MIKE 3水质培训教程 DHI China ECO Lab简介 ECOLab是DHI在传统的水质模型概念发展起来的全新的水质和生态模拟工具。ECOLab软件 开发的理念和方法非常先进，用户不仅可以修改模型参数，更重要的是可以修改模型核 心程序、甚至编写新程序，然后ECOLab将其与MIKE 11/21/3的HD、AD集成计算。 DHI已经将大部分传统的水质模块转换成ECOLab通用模板，供用户调用或修改使用，包括 ： 水质模块 富营养化模块 重金属模块 1 应用领域 河流、湿地、湖泊、水库、河口、海岸和海洋 各生态系统反应的空间预测 简单和复杂的水质研究 环境影响和优化研究 规划和可行性研究 水质预报 2 内置模板和使用手册 DHI预定义的ECO Lab模板在以下目录中： C:\Program Files\DHI\2009\MIKE Zero\Templates\ECOLab 使用手册和说明在以下目录中： C:\Program Files\DHI\2009\MIKE Zero\Manuals\MIKE_ZERO\ECOLab WQ－水质模块 2.1 MIKE 3 WQ 水质模块的目标 MIKE 3水质模型主要针对湖泊、海洋区域的污水排放引起的水质问题，比如BOD/DO, 富营养化和细菌污染。 2.2目前水质模块可进行以下模拟： 大肠杆菌，粪大肠杆菌/总大肠杆菌的传输和死亡（用一级降解来表示），降解速率 取决于当地的光强，温度和盐度条件等。 BOD-DO关系，即排放的有机物所引起的耗氧。考虑以下几个过程： BOD一级降解 BOD降解引起的耗氧 底泥需氧量 水体中的呼吸作用 光合作用产氧 水气相互作用下的氧交换 （大气复氧） BOD- DO模块包括不同营养物（氨氮，硝酸盐和磷）以及三种BOD形式：溶解性，悬浮性 和沉积性BOD。使用该模块需要设置三种BOD组分的一级降解速率。悬浮和沉积的B OD将考虑沉降和再悬浮。该模块中氧平衡过程主要包括：BOD降解需氧量，底泥需 氧量，硝化反应需氧量，光合作用产氧，呼吸作用耗氧以及大气复氧。营养物转化 的基本过程包括：BOD降解释放有机氮和磷，产生的氨氮经硝化反应变成硝酸盐氮 ，最终通过反硝化作用生成氮气，释放在大气中。同时，BOD降解所释放的部分氨 氮和磷可以被浮游生物，植物和细菌所吸收。 用户可以按实际需求自定义多种污染物质，并定义相应的降解速率进行模拟。 典型污染问题 与典型污染问题相关的污染物质有： 近海水域中与健康相关的微生物 耗氧物质 营养物质 异生化合物，例如有危害性或毒性的化合物 与健康相关的微生物 对于近海水域微生物调查的主要目的在于指出其用水安全性，或是作为对该处鱼类， 贝类等生长环境的调查。一个全面的微生物风险评估包括： 环境健康评估 包括关于排水管道或污水排放口，雨水排放口的季节性变化，水温，流量，潮汐变化 等信息，以及一个报告和行动系统以确保水质恶化引起的问题能及时通知到健康权威 机构并作出相应处理。 指示剂生物体的出现和这些生物体的行为，包括其与物理－化学因素及相关病原 体关联的死亡速率（基于光强、盐度、水温、沉降速率和污染程度等）。 病原体的呈现 耗氧物质 耗氧物质分为溶解性和悬浮性物质，与氧进行生物或生物化学作用，消耗水中的溶解 氧。这些耗氧物质主要是一些不同类型的有机物，具有不同类的降解速率。生化需氧 量（BOD）是间接反映水中能为微生物分解的有机物总量的一个综合指标。有机物在 有氧条件下为微生物分解产生H2O、CO2和NH3。一般BOD以被检验的水样在标准条件下 5天内的耗氧量为代表，称为BOD5。 营养物质 许多营养物质都是生物生长的必要元素。适量的营养物对于水中微生物的生长及活动 是必需的，然而，一旦营养物质过量就会引起富营养化，将引起一系列的问题，如水 体污浊，河床底部缺氧，生物沉积量的增加等。富营养化模块可用来模拟这种情况， 因为该模块考虑到藻类对其它物质的直接影响。 在营养物质中氮和磷是最重要的，它们是水生植物生长的控制因子。氮以氨氮和硝酸 盐这两种无机氮的形式存在。许多国家对近海水域中的这些营养物质都设定了浓度标 准。MIKE 3 水质模型 (WQ) 就是设计用于评估和这些标准浓度相关的水质问题。MIKE 3富营养化模块（EU）更为复杂，一般水质问题无需使用。 水质模块状态变量涉及到的主要过程描述： DO：reaera (大气复氧) + phtsyn (光合作用) – respT (呼吸作用) – BodDecay (BOD降解) - SOD (底泥需氧量) – OxygenConsumptionFromNitrification (硝化耗氧) TEMP：Rad_in (太阳辐射) - Rad_out (长波辐射) AMMONIA：Ammoni MIKE 3水质模型是丹麦水研究所(DHI)开发的一款高级水质模拟工具，它扩展了传统的水质模型概念，推出了ECOLab，一个允许用户自定义模型参数甚至核心程序的平台。ECOLab能够与MIKE 11/21/3的其他组件如Hydrodynamics(HD)和Advection Dispersion(AD)模块集成，适用于广泛的水环境模拟，包括河流、湿地、湖泊、水库、河口、海岸和海洋等。 ECOLab提供了预定义的模板，例如水质模块、富营养化模块和重金属模块，用户可以根据需要调用或修改。水质模块专注于模拟污水排放导致的水质问题，如BOD/DO关系、富营养化和细菌污染。其中，BOD-DO模块模拟了BOD(生化需氧量)的一级降解、由BOD降解引起的溶解氧消耗，以及光合作用产氧、底泥需氧量、水体呼吸、大气复氧等过程。这个模块还包含了氨氮、硝酸盐和磷等营养物质，以及不同形态的BOD，如溶解性、悬浮性和沉积性BOD。 富营养化模块专门处理由于氮、磷过量导致的水体富营养化问题，这些物质是藻类生长的关键因素，过多会导致藻华爆发，影响水体质量和生态环境。模块考虑了氮的氨氮和硝酸盐形式，以及磷的存在，这些物质可以通过微生物活动转化为其他形式，如反硝化作用生成氮气。 此外，ECOLab还可以模拟与健康相关的微生物，如大肠杆菌和粪大肠杆菌，评估它们在水体中的传播和死亡。全面的微生物风险评估包括环境健康评估、指示生物体的行为和病原体的呈现。耗氧物质的模拟涵盖了不同类型的有机物，它们通过生物或生物化学反应消耗溶解氧，BOD5是衡量这一过程的重要指标。 MIKE 3水质模型还提供了对营养物质的详细处理，特别是氮和磷，因为它们对水生植物生长有显著影响。模型可以评估这些物质是否达到国家设定的浓度标准，帮助决策者解决富营养化问题。在使用ECOLab时，用户可以自定义污染物类型和降解速率，以适应特定的研究需求。 ECOLab的用户界面友好，预定义的模板和详细的使用手册使得模型应用更加方便。模板和手册的路径分别为C:\Program Files\DHI\2009\MIKE Zero\Templates\ECOLab和C:\Program Files\DHI\2009\MIKE Zero\Manuals\MIKE_ZERO\ECOLab。通过这些工具，研究人员和工程师可以进行各种环境影响和优化研究，规划和可行性研究，以及水质预测，确保水环境的可持续管理。

内容概要：本文档详述了 MIKE Zero网格生成器的使用方法，特别强调了其在水流和波浪模拟中的应用。主要内容包括创建数字网格的方法、边界定义、节点属性设置、散点数据管理和插值、网格编辑和可视化。此外，文档还介绍了如何通过导出生成的网格文件，使其适用于 MIKE 21 FM和 MIKE 3 FM等模拟模型，以及如何在不同模式下进行网格编辑，提高模型的可靠性和准确性。 适合人群：具有一定编程基础的工程师和技术人员，尤其是从事水文模拟和环境工程领域的专业人员。 使用场景及目标：适用于需要进行水流和波浪模拟的项目，帮助用户创建精确的数字网格，优化模拟结果。具体应用场景包括河口、沿海和海洋环境的水流动力学研究，以及气候变化对未来水文状况的影响评估。 阅读建议：阅读本文档时，应重点关注各个操作的具体步骤和注意事项，特别是网格生成和编辑过程中的关键设置，以确保模拟的精度和可靠性。

一维对流扩散模型 MIKE 11 - AD 稳态流、瞬时排入流量为Q、质量为W的污染物时的解析解： 河流一维对流扩散模型：

CrossSection.txt MAIN.exe MAIN.f90 MAIN.ilk MAIN.mak MAIN.mdp MAIN.obj MAIN.pdb MIKE11断面整理.mak MIKE11断面整理.mdp 测点数.txt 地形.txt 里程.txt MIKE11断面批量处理软件是一款专业软件，其主要功能是对MIKE11断面进行批量生成和整理。在处理过程中，涉及到多个文件，包括主执行文件MAIN.exe，源代码文件MAIN.f90，链接文件MAIN.ilk，项目文件MAIN.mak和MAIN.mdp，对象文件MAIN.obj，程序数据库文件MAIN.pdb等。其中，CrossSection.txt，测点数.txt，地形.txt和里程.txt等文件可能是软件运行所需的数据文件。 在实际使用过程中，用户可以通过MAIN.exe运行软件，并通过修改MAIN.mak和MAIN.mdp等项目文件来调整软件的运行参数。软件在运行过程中，会生成新的断面数据文件，这些文件可能存储在"MIKE11断面整理"目录下。 MIKE11是一款国际上广泛使用的河网水力学模型软件，主要用于河道、洪泛区、湖泊、水库、海域、近海工程、海洋倾倒和地下水的模拟和分析。通过MIKE11断面批量处理软件，可以大大提高MIKE11模型的使用效率，使得模型的创建和修改变得更加简单快捷。 这款软件的标签是"mike11断面批量生成"，这表明软件的主要功能是批量生成MIKE11模型的断面数据。这对于那些需要处理大量断面数据的用户来说，无疑是一个非常有用的工具。通过使用这款软件，用户可以节省大量的时间和精力，提高工作效率。 此外，软件还包含了"MIKE11断面整理"这个子目录，这可能意味着软件还可以对已经生成的断面数据进行整理和优化。这对于确保模型的准确性和可靠性非常重要。MIKE11断面批量处理软件是一款功能强大的工具，对于从事水力学模型研究和应用的用户来说，是一个非常好的选择。

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（世界银行贷款项目 ），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，如果实在不可能那么就不得不必须估算边界 条件了！ 用水文测量数据进行率定验证用水文测量数据 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. 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(38448327.54，2517015.05)和(385 45141.72，2590115.16) ( 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。用尺在地图上丈量左下角和右上角 的坐标，可以设左下角坐标为（0，0）。如果模拟范围不是很大（比如整个长江流域） ，那么这种对地图的平面假设所产生的误差可以忽略不计。 生成的bmp图应大致同如下图1： 图1 第二步：确定所要模拟的各河段名及长度 一般水利部门有河段长度信息，从数值地图、AutoCAD图、甚至纸质地图上也能量出各河 段长度。 东江模型各河段名、位置及长度见图2和表1 表1 "河名 "长度，米 "河名 "长度，米 " "Beihai "12468 "Ma "3747 " "Chifen "9225 "Ou "10400 " "Dafen "2650 "Qiandong "2640 " "Dao "12110 "Qianxi "3810 " "Dongguan "24930 "She "6745 " "Dongjiang "43611 "Shizijiao "10325 " "Dongjiangnan "9950 "Shu "3017 " "Dongjiangupper"53290 "Taiyangdong "3115 " "Dongnangu "7169 "Taiyangxi "4160 " "Dongnanhou "18257 "Wu "2926 " "Dongnanhou1 "1296 "Xiancunchong "6036 " "Gu "915 "Xibian "3290 " "Heng "4830 "Zengjiang "33031 " "Henghai "2550 "Zhongtang "13843 " "Hongguo "18074 "Zhongtang1 "824 " "Huang "8245 " " " 第三步：建立东江模型的河网文件 1) 引入河网背景图 打开MIKE ZERO ，File ( New ( MIKE 11 ( River Network（见图3） ( OK，弹出一个新窗口（图4 ）( 输入河网模型区域的范围（左下角和右上角坐标）( 输入刚才记下的背景图左下角和右上角坐标(38448327.54，2517015.05)和(38545141.7 2，2590115.16) ( OK, 出现河网文件视图（模拟区域暂时空白） ( 河网文件菜单Layers (Add/Remove... ( 点击添加项目键 ( 点击浏览按钮, 引入刚才生成的bmp背景图 (回到河网文件视图，Layers (Properties... ( 将图像坐标Image Coordinates修 MIKE 11是一款强大的水动力学模型软件，主要用于河流、湖泊、水库和潮汐水道的水流模拟。本教程以MIKE 11 HD（水动力模块）为例，介绍了如何构建一个完整的水动力模型，包括东江流域的实例。在建立模型时，主要涉及以下几个关键知识点： 1. **流域描述与数据准备**： - **河网形状**：需要GIS数值地图或流域纸图来描绘流域边界，同时需标识水工建筑物和水文测站位置。 - **河道和滩区地形**：河床断面数据反映了水流条件，滩区地形资料对模拟滩区行洪至关重要。 - **边界条件**：模型边界最好设置在有实测水文数据的地方，以确保模型的准确性。 - **水文测量数据**：用于模型率定和验证，越多的数据意味着模型更可靠。 - **水工建筑物参数**：设计参数和调度规则直接影响模型的运行，实际运行数据有助于反映真实情况。 2. **MIKE 11模型文件结构**： - **河网文件(.nwk11)**：存储流域的拓扑结构和河段信息。 - **断面数据(.xns11)**：包含沿河的横截面信息，影响水流计算。 - **边界条件(.bnd11)**：设定模型的入口和出口水文条件。 - **模型参数文件(.hd11)**：定义模型的物理参数和计算选项。 - **时间序列文件(.dfs0)**：存储随时间变化的输入和输出数据，如流量、水位等。 3. **河网文件创建过程**： - **第一步：提取河网背景图**：从GIS文件（如ArcView的river.shp）导出bmp图像，记录坐标范围。 - **第二步：确定河段信息**：整理各河段的名称、位置和长度，可能需要从多源数据中获取。 - **第三步：构建河网模型**：在MIKE ZERO中创建新河网模型，设置范围，引入背景图，并调整坐标系统。 在构建模型时，需要注意数据精度、模型简化程度和边界条件的合理性。对于复杂模型，如东江模型，可能需要处理大量的数据，这包括河段长度、水文测站数据以及水工建筑物的详细参数。通过实际项目的案例，学习者可以更深入地理解MIKE 11的功能，提高模型建立和分析的技能。 总结来说，MIKE 11 HD模型的构建是一个涉及数据收集、地理信息处理、水力学原理和模型参数化的过程。本教程通过东江水动力模型的实例，详细展示了从原始数据到模型建立的每一步，有助于用户掌握MIKE 11软件在水动力学模拟中的应用。

针对mike21fm开发的辅助工具，可实现mike21fm网格地形前处理，比如工程开挖，筑坝等，可实现sms网格转换为mike网格，闭边界无需指定，智能自动判断，可读取dfsu结果文件，可将结果文件转换到sms中，利用sms显示，直接读取cad数据，例如读取高程点，等高线，块参照等等生成mike21或者sms所需的数据点格式 具体功能参见 https://blog.csdn.net/qq_33388409/article/details/129887668

详细的MIKE21二维制作流程，中文版

商业软件mike21建模前的数据处理，较为详细的介绍了具体步骤，便于学习和理解mike21

水资源模拟与分析软件（MIKE HYDRO Basin）应用于流域水资源分析、规划和管理，是一款多功能的、基于地图建模的决策支持软件。应用领域包括：水资源综合管理（IWRM）研究、相关利益者间水资源矛盾协调研究、水库运行方式改善研究、地表水/地下水联合应用研究、灌溉制度研究、水资源综合管理等。

本文介绍了 MIKE 模型，它是一种二维仿真模拟工具，适用于河流、湖泊、河口和海岸水流的模拟。文章详细介绍了水动力模块的原理，该模块基于三向不可压缩和 Reynolds 值均布的 Navier-Stokes 方程，并服从于 Boussinesq 假定和静水压力的假定。文章还给出了二维非恒定浅水方程组的表达式。