基于 MIKE SHE模型的洋河流域水环境模拟研究

张家口市作为京津冀水源涵养功能区及冬奥会举办场地,当地社会经济发展对水环境提出了更高要求,改善流经张家口市7区4县的洋河水环境迫在眉睫.基于MIKE SHE模型,建立洋河水环境对流域排污的响应关系,评估3种不同点源和面源污染控制方案下洋河水质改善效果,结果表明:在平水年来水情况下,基础情景下2019年洋河干流关键断面八...     

基于MIKE SHE模型的沙河水库流域水文模拟研究

为了探究流域水文循环及河道水动力变化规律,根据收集到的基础数据资料,基于MIKE SHE模型构建沙河水库流域分布式水文模型,模拟流域径流过程,并根据物理参数意义及率定的方式确定了模型相关参数。研究结果显示：MIKE SHE模型在研究区具有良好的适应性,2018年全年径流过程E_ns达到0.75,R²为0.77,径流总量RE为1.3%;汛期(6～9月)径流过程E_ns为0.71,R2为0.73,径流总量RE为7.5%,模拟精度达到良好水平,可为流域层面水环境模拟提供基础支撑,也可为其他相似地区水文模拟提供参考。     

基于MIKE SHE模型的流域地下水水文响应

为研究在流域或盆地尺度上降雨入渗补给地下水水文响应的滞后效应,采用ArcGIS技术,并基于MIKE SHE软件数值分析的方法,建立了丹麦Skjern流域地表水-地下水耦合的分布式水文模型,运用观测值对该模型进行参数率定。通过观测值和模拟值对比,同时分析了Skjern流域气候条件和地下水埋深对地下水水文响应的影响,结果表明:丹麦属于温带海洋性气候,Skjern流域地下水补给集中在9—12月和1—3月;地下水位埋深为1m左右时,降雨入渗补给很快到达地下水面,地下水补给峰值的滞后时间很短,大约1～2 d;对于地下水位埋深在2～5 m之间的,滞后现象较为明显,峰值滞后4～5 d;对于地下水位埋深＞10 m的, 峰值滞后时间则很长。该模型模拟Skjern流域效果较好,模型对于Skjern流域具有一定的适用性和应用潜力。     

MIKE SHE模型在灞河径流模拟中的应用研究

以灞河流域作为研究区域,依据该流域水文气象1990-2010年实测资料,采用MIKE SHE模型对流域径流进行模拟研究,利用Arc Gis等技术建立了模型数据库,对模型参数进行了率定和验证,使用多目标(均方根平方误差、模型效率系数和决定系数)对模型适用性进行了评价。结果表明:年径流模拟效果比较好,MIKE SHE模型在灞河流域的适用性较好,研究所率定的参数可为进一步研究灞河流域水资源利用与管理提供依据。     

MIKE SHE模型在杭锦旗引黄灌区的应用研究

农田灌溉排水作为灌区退水的重要部分,在改善耕地与抵御灾害过程中起到了重要作用。以杭锦旗引黄灌区为研究对象,采用MIKE SHE分布式水文模型,以2017—2018年为率定期、2019年为验证期,模拟分析灌区排水过程,为灌区排水规律研究提供模型基础支撑;最终2019年模拟结果相关系数达到0.773 4,年排水量相对误差为3.7%。结果表明：在实测排水数据受干扰影响较小的情况下,模拟值与实测值拟合程度较高,模型可以较好地模拟灌区天然排水过程。     

基于MIKE FLOOD耦合模型的城市内涝模拟

基于MIKE FLOOD平台,将MIKE URBAN和MIKE 21模型耦合,建立城市内涝模型,对湖南省新化县典型区域的排涝情景进行模拟,结果表明该模型适用于城市内涝风险评估管理.评价结果表明,新化县目前建成的城市管网仍存在部分不合理的管段,水量难以立即排入资江或花山渔场,使老城区的整体排水能力受限,部分区域达不到设计...     

基于MIKE SHE模型率定在地下水分析研究中的应用

分布式水文模型是通过水循环的动力学机制来描述和模拟流域水文过程的数学模型。MIKE SHE作为一种分布式水文模型被越来越多地运用到流域规划、水资源管理、水资源评价等方面。要成功地建立起一个MIKE SHE模型除需要有充分的基础资料收集和前期准备工作外,后期的模型率定也是至关重要的一环。本文就渗透系数和给水度在MIKE SHE模型率定阶段的作用进行了分析。     

基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源可持续利用的两大驱动因素,在校准的MIKE SHE模型基础上考虑气候变化和人类活动的影响,设定8个情景对华北平原2009-2028年的水文循环及水资源利用进行预测。结果表明:考虑南水北调工程的情景在预测期末的地下水水位有较大程度(0. 06~1. 26 m)的恢复,预测期内华北平原水量总流入小于总流出会导致含水层储量的消耗和地下水的不可持续利用,但在适当情景下可以较大程度缓解这种不可持续性。气候变化对华北平原含水层储量有较大的影响:降水量减少5%,地下水储量将减少0. 27 m;降水量增加5%,地下水储量将增加0. 3 m。南水北调工程和农业节水措施的实施对华北平原地下水水位的恢复、缺水程度的缓解作用显著。     

MIKE SHE水文模型参数的不确定性研究

为了估测水文模型的不确定性参数特征,更准确地构建水文模型,利用妫水河流域东大桥水文站径流资料,对MIKE SHE模型参数进行了不确定性分析。结果表明:选取的参数中不确定性较大的为水平传导系数、壤中流下渗常量、壤中流给水度、壤中流渗透阈值,不确定性较小的为山林地及平原耕地的饱和渗透系数、蒸散发经验系数;模型模拟结果与实测数据符合较好,校核期有55%的实测数据落入模拟径流量的置信区间内,但模拟精度仍有待提高。     

基于MIKE FLOOD的暴雨积涝模型在川沙地区的应用

前期以上海市浦东新区惠南镇为研究区域,以MIKE FLOOD为平台,耦合MIKE URBAN与MIKE 21,搭建暴雨积涝模型。将其应用于浦东川沙地区,以提高应对内涝灾害的能力。选取"2015-06-17"降雨灾情验证模型,并取得较好结果。应用模型评估研究区域现状雨水管网排水能力,大部分管道不满足1年一遇降雨的设计要求。分析主要易涝点及积水原因,模拟不同降雨重现期和不同水位边界工况下的积涝,以及评估对应的内涝风险,从而为防汛部门提供排涝减灾对策依据。     

基于MIKE FLOOD模型的鹰潭市内涝弹性分析

针对近年来日益严重的城市内涝问题,利用MIKE FLOOD模型模拟了鹰潭市月湖新区在遭遇1a、3a、5a、10a及20a重现期降雨时的内涝淹没状态,研究了在不同重现期降雨下城市内涝形成及恢复的完整过程.根据模拟结果统计研究区在各个重现期降雨后的淹没网格数变化,基于系统性能分析研究鹰潭市月湖新区排水内涝弹性,进一步分析研究区对各重现期降雨灾害的防御与恢复能力.结果表明:在不同重现期降雨下,研究区积水面积基本都在65 min左右达到最大;在遭遇1～3 a低重现期降雨时,研究区排水系统性能变化更为敏感;降雨重现期越低,系统性能恢复越快、越好.     

基于MIKE耦合模型的绿化率对城市内涝影响研究

为了进一步了解强降雨条件下城市内涝的形成过程及地表淹没情况,以西安市新城区为研究对象,设定不同比例的绿地面积,建立了城市洪水的MIKE FLOOD耦合模型,对比了不同情景下城市绿化对地面积水和内涝风险的削减效果.结果表明:随着城市绿化面积比例的增加,3、5、10、20年一遇降雨下的积水淹没范围得到了有效控制,其中绿化面...     

MIKE SHE在生态水文大区的适用性评价

文章介绍了MIKE SHE模型发展历史和基本结构及原理,总结了MIKE SHE模型在我国的最新研究进展,探讨MIKE SHE模型在中国三大生态水文大区的适用性并做了简要分析。结果表明,MIKE SHE模型在东部湿润、半湿润生态水文大区适用性较好,在西北干旱、半干旱水文大区的建立和运用基本可行,但模型模拟精度有待提高,而在青藏高原高寒水文大区的推广和应用目前仍有难度,需要克服资料稀缺问题。     

济南市历下区立交桥区域暴雨内涝积水模拟

城市下凹式立交桥因其桥下路面常低于周边区域地形,极易形成城市区域的"人为滞水点",在遭遇降雨时频繁发生内涝积水灾害,对城市交通、行人和车辆的安全构成了严重的危害。因此,有效模拟城市立交桥区域的暴雨洪水淹没程度,对城市防洪减灾和交通应急管理具有重要的现实意义,同时可以为解决城市内涝问题提供重要的科技支撑。以济南市历下区立交桥为例,采用Mike Urban模型和Mike21FM模型,依据研究区域数字高程数据,2007年7月18日黄台桥雨量站实测3h降雨数据以及不同重现期的设计降雨过程,对立交桥区域的暴雨积水程度进行模拟计算与分析。研究结果表明,2007年"7·18"暴雨发生时,济南市历下区立交桥桥下最低洼区域积水深度可达近1.95m左右,其积水深度高于济南市100年一遇暴雨的积水深度。     

DEM尺度对MIKE SHE坡面二维流模拟的影响分析

MIKE SHE的坡面流计算采用的是二维扩散波模型,这种算法下DEM中存在的“洼点”会对径流过程造成影响.针对黄龙带水库流域用100m DEM,用双线性插值转换为27m、50m、200m、400m的DEM,并建立5个尺度的模型,研究不同尺度下的洼蓄量、坡面径流过程.结果发现在尺度上推和下推的过程中,洼蓄量都减少,并且尺...     

基于BP神经网络的MIKE SHE模型参数率定

为了更精细地对水文全过程进行描述和解析,更准确地构建分布式水文模型,以丹麦Karup流域为例,对MIKE SHE模型的饱和导水率、饱和带水平水力传导系数、河床透水系数进行了参数率定,模拟流域的日径流过程。结果表明:基于BP神经网络反分析的参数率定方法比MIKE SHE模型参数自动率定计算得到的均方根误差RMSE小,模型效率系数Ens更接近1;采用BP神经网络反演率定参数后,3组测试样本的日径流模拟过程的RMSE分别为0.04,0.03,0.08 m³/s,Ens均为0.99,且模拟结果能较好地反映径流的实际变化趋势。因此,这种基于BP神经网络反分析的参数率定方法对构建分布式水文模型具有一定的价值。     

城市暴雨内涝数值模型几个关键技术问题

本文对于当前城市暴雨内涝数值模型的几个关键技术问题进行了一定的探讨，并在浦东新区暴雨内涝的100、200、500年洪水风险图的绘制中使用了几个关键问题的解决方法，得到比较满意的结果。     

基于MIKE URBAN的大亚湾澳头圆盘区域内涝模拟及排涝对策

在城市化、极端暴雨和潮汐水位等多重影响下,沿海城市内涝情况严峻。为了有效评估沿海城市的内涝风险并提出针对性的内涝防治策略,采用MIKE URBAN软件对大亚湾澳头圆盘区域进行管网排水能力分析及城市内涝模拟。结果表明：圆盘86%的现状管网设计重现期在1年一遇以下,总积水面积为631 824 m²,积水时间在24 h以上,其内涝是低排水管网标准和低排涝标准双重因素共同影响的结果。通过独立圆盘汇水区并新建32 m³/s的泵站,在中兴中路、北澳大道、进港路新建箱涵,可把圆盘区域涝水直接排至淡澳河,内涝总积水面积降至5 248 m²,积水深度和积水时间分别降至0.15 m以下和0 h,圆盘区域内涝可得到有效缓解。该研究对澳头老城区排涝设施的改造及内涝防治提供了解决思路,对同类型工程具有一定的参考意义。     

平原城市高度建成区暴雨内涝模拟及防治研究

针对平原城市高度建成区暴雨引发的城市内涝问题,以珠三角城市东莞市为例,基于MIKE FLOOD平台,利用MIKE URBAN、 MIKE 11和MIKE 21构建了城市内涝耦合模型。同时,结合历史暴雨事件提出一种长历时暴雨设计雨型,分析50 a一遇设计降雨重现期下东莞市中心城区暴雨内涝过程和积水特征,提出改善“大排水系统”排水能力的内涝治理措施并评估其实施效果。结果表明：东莞市中心城区内涝的主要原因为河道水流顶托及道路排水不畅,河道拓宽整治结合道路竖向调整可使管网溢流程度降低45%,内涝淹没面积减小73%。提高研究区内河、道路排水通道等“大排水系统”的排水能力对改善研究区域的内涝现状效果显著。研究成果可为平原城市高度建成区的内涝治理提供技术支撑。