Tài liệu MIKE 11 DEMO doc

MIKE 11 DEMO
Contents
Giới thiệu
1
Cơ Sở LT của MIKE 11
2
Cấu trúc của MIKE 11
3
Ứng dụng
4
DHI’s Water Modeling

Mô hình thủy văn và thủy động lực
(Hydrological and Hydrodynamic Models)

Một chiều (1 Dimensional)

MIKE 11

Hai chiều (2 Dimensional)

MIKE 21

Ba chiều (3 Dimensional)

MIKE SHE

MIKE 3
MIKE Zero
MIKE 21
MIKE 11

MIKE SHE
MIKE 3
MIKE Zero
Giới thiệu mô hình

Được phát triển bởi DHI Water & Environment

Một gói phần mềm với giao diện đồ họa (GUI)
để mô phỏng:

Dòng chảy một chiều, chất lượng nước và bùn cát
trong:

Cửa sông

Sông

Kênh

Những thể nước khác

Công cụ thân thiện với người sử dụng cho thiết kế
quản lý và vận hành những mạng lưới sông và kênh
Cấu trúc Module trong MIKE 11
Rainfall-Runoff Module
Advection-Dispersion Module
Sediment Transport Module
Water Quality Module
MIKE 11 HD Module
Ứng dụng của HD Module


Nghiên cứu nước dâng do bão và thủy triều
trong vùng cửa sông và sông

Thiết kế hệ thống kênh

Vận hành hệ thống tưới tiêu

Mô phỏng những biện pháp kiểm soát lũ

Dữ báo lũ và vận hành hồ chứa
Cơ sở lý thuyết

Dòng chảy trong kênh hở: giải quyết dạng sai
phân hữu hạn của phương trình Saint Venant
(1D):

Phương trình liện tục (continuity equation)

Phương trình động lượng (momentum equation)

Giả sử

Nước là không nén được và đồng nhất

Độ dốc đáy là nhỏ

Dòng chảy ở mọi nơi là song song với đáy (ví dụ:
chiều dài sóng là đủ lớn khi so sánh với độ sâu nước)
Biến thủy lực

Cơ sở lý thuyết

Biến độc lập
Theo không gian x
Theo thời gian t

Biến phụ thuộc
Lưu lượng Q
Mực nước h

Tất cả những biến khác
là hàm của biến độc
lập hoặc biến phụ
thuộc

Phương trình liên tục
q
t
A
x
Q
=
∂
∂
+
∂
∂

Phương trình động lượng
0

2
2
=+
∂
∂
+
∂








∂
+
∂
∂
ARC
QgQ
x
h
gA
x
A
Q
t
Q

α
Cơ sở lý thuyết

Phụ thuộc vào bao nhiêu thành phần được sử dụng trong
phương trình động lượng

Phương trình Saint Venant đầy đủ (dynamic wave)

Lược đồ hiện (explicit methods)

Lược đồ ẩn (implicit methods)
Time step j+1
Time step j
Time step j-1
Cross section i Cross section i+1 Cross section i-1
Space
Time
Reach
Cơ sở lý thuyết – mô tả dòng chảy

Bỏ đi 2 thành phần đầu tiên
0

2
2
=+
∂
∂
+
∂









∂
+
∂
∂
ARC
QgQ
x
h
gA
x
A
Q
t
Q
α
•
Diffusive wave (backwater analysis)
0

2
2
=+

∂
∂
+
∂








∂
+
∂
∂
ARC
QgQ
x
h
gA
x
A
Q
t
Q
α
•
Kinematic wave (relatively steep rivers without backwater
effects)

Cơ sở lý thuyết – Mô tả dòng chảy

Bỏ qua 3 thành phần đầu tiên

Hệ phương trình vi phân riêng phần về hệ phương trình
sai phân hữu hãn với lược đồ sai phân ẩn trên toàn bộ
lưới tính toán

Điểm Q và H thay thế, ở đó Q và H được tính toán cho mỗi bước
thời gian

Lược đồ 6 điểm - (point Abbott-Ionescu scheme
Time step n+1/2
Time step n
Time
Time step n+1
i i+1 i-1
Space
h
1
h
3
h
5
h
7
2
4
6
Q

Q
Q
Center
point
Cơ sở lý thuyết – Lược đồ giải

Điều kiện biên (Boundary conditions)

Điều kiện biên ngoài – biên thượng và hạ lưu
(external boundary conditions - upstream and
downstream)

Điều kiện biên bên trong (internal “boundary
conditions”)

Điều kiện ban đầu (Initial condition)

t=0
Cơ sở lý thuyết – Điều kiện biên và ban đầu

Lọai điều kiện biên thượng lưu điển
hình

Lưu lượng hằng số từ một hồ
chứa

Đường quá trình Q ~ t

Loại điều kiện biên hạ lưu điển hình


Mực nước hằng số

H ~ t

Đường quan hệ Q ~ H (rating
curve)
Cơ sở lý thuyết – Lựa chọn điều kiện biên
Q
Q
Q
h or Q/h
MIKE 11 HD – Công trình:

Đập (đập đỉnh rộng, đập tràn).

Cống (cống hình chữ nhật, hình
tròn )

Bơm

Cầu

Công trình điều tiết

Công trình kiểm soát.

Vỡ đập

Do người sử dụng xác định
Yêu cầu dữ liệu cho HD

•
Định nghĩa lưu vực (Catchment
Delineation)
•
Mạng sông (nhánh và node) và dữ
liệu địa hình (River and Floodplain
Topography)
•
Dữ liệu thủy văn cho những điều
kiện biên (Hydrometric Data for
Boundary Conditions)
•
Dữ liệu thủy văn cho kiểm định và
hiệu chình mô hình (Hydrometric
Data for Calibration / Validation)
•
Dữ liệu về công trình và vận hành
của nó (Man-made Interventions)
Cross Section Editor
(*.XNS11)
Cross Section Editor
(*.XNS11)
Network Editor
(*.NWK11 )
Network Editor
(*.NWK11 )
Simulation Editor(*.SIM11)
Simulation Editor(*.SIM11)
Parameter Editors
(HD, AD, WQ, ST, RR)

*.HD11
Parameter Editors
(HD, AD, WQ, ST, RR)
*.HD11
Boundary Editor
(*.BND11)
Boundary Editor
(*.BND11)
Time Series Editor
(*.DFS0)
Time Series Editor
(*.DFS0)
Cấu trúc một mô phỏng cho MIKE 11
Cho mô phỏng:
Cho hiện thị kết quả: Mike view
Data Editors (New Files)

Simulation editor

Network editor

Cross- section
editor

Parameter editor

Boundary editor

Time-series editor
Simulation Editor


Đặc trưng:

Xác nhận một mô phỏng (Loại mô phỏng, thời kỳ, bước thời gian)

Xác định file đầu vào, đầu ra (Input- and Result-filenames)

Tổng hợp tất cả các Editor
Network Editor

Làm việc với dữ liệu mạng sông

Thiết lập mạng sông:

Mạng sông số hóa (Digitized River
Network)

Nhánh sông (River Branches)

Công trình thủy lực (Hydraulic
Structures)
- Đập (Weirs),
- Cống (Culverts),
- Công trình điều tiết (Regulating),
- Controllable Weir/Gate
- Dambreak

Mô hình mưa dòng chảy cho lưu vực
bộ phận(Hydrological Catchments)
Indsæt dump fra

nwk-editor med
signatur
forklaring (h, Q,
digi-points)
Graphical View
Network Editor (cont’d)
Network Editor (cont’d)
Tabular View
Network Editor (cont’d)

Định nghĩa nhánh sông (River Branches):

Nhận dạng địa hình (Topo ID)

Tên sông (River Name)

Điểm thượng lưu (Upstream Chainage [m])

Điểm hạ lưu (Downstream Chainage [m])

Loại nhánh (Branch type: Regular or Link channel)

Kết nối thượng lưu với nhánh khác (Upstream
connection to other Branches)

Kết nối hạ lưu với nhánh khác (Downstream
connection to other Branches)

Maximum ∆x