MIKE FLOOD城市内涝模型介绍

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1、丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 1 1 MIKE FLOOD 软件包介绍 MIKE FLOOD由 DHI Water & Environment & Health独立开发，它将一维模型 MIKE URBAN或 MIKE 11和二维模型 MIKE 21整合，是一个动态耦合的模型系统，可进行流域洪水、城市洪水等的模拟研究。 耦合技术可以有效发挥一维和二维模型各自具备的优势，取长补短，避免在单独使用 MIKE 11、 MIKE URBAN（ MOUSE）或 MIKE 21时所遇到的模型分辨率和模型准确率的限制问题。 MIKE FLOOD 主要具有以下特色和优势： 1.1.1 集

2、成的工作环境 MIKE FLOOD集成的工作环境，使用户可以灵活的选择 MIKE11（河道）、 MIKE URBAN（管网）、 MIKE 21（二维地面漫流）三个模型进行任意的耦合，同时集成式的工作环境使得协同工作更加容易，用户可以分别进行管网、河道和二维模型的建立，最终在平台进行耦合，极大的提高了工作效率并省去了模型合并带来的工作量。 MIKE FLOOD 用户操作界面 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 2 1.1.2 具有友好的用户界面和前后处理工具 MIKE FLOOD给用户提供了通用的数据文件编辑器 Data Manager、图象及动画处理工具 Plot Compo

3、ser、网格生成器 Mesh Generator和数据预览工具 Result Viewer等一系列实用的前后处理工具，可在集成的工作环境下进行二维计算网格的生成、水下二维地形的处理、河口潮波及径流水文数据的分析、计算参数的输入等前期数据的处理输入及后期模拟结果的显示。 其中建立 MIKE FLOOD模型涉及到的前处理工具有： Time series ：建立点的时间序 列作为边界条件 Profile series：建立线的时间序列作为边界条件 Grid series：二维地形编辑器和平面网格模型输入条件 Bathymetries：根据散点坐标建立二维矩形网格地形文件 Mesh Generator

4、：二维地形编辑器和平面网格模型输入条件（ FM网格） MIKE FLOOD模型涉及到的后处理工具主要有： Plot composer：绘制水深变化和流场图和二维动态演示 Result viewer：绘制水深变化和流场图和二维动态演示 Data Extraction FM：提取验证点或者断面计算结果 1.1.3 支持水工建筑物 MIKE FLOOD支持各种水工构筑物，包括：堰、闸门、桥墩、涵洞、涡轮机等。可以根据不同需求用一维或者二维模型模拟水工构筑物。 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 3 1.1.4 多种结果后处理工具及丰富的结果表现形式 MIKE FLOOD模拟结果包括

5、管网、河道以及二维地面漫滩文件。 MIKE 软件产品提供多种结果处理工具，可以根据客户需求生成各式结果展现方式以方便客户展示模拟效果、分析模型结果： 城市内涝风险图 内涝风险图结果展示不同降雨下管网、河道水位变化、地面积水范围和淹没时间等信息。模拟结果可以生成最大淹没 图 ，帮助规划人员评估堰 涵洞 桥墩 涡轮机 闸门 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 4 各个区域的内涝风险级别。 城市排水管网现状能力评估图 分析模型对不同降雨重现期下的管网的模拟结果，利用分析统计工具可以得到排水管网现状能力评估图，如下图中不同颜色表示不同重现期的管网，同时可以统计出各类管网的长度、管径、

6、管材等信息。 分析排水分区 MIKE URBAN 中提供排水分区划分工具，可以根据管道、人孔以及 DEM 自动划分管网分区。同时可以借助二维坡面流模拟结果分析，对大区域或自然流域（郊区、农田、绿化区域）进行排水分析的划分。下图为根据二维坡面流模拟结果分析的水流流向图，根据该图可以合理的划分排水分区。 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 5 Google Earth 中显示计算结果 Flood maps in Google Earth是一款连接 MIKE FLOOD和 Google Earth浏览器的可视化插件，主要用来显示 MIKE 11、 MIKE 21或 MIKE FLO

7、OD的 dfs2格式结果文件。 1.1.5 并行计算 MIKE FLOOD的并行计算技术使用共享内存的 OpenMP协议，可以最大程度的地发挥多 CPU或多内核 CPU的优势。 # CPU 个数 *) 1 2 4 8 计算速度倍数 *) 1.3 3 5 8 1.1.6 专业的技术支持 DHI在上海设有全资子公司，拥有 100多名专业工程师，负责中国区域内的技术支持和咨询服务。 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 6 2 DHI 城市排水解决方案 DHI排水 模型广泛应用于城市排水与防洪、分流制管网的入流 /渗流、合流制管网的溢流、排水泵站优化管理、受水影响、在线模型、管流监控

8、等方面。 DHI的城市排水 模型和咨询服务可以为用户提供系统性的解决方案，可以对 水量， 水质 和综合水体系 进行分析。 DHI 的城市水模型是建立在科学框架的基础之上，可以用于协调管理和规划。其模型可以在进行高昂费用工程投资之前进行必要的各种预案的模拟分析。 DHI的城市水模型也可以帮助人们了解系统的复杂性，对决策提供建议和支持。 2.1 规划篇 市政排水管网是城市市政建设的重要组成部分 ， 城市排水规划对排水管网的投资和维护有直接的影响 。 总体规划着眼于排 水管网的主要问题， 为将来提供动态的综合规划。 DHI提供的 基于 GIS基础之上的数学模型和 CAD接口为 总体规划之间架起了一座

9、桥梁， 在排水管网总体规划中起到了奠基石的作用。 2.1.1 城市排水 (雨水 )防涝综合规划编制大纲 受全球气候变化影响，暴雨等极端天气频 发 ， 为保障人民群众的生命财产安全，加强城市排水防涝设施建设， 2013年 7月 住建部出台城市排水（雨水）防涝综合规划编制大纲 。 要求各城市结合当地实际，在 2014 年 6 月底前编制完成各地城市排水（雨水）防涝综合规划。 该大纲 对城市排水防涝规划提出了新要求： 城市排水防涝规划 的编制 需全面考虑城市排水体系，即包括城市排水管网、受纳水体（城市河道）、 城市防涝设施等；规划需充分 了解当地实际情况（现状评估），制定当地内涝标准，完成防涝规划目

10、标的硬性要求（ 发生城市雨水管网设计标准以内的降雨时，地面不应有明显积水 ;发生城市内涝防治标准以内的降雨时，城市不能出现内涝灾害 ;发生超过城市内涝防治 标准的降雨时，城市运转基本正常，不得造成重大财产损失和人员伤亡）。 DHI提供的城市内涝模拟技术可以为 城市排水（雨水）防涝综合规划 的编制提供有力的技术支撑。 城市内涝模拟通过模拟城市排水管网、城市排水河道以及地面积水漫流过程，动态、清晰地反映城市排水体系的排水能力，防涝设施的效果、城市积水的过程等。就 城市排水（雨水）防涝综合规划编制大纲 ，城市内涝模拟可以提供： 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 7 城市排水分区

11、MIKE URBAN 中提供排水分区划分工具，可以根据管道、人孔以及 DEM 自动 划分管网分区 。同时可以借助二维坡面流模拟结果分析，对大区域或自然流域（郊区、农田、绿化区域）进行排水分析的划分。 城市排水管网现状能力评估 通过 MIKE URBAN 排水管网模拟，分析不同降雨下管网充满度、压力以及管网水力负荷情况。评估管网排水能力 ，统计排水管渠的达标率和排水泵站能力。 城市内涝风险评估 结合河道模型和二维模型，综合模拟城市管网、河道以及地面漫流过程，结果展示不同降雨下管网、河道 水位变化、 地面 积水范围和淹没时间等信息 。模拟结果可以生成最大淹没图，帮助规划人员评估各个区域的内涝风险级

12、别。 规划方案的 评估 大纲中要求城市排水防涝规划须 符合 雨水径流控制标准、管渠泵站设计标准以及城市内涝防治标准。 对于 城市建成区， 须 提出城市排水防涝设施的改造方案 。利用模型，可以简单快速的分析各种规划方案的效果，以帮助规划人员确定最优的规划方案。 2.1.2 城市室外排水设计规划 最新“ 室外排水设计规范（ 2013 版）（ GB50014-2006）局部修订征求意见稿 ”中建议 在传统规划设计的基础上，对于有条件的地区宜使用模型方法进行雨水量的计算，并使用模型校核城市排水系统： 进行雨水量计算时汇水面积超过 2 平方公里时，宜采用数学模型法计算； 丹华水利环境技术（上海）有限公司

13、 DHI CHINA 8 应根据内涝设计重现期计算校核城镇排水系统排除地面积水的能力。根据内涝设计重现期校核地面积水排除能力时，应根据当地历史数据合理确定用于校核的降雨历时及该时段内的降雨量分布情况，有条件的地方宜采用计算机模型计算。 使用数据模型进行雨水量的计算， 与推理公式法相比， 其 优点在于可以考虑 降雨事件中降雨强度在不同时间和空间的分布情况。同时， 模型是根据水文学中基本的产流和汇流原理模拟地面径流的形成过程，因而可以更加准确地反映地面径流的产生过程和径流流量 。 MIKE URBAN 中 径流模块 提供多种降雨径流模型，包括等流时线模型、线性水库模型、动力波模型、单位水文过程线模

14、型。 模型可以针对任意降雨事件，选用合适的径流模型模拟研究区域雨水量在时间和空间上的分布情况。 此外 ，对于降雨时间序列的生成， DHI 根据中国排水管网设计规范中各地的设计暴雨强度公式及国际上常用的城市雨型开发了雨型设计工具，有利于工程师方便快捷的生成雨型。该工具中内置全国多个城市设计暴雨强度公式，可选用芝加哥雨型、 Huff 雨型、均布雨型构建降雨时间序列。 同时，该工具支持用户自定义设计暴雨强度公式及自定义雨型。 丹华水利环境技术（上海）有限公司 DHI CHINA 9 2.2 评估 分析 篇 排水模型用于城市排水系统的评估分析。 通过 分析 复杂管网的网络结构、上下游关系，有助于管理者准确了解污水管网的结构特征；通过 雨 污水排水现状的动态模拟分析，可以全面反映污水管网的排水负荷现状，发现 雨 污水管网系统中的薄弱环节和区域， 为管网的改扩建及管理提供支持。 同时 为管网 养护和事故处理提供决策支持。 2.2.1 排水管网（雨水、污水、合流）现状及预案分析 排水模型 用于城市排水系统的现状评估、改造规划和 预案分析中。模型建立过程就是排水管网系统静态结构分析