a certain guiding significance.%阐述了 HEC -RAS 及 MIKE11软件的计算原理，并对2种软件数值仿真成果进行了对比分析。
MIKE 11 HD主要用于洪水预报与水库联合调度、河渠灌溉系统的设计调度，以与河口风暴潮的研究，是目前世界上应用最为广泛的商业软件，具有计算稳定、精度高、可靠性强等特点，能方便灵活地复杂河网水流、模拟闸门、水泵等各类水工建筑物的运营调度，尤其适合应用于水工建筑物众多、控制调度复杂的情况。
Mike11水动力计算模型是基于垂向积分的物质和动量守恒方程，即一维非恒定流Saint-Venant方程组来模拟河流或河口的水流状态。
ðA ðt +ðQðx=qðQ ðt +ð(αQ2A)ðxg+gAðℎðx+gn2Q|Q|AR4/3=q式中：x、t 分别为计算点空间和时间的坐标，A 为过水断面面积，Q为过流流量，h为水位，q为旁侧入流流量，C为谢才系数，R为水力半径，α为动量校正系数，g为重力加速度。
方程组利用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解，如下图5.1所示。
该格式在每一个网格点不同时计算水位和流量，而是按顺序交替计算水位或流量，分别称为h点和Q点。
Abbott-Ionescu格式具有稳定性好、计算精度高的特点。
离散后的线形方程组用追赶法求解。
图 1 Abbott格式水位点、流量点交替布置图• 连续性方程求解对每一h 点求解连续性方程。
h 点处过流宽度b s 可以描述为，ðA ðt =b s ðℎðt则连续方程可以写为，ðQ ðx +b s ðℎðt=q 这里空间步长上，只有对Q 求导，如图5.2所示，则在时间步长n+1/2时，空间步长对Q 的导数为，ðQ ðx ≈Q j+1n+1+Q j+1n 2−Q j−1n+1+Q j−1n 22∆x jðℎðt ≈ℎj n+1−ℎj n ∆t而b s 又可以写为，b s ≈A o,j −A o,j+1∆2x j 式中A o,j 为计算点j-1和j 之间的面积，A o,j+1为计算点j 和j+1之间的面积，Δ2x j 为计算点j-1和j+1之间的空间步长。
基于MIKE11模型的实时水资源调度研究陈娟;王晓昕;雷德义【期刊名称】《中国防汛抗旱》【年(卷),期】2022(32)8【摘要】松花江流域气象灾害频发,旱灾引发的水资源问题已成为制约经济社会和生态环境高质量发展的瓶颈。
采用MIKE 11水动力学模块(HD)和对流扩散模块(AD),搭建松花江流域哈尔滨以上区域实时水资源调度模型,考虑传播时间对水资源调度的影响,研究流域实时水资源调度,提出干旱年份实时抗旱调度方案。
结果表明:通过丰、平、枯和特枯年份方案计算分析,在枯水年、特枯水年河道外用水与河道内生态环境、航运用水产生矛盾时,可以通过实施尼尔基、丰满水库应急调度,满足河道内生态用水要求;以满足河道内生态基流为目标的较优实时水量调度方案为,枯水年(P=75%)需加大放流丰满水库水量17 712万m~3、尼尔基水库14 256万m~3;特枯年(P=90%)需加大放流丰满水库水量5 616万m~3、尼尔基水库46 656万m~3。
该模型精度较高,总体模拟效果较好,可用于实时水资源调度计算分析,为松花江流域应对旱情、制定抗旱应急调度预案的科学决策提供技术支持。
【总页数】4页(P27-30)【作者】陈娟;王晓昕;雷德义【作者单位】松辽水利委员会流域规划与政策研究中心;水利部松辽水利委员会【正文语种】中文【中图分类】TV213.4【相关文献】1.南水北调工程山东段水资源实时调度模型研究2.基于成组技术的车间生产调度的实时反馈调度模型研究3.基于挣值模型的水资源用水总量与用水效率实时监控研究4.基于风险对冲理论的水库洪水资源利用调度规则与实时决策研究5.多目标水资源系统自优化模拟实时调度模型研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MIKE11模型的河网模拟计算在中小河流整治中的应用r——以乌涌中下游段河道整治为例李晓鹏;雷保曈【摘要】在我国中小河流整治过程中,常遇到水文测站不足、缺乏实测基础资料、地理环境复杂等难题.如何利用有限的资料更准确、高效地分析模拟河流的水位及水流变化,是中小河流整治亟待解决的问题.该文以乌涌为例,将MIKE11模型与设计洪水计算相结合,模拟河道水面线并得到堤岸淹没区,针对河道水面线现状提出相应整治措施.通过实例验证,此方法有效、可行,可为中小河流整治提供参考和思路.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】5页(P34-38)【关键词】MIKE11模型;河网模拟计算;中小河流整治;整治措施【作者】李晓鹏;雷保曈【作者单位】广州市水务规划勘测设计研究院,广东广州 510640;四川川投田湾河开发有限责任公司,四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】TV85中小河流整治一直是我国河道整治的薄弱环节[1]。
与大江大河的整治相比，中小河流往往缺乏实测水文资料作为研究的支撑[2]。
我国中小河流的防洪标准一般较低、管理相对薄弱，洪涝灾害时有发生且造成的损失严重。
因此，中小河流的整治已刻不容缓。
河道整治需遵从区域发展规划和当地设计标准，结合河道实际情况系统分析水位及水流变化，制定合适的整治方案。
鉴于中小河流缺乏实测水文资料、河道断面复杂的现状，如何利用有限的资料更准确、高效地分析模拟河流的水位及水流变化是亟待解决的问题。
本文以乌涌为例，采用综合单位线与推理公式法相结合计算设计洪水，并将其作为边界条件导入MIKE11模型，模拟出乌涌的水面线。
通过分析水面线结果，推导出乌涌的淹没区域。
再结合实际针对性地提出河道整治方案，并运用模型对整治后的乌涌进行模拟，从而验证其可行性。
与传统水文计算方法相比，MIKE11模型可以精准定位不同控制断面从而得出不同控制断面的水位流量过程线[3]，并反馈存在溃堤风险的地理位置，有利于针对不同河道断面提出适宜的整治方案。
基于MIKE 11模型的水量水质联合管理信息系统开发
吴昊;周志华
【期刊名称】《海河水利》
【年(卷),期】2013(000)001
【摘要】在对引滦沿线历年水情、工情数据整理分析的基础上,利用丹麦DHI MIKE 11模型系统,建立引滦输水沿线河道水动力、水质扩散模型,同时开展水量水质联合管理研究,在此基础上建立引滦输水水量水质管理信息系统,实现对水量水质数据的信息化管理.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】吴昊;周志华
【作者单位】天津市水利科学研究院,天津300061;天津市水利科学研究院,天津300061
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.4;TP399
【相关文献】
1.基于MIKE11的闸坝操控与河流水质水量响应关系模拟 [J], 杨洵;李伟;张勤;王志坤;赵博
2.基于MIKE11的沈阳市南北运河水质水量耦合模型研究 [J], 郭宇轩;王勇勇
3.基于MIKE11模型构建的流域现状年水量水质模拟 [J], 张美英
4.基于MIKE11的沈阳市南北运河水质水量调控模拟 [J], 李业辉; 骆志伟
5.基于MIKE模型的梁溪河水质水量分析与应用 [J], 常露;柳莹;周敏;李小韵;李冰如
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Mike11 RR软件在横山水库入库流量数值模拟中的应用（江苏省水文水资源勘测局无锡分局盛龙寿）摘要:根据流域集水面积、降雨、蒸发、水位、流量及库容曲线等有关资料，利用Mike11 RR软件对横山水库入库流量进行了数值模拟，为水库洪水预报和科学调度以及区域水资源计算分析提供了基本依据。
横山水库位于江苏省宜兴市，是厔溪河水系的拦蓄工程。
水库集水面积154.8Km2，上游山高岭峻，南部主要为太华山区，最高海拔500m以上，地势由南向北减缓，平均高程300m以上。
年平均降雨量1310mm，年平均蒸发量870mm，平均相对湿度80.1%，平均风速3.0m/s，年平均气温15.7℃左右，属湿润的亚热带季风气候区。
流域内有横山、深溪岕、桥亭、横涧、大涧五个雨量站，设有横山水库（坝上）水位站及泄洪闸、东涵、西涵三个测流断面。
横山水库地理位置及雨量站点分布情况如下图所示。
图1 横山水库地理位置及雨量站分布情况示意图一、MIKE 11 RR简介MIKE11降雨径流模型（RR）模拟流域内的降雨径流过程，见图2。
这一降雨径流模块可以单独使用，也可以用于计算一个或多个产流区，产生的径流作为旁侧入流进入到 MIKE11水动力（HD）模型的河网中。
采用这种方法，可以在同一模型框架内处理单个或众多汇流区和复杂河网的大型流域。
降雨径流模型所需的输入数据包括气象数据和流量数据（用于模型率定和验证）、流域参数和初始条件。
基本的气象数据有降雨时间序列、潜蒸发时间序列、如果要模拟积雪和融雪则还需要温度和太阳辐射时间序列。
模型计算结果信息包括各汇水区的地表径流时间序列（可细化为坡面流、壤中流和基流）以及其它水文循环单元中的信息，如土壤含水量和地下水补给。
从 1960’s 起，MIKE 11 RR 已广泛应用到世界各地不同气象水文条件的流域，是一个经过大量工程实践验证的模型工具。
图2 MIKE 11 RR 模拟的水文过程二、模型率定在率定过程中，需要不断调整各子流域的参数值，直到计算的径流（坡面流、壤中流和基流之和）与流域出口实测的流量拟合较好为止。
Mike11 RR软件在横山水库入库流量
数值模拟中的应用
（江苏省水文水资源勘测局无锡分局盛龙寿）
摘要:根据流域集水面积、降雨、蒸发、水位、流量及库容曲线等有关资料，利用Mike11 RR软件对横山水库入库流量进行了数值模拟，为水库洪水预报和科学调度以及区域水资源计算分析提供了基本依据。
横山水库位于江苏省宜兴市，是厔溪河水系的拦蓄工程。
水库集水面积154.8Km2，上游山高岭峻，南部主要为太华山区，最高海拔500m以上，地势由南向北减缓，平均高程300m以上。
年平均降雨量1310mm，年平均蒸发量870mm，平均相对湿度80.1%，平均风速3.0m/s，年平均气温15.7℃左右，属湿润的亚热带季风气候区。
流域内有横山、深溪岕、桥亭、横涧、大涧五个雨量站，设有横山水库（坝上）水位站及泄洪闸、东涵、西涵三个测流断面。
横山水库地理位置及雨量站点分布情况如下图所示。
图1 横山水库地理位置及雨量站分布情况示意图
一、MIKE 11 RR简介
MIKE11降雨径流模型（RR）模拟流域内的降雨径流过程，见图2。
这一降雨径流模块可以单独使用，也可以用于计算一个或多个产流区，产生的径流作为旁侧入流进入到MIKE11水动力（HD）模型的河网中。
采用这种方法，可以在同一模型框架内处理单个或众多汇流区和复杂河网的大型流域。
降雨径流模型所需的输入数据包括气象数据和流量数据（用于模型率定和验证）、流域参数和初始条件。
基本的气象数据有降雨时间序列、潜蒸发时间序列、如果要模拟积雪和融雪则还需要温度和太阳辐射时间序列。
模型计算结果信息包括各汇水区的地表径流时间序列（可细化为坡面流、壤中流和基流）以及其它水文循环单元中的信息，如土壤含水量和地下水补给。
从1960’s 起，MIKE 11 RR 已广泛应用到世界各地不同气象水文条件的流域，是一个经过大量工程实践验证的模型工具。
图2 MIKE 11 RR 模拟的水文过程
二、模型率定
在率定过程中，需要不断调整各子流域的参数值，直到计算的径流（坡面
流、壤中流和基流之和）与流域出口实测的流量拟合较好为止。
表1列出了MIKE11 RR模型中的重要率定参数。
表1 - RR 模型主要率定参数
500－5000 hr CK BF基流时间常量演算地下水补给。
控制基流
过程线形状
MIKE 11 RR是概念性、集总型模型，所有参数都有一定的物理概念，但由于参数值反映的是各子流域的平均条件，无法通过实测获得，因此必须进行率定。
1.降雨量、蒸发量时间序列文件建立
由于横山水库流域面积较小，模拟演算时不再划分子流域，以整个流域作为模拟演算单元。
选择2012年横山水库、深溪岕、桥亭、横涧、大涧五个站的逐日雨量的平均值作为降雨量时间序列文件的来源。
选择附近沙河水库逐日蒸发量代表区域水面蒸发情况。
新建时间序列文件过程为：点击Mike 11 选择File 选择New File 选择Mike Zero 择Time Series(.dfs0) 选择Blank Time Series 点击OK,弹出时间序列文件属性对话框，如下图所示。
图3 降雨量时间序列文件属性对话框
1)General information 基本信息
Title：标题
2)Axis information 时间轴信息
Axis Type（时间轴类型）：
选择Equidistant Calendar Axis 等时间轴
Start Time（开始时间）：
输入2012/1/1 8:00:00，表示从2012年1月1日8时起算，每日8时雨量表示前日降雨量。
Time Step（时间步长）：
设为1 days（天），每天算一次径流量。
No.of Timesteps（时间步数）：
366，一天算一次，全年366天。
3)Item information 数据信息
Ts Type（数据类型）：
必须选择Step Accumulated（逐步累积值）。
对话框属性设置好以后，出现时间序列文件编辑器，如下图所示。
在右侧空白处输入或从Excel中复制粘贴逐日雨量数据。
图4 时间序列编辑器界面
2.反推入库流量时间序列文件的建立
横山水库入库流量无水文站控制，没有实测的入库流量过程，采用水库坝上水位、泄洪闸、东涵、西涵出库流量实测资料反推入库流量过程。
反推入库流量过程主要步骤如下：
1)做好泄洪闸、东涵、西涵出库瞬时流量数据加工表，流量单位以m3/s
计；
2)利用水位过程及库容曲线，先算出水库蓄水量（单位以104m3计）过程，再根据蓄水量过程折算成相应的蓄水变化过程，和流量一致，单位以m3/s计。
3)利用水文资料整编软件将泄洪闸、东涵、西涵出库流量过程和蓄水量变化过程合并推流，计算出水库入库流量过程。
反推计算出的水库入库年径流深为601.2mm，资料整编计算出的水库出库年径流深为712.8mm，成果合理。
流量时间序列文件的建立时Ts Type（数据类型）必须选择Instantaneous （瞬时值）。
3.参数文件的建立
参数文件过程为：点击Mike 11 选择File 选择New File 选择选择RR Parameters（.rr11）点击OK,弹出参数文件界面，如下图所示。
图5 参数文件录入界面
1)Catchments（集水区）：按提示录入流域名称、模拟数值名称、集水面积等参数。
2)NAM(流域参数)：按图示设定Autocalibration（自动率定）参数，其余参数不必设定，由程序自动率定。
图6 自动率定参数设定界面
3)Timeseries（时间序列参数）：点击界面右侧的，分别导入准备好的流域逐日平均降雨量、蒸发量和反推入库流量，Data Type(数据类型)必须选择Distribution in time。
图7 时间序列参数设定界面
4.模拟文件的建立
模拟文件过程为：点击Mike 11 File 选择New File
选择选择Simulation（.sim11）点击OK,弹出模拟文件界面，如下图所示。
图8 模拟文件界面
1)Models（模型）
勾选Rainfall-Runo（降雨径流）模型，选择Unsteady（非稳态）模式。
在非稳态模式，参数文件设置的初始参数有效。
2)Input
导入设置好的降雨径流参数文件，如下图所示：
图9 模型数据文件导入界面
3)Simulation
设定模拟时间步长、时间段和初始条件界面如下，第一次模拟时初始条件（Initial Conditions）空白，程序自动率定各项参数。
图10 模型时间步长、时间段、初始条件录入界面
4)Results
设定模拟成果文件存放路径、名称及步长等。
5)Star
模型各项参数全部设置好以后，可以开始运行模型，界面如下。
当Run
Parameters和RR Parameters显示绿灯时，表示各项参数设置正确，模型可以开始运行。
图11 模型开始运行界面
三、模拟成果
模型结果文件为*.res11格式，通过Mike View来演示和提取计算结果。
1、装载结果文件
开始所有程序DHI Software MIKE11
MIKE View 打开打开结果文件，如下图所示。
图12 装载模型结果文件界面
在主菜单上方工具条内按按钮，出现数据类型对话框，选择需要显示的
11。
