浅谈MIKE 11水动力学模型的搭建

MIKE 11是功能强大的河流水动力学和水环境模拟软件,在全世界被广泛应用,已成为多个国家河流水动力模拟的标准工具。文章通过对营口盖州市-鲅鱼圈区山前平原建立模型,利用MIKE 11模拟区域内的河网,并与分布式水文模型(MIKE SHE)耦合,模拟效果较好。     

山区河流水面线计算方法探讨

山区河流坡陡流急,水面线计算受到多种条件的限制,给中小河流治理工作带来难题。该文以粤西山区河流为研究对象,考虑水工建筑物(以堰为例)存在的情况下,采用HEC-RAS、MIKE11及广东水文水利设计计算软件平台三种软件模拟河道水面线,总结分析三种方法的计算特点。结果表明,相较于水文计算平台和MIKE11模型,HEC-RAS模型在模拟有建筑物的山区河流时性能更优。     

重污染河流闸坝作用分析及调控策略研究

针对淮河中游频发的水污染事件,以淮河流域重污染河流沙颍河上的闸坝群为研究对象,分析了闸坝对水环境的影响,提出重污染河流闸坝调控策略。基于MIKE11软件的HD和AD模块,构建了多闸坝河流一维水动力水质模型。通过多场景模拟,分析了沙颍河上的闸坝群调控对河流水质的影响,以便于正确认识闸坝调控和河流水质变化之间的关系,进一步提出重污染河流闸坝的调控策略。     

水环境数学模型与人工湿地模拟

水环境数学模型这种高效、经济、简便的模拟工具有了长足的发展,欧美国家开发出QUAL,MIKE,WASP,SWM,FEFLOW等多种水环境模拟软件,并在河流、湖泊、河口、海岸等水环境预测和水污染控制中得到广泛应用。人工湿地是一种借鉴天然湿地净化污水功能的生态技术措施,近年来在世界各地逐渐得到广泛研究与应用;人工湿地数学模型与数值模拟也正在成为一项重要的研究内容。由于人工湿地处理污水技术内在机理复杂,目前尚未形成通用的人工湿地数学模型与应用程序。鉴于水环境模拟软件的广泛成功应用及模型结构的开放性,利用成熟的水环境模型工具进行人工湿地数值模拟是一种有效途径;模拟应用时需结合湿地特性对模型程序进行适用性分析、并作必要的前后处理。     

基于MIKE21的弯道跨河桥梁影响评价分析

以临港铁路G518特大桥跨绣针河为例,跨越处为桥梁弯道跨越河流弯道,采用MIKE21中的水动力模型软件模块,分析跨越处桥梁工程实施前后河流的流场变化以及壅水计算,并采用经验公式率定。结果表明,MIKE21模型是在大量实测资料的基础上,对实际情况模拟,模型得到了水位验证,成果较为可靠。此方法可为桥梁跨越河道的防洪影响评价和专项补救措施提供技术支持。     

水环境实时调控决策支持系统的开发与应用

以建立水环境实时调控决策支持系统为目标,集成综合数据监测体系、数据库、流域入河污染物负荷模型、河流水环境模型、水环境承载能力与污染负荷动态调控模型、GIS平台等众多模块,提出了系统组成的总体框架,分析了多种数学模型间的集成链接方法、GIS显示体系与数学模型间的交互方法、水环境状态实时模拟与基于调控措施的方案模拟等系统集成的关键环节,提出了水环境实时调控与数字化管理功能在复杂大系统中的实现思路与方法,为复杂水环境调控系统的开发与集成提供了简单实用的集成模式。系统在北运河水系水环境管理中的应用结果表明:该系统方法实现了北运河的实时调控模拟,提高了区域水环境管理的智能化水平。研究成果对水环境实时调控与决策系统的建立及精细化管理具有重要的参考价值。     

太滆运河水环境容量研究

水环境容量是区域污染物总量控制的基础和核心,可为流域水生态治理提供重要的科学依据。以往的相关研究多侧重于不同水文时期水环境容量的动态变化,而未将点、面源入河的季节性特征纳入考虑范畴。文章采用解析公式法,综合考虑点、面源污染特征确定点、面源协同影响的太滆运河水环境容量,并利用MIKE11 软件构建太滆运河汇水区水量、水质数学模型,模拟在最大允许排放量条件下典型断面的水质达标情况。研究表明：太滆运河水环境容量为COD 22 694.52 t/a、氨氮854.04 t/a、总磷195.58 t/a。典型断面均能实现水功能区划水质目标,该计算方法合理可行。     

基于SWMM和MIKE11的城市河流水质动态模型构建及应用

为了对城市河流水污染治理提出精细化控制建议，科学合理地制定流域水环境综合治理措施，以茅洲河为研究对象，基于Visual Studio开发SWMM与MIKE11的耦合程序，采用映射配置文件将两个模型的空间拓扑关联，构建了城市河流水质动态模型，并在模型率定验证的基础上将其应用于流域水质情势预测。结果表明：城市河流水文-水动力-水质耦合模型具有较好的模拟能力和适应性，可用于类似流域水质动态模拟、预测及评估。     

内河涌水环境整治引水量确定的简化计算研究--以佛山市罗村良安片为例

该文根据污染排放总量及水环境达标要求所需的水量稀释倍数,提出了引水量简化计算方法,并以佛山市罗村良安片内河涌水环境整治为例,通过MIKE11软件进行验证,成果与模型计算一致,可用于规划阶段或缺乏相关专业计算软件情况下引水量的计算。     

MIKE模型在城市及流域水文—环境模拟中的应用进展

MIKE模型可对城市及流域水环境、水资源、水安全及水生态等方面进行模拟,软件因功能强大、界面友好而在国内外现实工程中获得了广泛应用。文中归纳了MIKE11、MIKE21、MIKE FLOOD、MIKE URBAN、MIKE BASIN和MIKE SHE模型的基本原理、特点及应用范围。对比了主要模型的功能,总结了各模型及其不同组合方式在实际工程中的应用情况,提出了MIKE模型存在的局限性并对该模型未来发展方向进行展望,以期为MIKE模型更好地应用于实际问题提供参考。     

MIKE 21的水质数值模型的应用研究

利用MIKE 21模型软件与其他模型或软件进行耦合,建立水质模型,可以模拟各种水质问题,从而提供解决水环境问题的方法。本文主要介绍了水质模型的发展历史、MIKE 21模型的应用进展、计算原理、MIKE系列软件的关系和使用前景,为MIKE 21水质模型的进一步研究和在国内的推广提供一些参考。     

MIKE11模型在城市河网生态调水工程中的应用

随着城市化、工业化进程的快速发展,城市河流所面临的水污染问题日益突出。针对杭州市江干区河网水环境现状,制定相应的生态调水方案来改善河道水流水质条件。考虑到MIKE11数学软件具有算法可靠、计算稳定、界面友好及前后处理方便等突出优点,计算选用MIKE11软件。     

东莞市万江区水闸联合调度对水环境改善及影响分析

采用MIKE11数学模型，计算分析了水闸群联合调度方案实施后，内河涌水动力条件及水质的变化，为万江区水系水环境规划提供科学依据。     

MIKE软件在工程防洪评价中的应用

MIKE软件常用于洪水演进分析,其中MIKE11的核心是水动力模型(HD),HD模块利用Abott六点隐式格式求解一维河流非恒定流方程,MIKE21模型采用ADI逐行法对质量及动量方程分别进行时空上的积分,每个方向及每个单独的网格线产生的方程矩阵用追赶法求解。文章应用MIKE软件建立富春江一、二维耦合水动力洪水淹没模型,模拟不同重现期洪水淹没,对某油库码头工程进行防洪评价计算,分析了不同水文条件下工程前后的水位、流速变化评价其对河道防洪的影响。     

基于河长制的疏勒河流域水环境评价

河长制背景下的流域水环境评价为区域水资源综合管理和水环境治理提供科学参考依据。基于河长制构建评价指标体系,采用层析分析-灰色综合,借助MATLAB软件综合评价疏勒河流域2013—2020年水环境状况,并采用障碍度模型探究其主要影响因子。结果表明：2013—2020年流域水环境等级分别为Ⅴ、Ⅴ、Ⅴ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ,水环境整体上呈上升趋势。分析障碍度,河长制建立情况、河道恢复情况、污水日排放量、万元GDP用水量是流域水环境主要影响因素。研究结果对提高区域水环境综合治理提供科学参考依据。     

昌北水环境综合治理工程措施效果评估与分析

以南昌市昌北地区乌沙河水系为研究对象,调查分析该区域水体污染现状,对污染源入河量进行统计分析,合理制定近远期水环境治理目标。在此基础上,对污染入河量进行削减分析,提出综合性水环境治理措施。为验证工程措施实施效果,采用MIKE11水环境综合模型选取典型工况进行模拟验证。结果显示,考虑工程措施后,各控制断面的水质主要指标达标率达到89%以上,符合南昌市对河流水功能区划水质的要求,实现南昌市提出的近远期水质目标。     

MIKE软件在水体富营养化研究中的应用

水体富营养化以及由于藻类过量繁殖引起的水华事件已成为当前水环境领域研究的一个热点.在影响藻类生长繁殖的众多因素中,水动力条件和营养物质为最重要的两大要素,也是进行数值模拟最主要的参数.应用DHI水与环境公司开发的富营养化模块(EU模块)的机理,结合国内外应用MIKE软件的水环境项目实例,通过建模、率定和各预案模拟,可分析和评估湖泊、河流及海洋水域的富营养化状态和各类水华事件.同时,考虑在富营养化模型的基础上实现水质预报等功能,为当地客户和大众提供详细可靠的信息资料,使相关部门在制订水污染控制战略和规划方案时有据可依.     

重要水源地小流域水环境动态模拟及调控研究

本研究选取北京密云水库上游曹家路小流域为对象,通过野外监测和模型计算的方法对小流域水环境进行动态模拟及调控研究。综合运用水文学、水环境学、数理统计和地理信息系统等方法,并结合野外监测、实验室分析和计算机模拟等手段,建立了小流域半分布式水文模型和一维河道水质模型。运用该模型对曹家路小流域的水质状况进行了模拟计算,得到了流域出口断面NH3-N、Os、BOD、COD和TN等水质因子的总体特征和全年全时段变化过程。根据1956~2000年的水文数据,分析了流域特征水文年水环境的动态变化,提出了相应的水质保护和水环境容量利用综合调控方案,并依据区域的经济发展进行了水环境动态规划。     

浙江温黄平原典型河流水质改善方案研究

选取台州市东官河作为浙江温黄平原典型河流的代表,构建MIKE11河网水环境数学模型,基于水量、水质同步实测数据对模型进行率定验证。为保证东官河控制断面水质达标,综合考虑水文条件、污染物削减和引水3个方面因素,提出了9套研究区域模型计算方案。结果表明,近期区域内污染物削减60%,控制长潭水库调水量为2 000万m3时,东官河水质可达Ⅳ类;远期区域内污染物削减90%时,东官河水质基本可达Ⅲ类即功能区水质目标。本研究旨在为东官河水环境综合整治提供技术支撑。     

基于MIKE11的辽河流域一维水质模型

根据辽河流域的特点,将基于水动力和水质模型原理的MIKE11软件应用于辽河上游水域排放限值制定的整体技术路线中,模拟污染物在水体中迁移扩散和衰减的过程。通过对辽河上游福德店到通江口段河流的模拟,验证了用MIKE11软件建立辽河流域水动力模型的可行性,进而在水动力模型的基础上建立河流一维水质模型。结果表明：MIKE11软件用于模拟污染物在水体中迁移扩散和衰减的过程是可行的,有节约人力物力、计算准确、便于操作和结果可视化等优点。