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MIKE SHE分布式水文模型培训教程 目 录
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 MIKE SHE ............................................................................... 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 .........................................................................................2-56
1 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 4.7
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4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 7 7.1 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（MIKE 11） ............................................................................... 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 ...................................................................................... 2-121
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1 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。经植物截留、下渗、填洼及地面滞留后，或渗入地下形成地下水，或流入小溪、河流形成基流。还有一部分直接汇入江河，流入大海。水文循环是一个闭合过程，总水量保持平衡，模型的模拟过程中并没有去掉任何水量，而是在水文循环内部影响水的运动和传输。
MIKE SHE已经形成一个先进、灵活的水文模拟框架。它包含了一套完整的前后处理工具，还为水文过程各环节设计了先进且简便的灵活求解技术。MIKE SHE涵盖了水文循环的主要过程，包括蒸散发、地表径流、非饱和流、地下水流和明渠流以及它们之间的相互作用。MIKE SHE的界面允许用户基于自己的流域概念模型直观地建立模型描述。模型数据的输入可以采用多种格式且独立于模型范围和网格，包括GIS格式。运行时，空间数据投影到数值网格，使空间离散化的修改变得更简单。各水文过程可根据模拟研究的目的、实测数据的收集情况以及用户的选择，通过不同的空间分布和复杂程度来描述。
1.1 MIKE SHE模拟的水文过程
MIKE SHE 利用MIKE 11模拟明渠流。MIKE 11中包含了用来模拟河网、湖泊、水库以及水工建筑物如闸门、堰等的综合设置。在大多数高度人工控制的河流系统，对水工建筑物以及它们的调度规则的精确表达是必不可少的。同样地，MIKE SHE也可连接到MOUSE污水管网模型，用来模拟城市雨水、生活污水管网和地下水以及它们的相互作用。MIKE SHE还适用于各种空间尺度描述，小到估算庄稼需水量的单个土壤剖面，大到包含若干子流域的较大区域。MIKE SHE已在许多研究和咨询项目中体现出巨大价值，涵盖了大量的气候和水文环境。
近期的几个独立研究中也提及了对类似MIKE SHE的综合地表水和地下水模型的需求，研究报告可从MIKE SHE 网站上下载。这些研究对比分析了综合地下水/地表水模型的代码，其中只有少数代码是为完全分布式水文模型而设计开发的。此外，这些代码很少在学术范围以外应用。
1.2 全球应用
MIKE SHE已被广泛应用。在世界上的许多国家，从大学、科研中心到咨询公司，都在运用MIKE SHE，可以用来分析、规划和管理水资源以及和地表水、地下水有关的生态环境问题，诸如：
? 流域管理和规划
? 供水设计、管理和优化 ? 灌溉和排水
2-1 MIKE SHE分布式水文模型培训程? DHI
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 土壤和水资源管理
地下水抽取对地表水的影响 地下水与地表水联合运用 湿地管理与修复 生态影响评价 地下水管理 环境影响评估
地下含水层脆弱性绘图
来自废弃物处理的污染物研究 地表水和地下水水质修正 滩区研究
土地利用和气候改变的影响研究
农业活动的影响研究（包括灌溉、排水、化肥和农药等）
1.3 MIKE SHE用户界面
MIKE SHE的用户界面可根据需求归纳为以下几方面：
1) 开发一个促进符合逻辑、直观的工作流程形成的图形用户界面，因而包括
? ? ? ? ?
依据简明和逻辑的选择的动态导览树 在运行时转化为数学模型的概念模型法
面向对象的“思维”（包含附加属性的地理对象） 完整的、上下文相关的在线帮助 定制输入/输出单元以支持本地需要
2) 强化率定和结果分析过程，因而包括
? ? ? ?
默认HTML格式输出（率定水文过程线，拟合优度，水量平衡，等等） 用户自定义HTML格式输出
结果浏览器集成了1D、2D和3D数据进行查看和动画模拟 水量平衡，自动率定以及参数估计工具。
3) 开发一个灵活的、非结构的图形用户界面适用于不同的模拟方法，因而包括
? 灵活的数据格式（网格数据，shp文件，等等）便于向新数据格式的更新 ? 灵活的时间序列模块可对时变数据进行操作 ? 灵活的引擎结构便于向新数值引擎的更新
最终形成的图形用户界面可以应对想象得到的最为复杂的应用，并保持操作的简便性。
2-2 MIKE SHE分布式水文模型培训程? DHI
图1.1
MIKE SHE软件的用户界面示意图
除了MIKE Zero工程浏览器以外，MIKE SHE文档还包括以下四部分： ? 顶部—工具栏和下拉菜单 ? 左侧—动态数据树和标签控制 ? 右侧—自动关联对话框区域
? 底部—验证区域和鼠标选中区域
工具条 — 包含众多MIKE SHE操作功能的快捷图标，也可通过菜单连接。工具条内容会随着当前使用的工具性质而发生改变。
数据树 — 展示了运行当前定义的模型时所需要的数据内容。如果您添加或删减水文过程，或是修改数值引擎，数据树的结构内容也会改变。 对话框区域 — 内容由数据树中所选的标签决定。
验证区域 — 显示了缺少或无效的数据项。其中显示的任何错误信息都与发生错误的对话框链接。
鼠标选中区域 — 展示含空间信息的对话框中鼠标停留处的坐标位置和数值信息。
2-3 MIKE SHE分布式水文模型培训程? DHI