水文水资源软件：MIKE SHE二次开发_（1）.MIKE SHE软件概述.docx

PAGE1

PAGE1

MIKESHE软件概述

1.MIKESHE简介

MIKESHE（HydrologicalSimulationSystem）是由DHI（DanishHydraulicInstitute）开发的一款综合性的水文水资源模拟软件。MIKESHE能够模拟地表水、地下水和土壤水分的动态过程，广泛应用于洪水预报、水资源管理、环境影响评估等领域。该软件的模拟功能强大，能够处理复杂的水文系统，包括地表径流、地下水流动、蒸发、渗透等过程。

1.1MIKESHE的发展历程

MIKESHE的开发始于20世纪80年代，最初是为了满足丹麦水利研究的需求。随着技术的不断进步和应用的广泛推广，MIKESHE逐渐成为国际上知名的水文模拟软件。DHI不断对其进行更新和优化，使其能够在不同的地理和气候条件下进行准确的模拟。

1.2MIKESHE的主要功能

MIKESHE的主要功能包括：

地表径流模拟：通过分布式水文模型，模拟降雨径流过程。

地下水流动模拟：模拟地下水的三维流动，包括补给、排泄和运移过程。

土壤水分模拟：模拟土壤中水分的运动，包括蒸发、渗透和毛管上升等过程。

污染物质迁移模拟：模拟污染物在地表和地下水中的迁移过程。

洪水预报：提供洪水预警和管理的工具，帮助决策者制定有效的应对措施。

水资源管理：优化水资源的分配和管理，确保水资源的可持续利用。

1.3MIKESHE的应用领域

MIKESHE广泛应用于以下几个领域：

洪水管理：通过模拟不同降雨情景下的洪水过程，为洪水预警和灾害管理提供科学依据。

水资源规划：评估不同水资源管理策略的效果，优化水资源分配。

环境影响评估：模拟水文过程对生态环境的影响，为环境管理提供支持。

城市水管理：模拟城市雨水径流和地下水动态，为城市排水和供水系统设计提供参考。

农业水管理：评估灌溉系统的效果，优化农业用水管理。

2.MIKESHE的工作原理

MIKESHE的工作原理基于分布式水文模型，通过将研究区域划分为多个子区域（单元），对每个子区域进行详细的水文过程模拟。这种分布式的方法能够更准确地捕捉水文系统的空间异质性，从而提高模拟的精度和可靠性。

2.1分布式水文模型

分布式水文模型将研究区域划分为多个计算单元，每个单元具有独立的水文参数和初始条件。模型通过求解水文方程组，模拟每个单元的水文过程，并通过边界条件和水流连接，将各个单元的模拟结果整合起来，形成整个区域的水文动态。

2.2模拟过程

MIKESHE的模拟过程主要包括以下几个步骤：

数据准备：包括气象数据、地形数据、土壤数据、土地利用数据等。

模型构建：根据研究区域的特征，选择合适的模型结构和参数。

模型校准：通过历史数据对模型进行校准，确保模型的准确性。

模型验证：使用独立的数据集对校准后的模型进行验证。

模拟运行：运行模型，生成模拟结果。

结果分析：对模拟结果进行分析，提取有用的信息。

2.3模型方程

MIKESHE采用了一系列水文方程来描述不同的水文过程。以下是几个主要的方程：

地表径流方程：基于Schaake模型或SCS曲线数方法，描述降雨径流过程。

Q=(P-Ia)*(1-(Ia/(P-Ia))^m)

其中，Q是径流量，P是降雨量，Ia是初始损失量，m

地下水流动方程：基于Darcy定律和连续性方程，描述地下水流动过程。

?·(K?h)=Ss?h/?t+R

其中，K是渗透系数，h是水位，Ss是比蓄水系数，R

土壤水分方程：基于Richards方程，描述土壤水分的动态变化。

?θ/?t=?·[K(θ)?(h+z)]+S

其中，θ是土壤含水量，Kθ是饱和水力传导率，h是压力水头，z是高程，S

3.MIKESHE的基本模块

MIKESHE包含多个基本模块，每个模块负责模拟不同的水文过程。以下是主要的模块：

3.1地表径流模块

地表径流模块模拟地表水的运动过程，包括降雨、蒸发、入渗、地表径流等。该模块可以使用不同的方法，如Schaake模型、SCS曲线数方法等，根据研究区域的具体情况选择合适的模型。

3.2地下水模块

地下水模块模拟地下水的三维流动过程，包括地下水补给、排泄和运移。该模块基于Darcy定律和连续性方程，可以处理复杂的地下水系统。

3.3土壤水分模块

土壤水分模块模拟土壤中水分的运动过程，包括蒸发、渗透和毛管上升。该模块基于Richards方程，能够准确描述土壤水分的动态变化。

3.4污染物迁移模块

污染物迁移模块模拟污染物在地表和地下水中的迁移过程，包括吸附、解吸、降解等。该模块可以用于评估水文过程对水质的影响。

3.5洪水预报模块

洪水预报模块提供洪水