1、 水 动 力 模 块中 文 手 册 F lo w M o d e l （ fm ） 20 12 - 6 - 7 北京 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 2 目录 第一章 模型介绍 . 1 1.1 简介 1 1.2 M I K E 21 软件特点 . 1 1.3 水动力模块原理 2 1.3.1 控制方程 . 2 1.3.2 数值解法 . 3 第二章 模型构建 . 6 2.1 基础数据 6 2.2 建模步骤 7 第三章 M E S H 文件生成 . 8 3.1 M E S H 文件生成步骤 . 8 3.2 常用数据格式 . 17 3.3 局部加密 . 18 3.4 北京
2、 54 坐标投影选择 . 22 第四章 模型文件 . 23 4.1 基本参数设置 23 4.1.1 模型范围 （ D om a i n ） . 23 4.1.2 时间设置 ( T i m e ) 26 4.1.3 模块选择 （ Modul e se l e c t i on ） 27 4.2 水动力模块 （ H y d r od y na m i c Mo dul e ） 28 4.2.1 求解格式 （ S ol ut i on t e c hni que ） . 28 4. 2.2 干湿边界 ( F l ood a nd dr y ) 29 4.2.3 密度 （ D e ns i t y ）
3、 . 31 4.2.4 涡粘系数 （ E dd y V i s c os i t y ） . 31 4.2.5 底 摩擦力 （ B e d R e s i st a nc e ） 35 4.2.6 科氏力 ( C or i ol i s F or c e ) 37 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 3 4.2.7 风场 ( W i nd F or c i n g ) 37 注意 : 38 4.2.8 冰盖 ( I c e c ove r a g e ) . 40 4.2.9 引潮势 （ T i da l P ot e nt i a l） . 41 4.2.10 降水
4、 - 蒸发 （ P r e c i pi t a t i on - E va por a t i on ） 42 4.2.1 1 波浪辐射应力 ( W a ve R a di a t i on) 44 4. 2.12 源 ( S our c e s ) . 44 4.2.13 水工结构物 （ S t r uc t ur e s ） 46 4.2.14 初始条件 ( I ni t i a l C ondi t i ons ) 61 4.2.15 边界条件 ( B oun da r y C ondi t i ons) . 62 4.2.16 温度 /盐度模块 ( T e m pe r a t ur
5、 e / S a l i ni t y M o dul e ) 68 4.2.17 湍流模块 ( T ur bu l e nc e Mo dul e ) 68 4.2.18 解耦 ( D e c oupl i n g ) . 68 4.2.19 输出 ( O ut put s ) . 69 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 1 第一章 模型介绍 1.1 简 介 M I K E 21 是一个专业的 工程软件包 ， 用于模拟河流 、 湖泊 、 河口 、 海湾 、 海岸及海洋的水流 、 波浪 、 泥沙及环境 。 M I K E 2 1 为工程应用 、 海岸管理及规划提供
6、了 完 备 、 有 效 的 设 计 环 境 。 高 级 图 形 用 户 界 面 与 高 效 的 计 算 引 擎 的 结 合 使 得M I K E 21 在世界范围内 成为了一个水流模拟专业技术人员不可缺少的工具 。 丹麦水力研究所开发的平面二维数学模型 M I K E 21 ， 曾经在丹麦 、 埃及 、 澳洲 、 泰国及中国香港 、 台湾等国家和地区得到成功应用 ， 在平面二维自由表面流数值模拟方面具有强大的功能 。 目前该软件在中国的应用发展很快 ， 并在一些大型工程中广泛应用 ， 如 ： 长江口综合治理工程 、 杭州湾数值模拟 、 南水北调工程 、重庆市城市排污评价 、 太湖富营养模型 、
7、 香港新机场工程建设等 。 1.2 M I K E 21 软 件 特 点 （ 1 ） 用户界面友好 ， 属于集成的 W i ndow s 图形界面 ； （ 2 ） 具 有强大 的前 、 后处理功 能 。 在 前处理 方面 ， 能 根据地 形资料 进行计算网格的划分 ； 在后处理方面具有强大的分析功能 ， 如流场动态演示及动画制作 、计算断面流量 、 实测与计算过程的验证 、 不同方案的比较等 ； （ 3 ） 多种计算网格 、 模块及许可选择确保用户根据自身需求来选择模型 ； （ 4 ） 可以进行热启动 ， 当用户因各种原因需暂时中断 M I K E 21 模型 时 ， 只要在上次计算时设置了热
8、启动文件 ， 再次开始计算时将热启动文件调入便可继续计算 ， 极大地方便了计算时间有限制的用户 ； （ 5 ） 能 进行干 、 湿节 点和干 、 湿单元 的设置 ， 能较方 便地进 行滩地 水流的模拟 ； （ 6 ） 具 有功能 强大的 卡片设置 功能 ， 可以进 行多种控 制性结 构的设 置 ， 如桥墩 、 堰 、 闸 、 涵洞等 ； （ 7 ） 可广泛地应用于二维水力学现象的研究 ， 潮汐 、 水流 ， 风暴潮 ， 传热 、盐流 ， 水 质 ， 波 浪紊动 ， 湖震 ， 防浪堤 布置 ， 船运 ， 泥 沙侵蚀 、 输移 和沉积等 ，MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教
9、程 2 被推荐为河流 、 湖泊 、 河口和海岸水流的二维仿真模拟工具 。 1.3 水 动力 模块 原理 1. 3 . 1 控 制方 程 模型是基于三向不可压缩和 R e y nol ds 值均布 的 N a vi e r - S t oke s 方程 ， 并服从于 B ous s i ne s q 假定和静 水压力的假定 。 二维非恒定浅水方程组为 ： h Syvhxuhth=+（ 1 - 1 ） ( ) ( )2020 0 0 012ax ys x b x x xx x x y sph u h u h u v hf v h g ht x y x xssg hx x yh T h T h u
10、Sx yhrt trr r r r + + = - - - + - - + + + + （ 1 - 2 ） （ 1 - 3 ） 式中 ： t 为时间 ； , x y 为笛卡尔坐标系坐标 ； h 为水位 ； d 为静止水深 ； h dh= +为总水深 ； , u v 分别为 , x y 方向 上的速度分量 ； f 是哥氏 力系数 ， 2 s i nf w j= ，w为地球自转角速度 ， j 为当地纬度 ； g 为重力加速度 ； r 为水的密度 ；x xs 、x ys 、y ys 分别为辐射应力分量 ； S 为源项 ； ( , )s su v 为源项水流流速 。 字母上带横杠的是平均值 。 例如
11、， u 、 v 为沿水深平均的流速 ， 由以下公式定义 ： ddh u u zh-=， ddh v v zh-=（ 1 - 4 ） ( ) ( ) Sh vh Tyh Txysxsyg hyphyg hhufyvhxu vhtvhsyyxyyyyxb ys ya+-+-=+000020212 rrtrtrrrhMIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 3 ijT 为 水 平 粘 滞 应 力 项 ， 包 括 粘 性 力 、 紊 流 应 力 和 水 平 对 流 ， 这 些 量 是 根 据沿水深平均的速度梯度用涡流粘性方程得出的 ： 2x xuT Ax=， ( )x yu vT
12、Ay x = + ， 2y yvT Ay=（ 1 - 5 ） 1. 3 . 2 数 值解 法 （ 1 ） 空间离散 计算区域的空间离散是用有限体积法 （ F i ni t e V ol um e M e t hod ） ， 将该连续统一体细分为不重叠的单元 ， 单元可以是任意形状的多边形 ， 但在这里只考虑三角形和四边形单元 。 在 M I K E 软件 2007 版本只 能是三角形网格 。 浅水方程组的通用形式一般可以写成 ( ) ( )t+ =UF U S U （ 1 - 6 ） 式中 ： U 为守恒型物理向量 ； F 为通量向量 ； S 为源项 。 在笛卡尔坐标系中 ， 二维浅水方程组可
13、以写为 ( )( )I VI Vy yx xt x y - -+ + = F FF FUS （ 1 - 7 ） 式中 ： 上标 I 和 V 分别为无粘性的和粘性的通量 。 各项分别如下 ： hh uh v = U ，( )22 212Ixh uh u g h dh u v = + - F ，02Vxuh Axu vh Ay x = + F ( )22 212Iyh vh u vh v g h d = + - F ，02Vxu vh Ay xvh Ax = + F （ 1 - 8 ） MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 4 20 0 0 0 020 0 0 0 0012
14、12x ya x x s x b xsy x y y s y b yassp sd h g hg f v h h ux x y x ys spd h g hg f u h h vy y y x yt trhr r r r rt trhr r r r r = + - - - + + - + + - - - + + - + S 对方程 （ 4 - 6 ） 第 i 个单元积分 ， 并运用 G a us s 原理重写可得出 ( ) ( )d d di i iA AstG+ = U F n S U （ 1 - 9 ） 式 中 ：iA 为 单 元iW 的 面 积 ；iG 为 单 元 的 边 界 ； d s
15、 为 沿 着 边 界 的 积 分 变 量 。这里使用单点求积法来计算面积的积分 ， 该求积点位于单元的质点 ， 同时使用中点求积法来计算边界积分 ， 方程 （ 4 - 9 ） 可以写为 1N Sij ijiUSt A+ D G =F n （ 1 - 10 ） 式中 ：iU 和iS 分别为第i个单元的 U 和 S 的平均值 ， 并位于单元中心 ； N S 是单元的边界数 ；jD G 为第 j 个单元的长度 。 一 阶 解 法 和 二 阶 解 法 都 可 以 用 于 空 间 离 散 求 解 。 对 于 二 维 的 情 况 ， 近 似 的R i e m a nn 解法可以用来计算单元界面的对流流动
16、。 使用 R oe 方法时 ， 界面左边的和右边的相关变量需要估计取值 。 二阶方法中 ， 空间准确度可以通过使用线性梯度重构的技术来获得 。 而平均梯度可以用由 J a w a ha r 和 K a m a t h 于 200 0 年提出的方法来估计 ， 为了避免数值振荡 ， 模型使用了二阶 T V D 格式 。 （ 2 ） 时间积分 考虑方程的一般形式 ( )t=UG U （ 1 - 1 1 ） 对于二维模拟 ， 浅水方程的求解有两种方法 ： 一种是低阶方法 ， 另一种是高阶方法 。 低价方法即低阶显式的 E ul e r 方法 )(1 nnnt UGUU D+=+（ 1 - 1 2 ）
17、式中 ：tD为时间步长 。 高阶 的方法为以如下形式的使用了二阶的 R ung e K ut t aMIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 5 方法 1 / 21( )2n n nt+= + DU U G U 1 1 / 2( )n n nt+ += + DU U G U （ 1 - 13 ） （ 3 ） 边界条件 1 ） 闭合边界 沿着闭合 边界 （ 陆地边 界 ） ， 所 有垂直 于边界 流动的变 量必须 为 0 。 对于动量方程 ， 可以得知沿着陆地边界是完全平稳的 。 2 ） 开边界 开边界条件可以指定为流量过程或者是水位过程 。 3 ） 干湿边界 处理动边界问题
18、 （ 干湿边界 ） 的方法是基于赵棣华 （ 1994 ） 和 S l e i g h（ 1998 ）的处理方式 。 当深度较小时 ， 该问题可以被重新表述 ， 通过将动量通量设置为零以及只考虑质量通量来实现 。 只有当深度足够小时 ， 计算不考虑该网格单元 。 每个单元的水深会被监测 ， 并且单元会被定义为干 、 半干湿和湿 。 单元面也会被监测 ， 以确定淹没边界 。 满足下面两个条件单元边界被定义为淹没边界 ： 首先单元的一边水深必须小于d r yh ， 且 另 一 边 水 深 必 须 大 于f l o o dh ； 第 二 ， 水 深 小 于d r yh 的 单 元 的 静 水 深 加
19、上另一单元表面高程水位必须大于零 。 满足下面两个条件单元会被定义为干单元 ： 首先单元中的水深必须小于干水深d r yh ； 另外 ， 该单元的三 个边界中没有一个是淹 没边界 。 被定义为干的 单元 在计算中会被忽略不计 。 单元被定义为半干 ： 如果单元水深介于d r yh 和f l o o dh 之间 ， 或是当水深小于d r yh但 有 一 个 边 界 是 淹 没 边 界 。 此 时 动 量 通 量 被 设 定 为 0 ， 只 有 质 量 通 量 会 被 计 算 。 单元会被定义为湿 ： 如果单元水深大于w e th 。 此时动量通量和质量通量都会在计算中被考虑 。 如果模型 中的区
20、 域是处 在干湿边 交替区 ， 为了 避免模型 计算出 现不稳 定性 ，使用者可以启用 F l ood a nd D r y 选项 。 在这个 情形下使用者必须设定一个干水深MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 6 （ dr y i n g d e pt h ） ， 淹没深度 （ f l oodi ng w a t e r de pt h ） 和湿水深 （ w e t t i ng de pt h ） 。 d r yh 、f l o o dh 、w e th 三者必须满足d r y f l o o d we th h h 。 应注意的是 ， 对于值很小的w e th ，
21、 在模拟过程中可能出现不符合实际的高流速 ， 并引起稳定问题 。 当某一单元的水深小于湿水深时 ， 在此单元上的水流计算会被相应调整 ， 而当水深小于干深度的时候 ， 会被冻结而不参与计算 。 淹没深度是用来检测网格单元是不是己经被淹没 。 当水深小于湿水深的单元会做相应调整 ， 即不计算动量方程 ， 经计算连续方程 。 在没有启用干湿边界的情况下 ， 使用者可以设定一个小于零的最小截断水深 。但在这样的情况下 ， 模型中任一网格单元的总水深小于零 ， 模型便会发散 ， 模型计算也会因此中断 。 第二章 模型构建 2.1 基 础数 据 构建二维水动力模型需要的基础数据主要包括 ： （ 1 ）
22、地形数据 地形数据主要是指计算范围内地形地貌 ， 这些数据可以是 D E M ， 电子海图 ，C A D 图等 ， 但都需要前期处理才能应用于 MI K E 21 中 。 （ 2 ） 水文数据 水文数据包括降雨数据 、 上下游边界数据 （ 流量 ， 水位 ） 。 （ 3 ） 糙率 糙率是一个结果影响比较大的参数 ， 如果没有实测糙率 ， 则 需要根据历史水文数据 ， 对结果进行率定 ， 进而确定糙率 。 （ 4 ） 其它 主要包括 波浪 、 风以及 潮位等 数据资料 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 7 2.2 建 模步 骤 第一步 准备地形数据 ， 水文数据等 ，
23、 确定计算范围 。 第二步 用 M I K E Z e r o 当中 M e s h G e ne r a t or 生 成 m e s h 文件 。（ 具体步 骤见 第三章 ） 第三步 建立时间序列文件用作 边界条件 。 第四步 在 M I K E 2 1 中 选择 F l ow M ode l ( f m ) 生成模拟文件 。 （ 模拟文件中各选项详细说明见水动力模块教程 ） MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 8 第五步 结果后处理 。 第三章 M ESH 文件生成 3 . 1 M E S H 文件 生成 步骤 第 一步 在 M I K E Z e r o 中
24、选择 M e sh G e n e r at o r 。 第 二步 选择 投影带 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 9 选择投影带主要用来计算地球自转引起的科氏力 ， 当计算区域较小可以不考虑科氏力 ， 此时可选择 N O N - U TM 。 国内常 用的北京 54 及西安 80 均已经内置 ，用户直接选择即可 。 第 三步 设置 模拟区 域 根据实际计算范围 ， 设置工作范围 。 依次打开 O pt i ons W or kspa c e 打开相应界面进行设置 。 这一步需要指定计算区域左下角和右上角坐标 。 第 四步 导入 背景图 片 （ 1 ） 导 入背景
25、图片之 前 ， 需要 将背景 图片左 下角和右 上角在 工作范 围内的坐标 。 这一步可以用 T ool 中设置 （ 如左图 ， M I K E 2009 之 前版本没 有此功能 ） ，也可以直接在图片所在文件夹中放置一个与图片同名的 属性 文件 ， 用文本编辑器编辑里面 的数据 。 更为 简单的方 法是 在 （ 2 ） 步中导入 图片后 ， 点击 旁边的 e di tMIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 10 来设置 。 （ 2 ） 完成以上设 置后 ， 通过 O pt i ons I m por t G r a phi c L a y e r s .点击下 图箭头处
26、的图标 ， 新建一个背景图片 。 打开顺序 ： M I K E Z e r o M i ke Z e r o 只需要设置 x 0, y 0,x 1, y 1 的值即 可 ， g i f w 文 件 需 要 与 背 景MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 1 1 （ 3 ） 导入后 ， 点击工具栏中缩小按钮 ， 可以显示图片 。 当不需要显示图片时 ， 可在第 （ 2 ） 步中界面 ， 选择 O ve r l a y M a n a g e r （ 见下图 ） ,去掉图片前的对号 ， 即可隐藏图片 。 导 入 新 建 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用
27、教 程 12 第 五步 描绘 边界 边界可以在底图上描绘 ， 也可以直接导入数据确定边界 。 （ 1 ） 在导入底图后 ， 可以用工具栏中 D r a w a c r 工具 进行描绘边界 。 边界描绘完成后 ， 可能由于底图的原因 ， 无法看到描绘的边界 ， 此时可以按照第四步 （ 3 ） 中方法隐藏图片 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 13 （ 2 ） 通过 se l e c t a c r 工 具 （ ） 选择已经绘制的边界 ， 右击选择 R e di st r i but e d V e r t i c e s, 选择适当的距 离对 V e r t i
28、c e s 进行均匀 化处理 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 14 第 六步 定义 边界 （ 1 ） 将 需 要 定 义 为 开 办 界 的 线 段 两 端 的 ve r t i c e ( 图 中 显 示 为 红 色 的 点 ) 转 换 为node （ 图 中 显 示 为 蓝 色 的 点 ） 。 用 工 具 选 择 ve r t i c e ， 右 击 选 择V e r t i c e s N od e s （ 2 ） 转换后 ， 用 se l e c t a r c 选择该边界 ， 右击选择 pr ope r t y ， 将表中数 字改为大于 0 的数字
29、， 即可将该线段定义为开办界 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 15 第 七步 导入 地形数 据 依次打开 D a t a I m po r t S c a t t e r D a t a 打开相应 界面 ， 点击 A dd 可导 入后缀为 .x y z 的地形文件 。 地形文件中数据依次为 X ， Y ， Z 坐标 ， 可事先 制作好 。 第 八步 生成 网格 （ 1 ） 在导入地形数据后 ， 依次点击 M e shG e ne r a t e M e sh 打开网格设置界面 ， 可以设置网格最大面积等相应参数 。 参数设置完后 ， 点击 G e ne r a
30、 t e 可生成网格 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 16 （ 2 ） 点击 M e sh S m oot h Me s h 可对网格进行平滑处理 。 第 九步 地形 插值 点击 Me s h I nt e r p o l a t e ， 对 地 形 进 行 插 值 ， 保 证 每 一 个 网 格 都 有 地 形 数 据 。 第 十步 导出 m e s h 点击 M e s hE x por t m e sh ， 输出 m e s h 文件 ， 供模型文件使用 。 注意文件名及路径中尽量不要有中文 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教
31、程 17 3 . 2 常 用数 据格 式 （ 1 ） 边 界文件 格式 3547.99 448 4 . 42 1 0 0 4022.69 4162.30 1 0 0 431 4 . 88 3541.01 1 0 0 3987.78 2647.47 1 0 0 3527.05 1886.56 1 0 0 2577.66 1432.81 1 0 0 1970.33 1572.43 1 0 0 1698.08 1991.27 1 0 0 1656.20 2717.28 1 0 0 1572.43 348 4 . 17 1 0 0 1614.31 4071.55 1 0 0 1872.60 431 4
32、 . 88 1 0 0 2207.68 448 4 . 42 1 0 0 274 4 . 20 4567.19 1 0 0 3352.53 4581.15 1 0 0 3547.99 448 4 . 42 0 0 0 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 18 上述数据共分为 5 列 ， 第一列为 x 坐标 ， 第二 列为 y 坐标 ， 第三列为 连接属性 ， 第四列为 z 坐标 ， 第五列为节点类型 ， 其中前三列为必须数据 ， 后两列可以省略 。 第三列一般为 1 ， 在连接处为 0 。 （ 2 ） 地 形数据 格式 401374.8230 2624554.1510
33、 14.4180 401482.1 1 10 2624627.8330 17.8190 401369.0520 2624551.0030 1 4 . 4150 401374.6300 2624554.0450 1 4 . 0690 401378.2560 2624556.0230 14.3890 401386.7320 2624560.6450 10.1910 401491.0920 2624617.5600 17.7460 401378.5620 2624556.1900 1 1.9320 401456.7730 2624447.2920 1 1.8750 401521.4640 26244
34、8 4. 0870 1 1.4660 401442.0190 2624439.1270 14.4550 401448.8610 2624442. 9130 12.1810 401550.7890 2624499.3120 12.5140 401357.2890 2624544.5880 1 4 . 3330 401542.9320 2624494.9660 1 1.0470 401544.2710 262449 4.3. 7060 1 1.7430 上述数据第一列为 x 坐 标 ， 第二列为 y 坐标 ， 第三列为 z 坐标 。 在做 糙率场时 ， 第三列为 （ x , y ） 处的糙率 。
35、3 . 3 局 部加 密 在生成网格时 ， 可以对某一部分区域网格进行局部加密 ， 具体方法如下 ： MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 19 （ 1 ） 使用 D r a w a r c 工具将拟 加密区域 ， 描绘出来 ， 形成封闭区域 。 （ 2 ） 用工具栏中 I ns e r t P l o y g ons 工具 ， 在拟加密区域中点绘一个点 。 拟 加现 有MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 20 （ 3 ） 用 工 具 栏 中 S e l e c t P l o y gons 工 具 ， 选 择 在 （ 2 ） 中 点 绘 的
36、点 ， 右 击 选 择pr ope r t i e s ,选择 a ppl y t r i a ng ul a r m e s h ， 并勾选 u se l oc a l m a x i m um a r e a ， 指定加密区域最大划分面积 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 21 注意 ： 若选择 E x c l ude f r om m e s h ， 则该区域作为固边界 ， 不打网格 。 在水域中心有岛 ， 桥墩等情况时 ， 常采用此方法将其排 除在计算区域之外 。 （ 4 ） 设定好后 ， 在进行全局打网格时 ， 该区域将会被加密 。 若选择 E x c
37、 l ude f r om m e sh ， 则网格是 ： MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 22 3 . 4 北 京 54 坐标投 影选择 北 京坐 标系下 ， 投 影带的 选择 方法 1 2.5 万及 1 5 万的 地形图采用 6 度分带投 影 ， 即经差为 6 度 ， 从 零度子午线开始 ， 自西向东每个经差 6 度为一投影带 ， 全球共分 60 个带 ， 用 1 ， 2 ， 3 ，4 ， 5 ， 表示 即东经 0 6 度为第一带 ， 其中央经线的经度为东经 3 度 ， 东经 6 12 度为第二带 ， 其中央经线的经度为 9 度 1 1 万的地形图采用 3 度
38、 分带 ， 从东经 1.5 度的经线开始 ， 每隔 3 度 为一带 ，用 1 ， 2 ， 3 ， 表示 ， 全球共划分 120 个投影带 ， 即东经 1.5 4.5 度为第 1带 ， 其中央经线的经度为东经 3 度 ， 东经 4.5 7.5 度为第 2 带 ， 其中央经线的经度为东经 6 度 如 何计 算当地 的中 央子午 线 ？ 当地中央子午线决定于当地的直角坐标系统 ， 首先确定您的直角坐标系统是3 度带还是 6 度带投影公式推算 : 6 度带中央子午线计算公式 ： 当地经度 / 6= N ； 中央子 午 线 L= 6 * N （ 带 号 ） 当没有除尽 ， N 有余数时 ， 中央子午线
39、L = 6* N - 3 3 度带中央子午线计算公式 ： 当地经度 / 3= N ； 中央子午线 L = 3 X N 我国的经度范围西起 73 东至 135 ， 可分成 六 度 带 十 一 个 （ 13 号 带 23 号 带 ） ， 各 带 中 央 经 线 依 次 为 （ 75 、81 、 123 、 129 、 135 ） ； 三度带二十二 个 （ 24 号带 45 号带 ） 。 各带中央经线依次为 （ 72 、75 、 132 、 135 ） ； 六度带可用于中小比例尺 （ 如 1 ： 250000 ） 测图 ， 三度带可用于大比例尺 （ 如 1 ： 10000 ） 测图 ， 城建坐标多采
40、用三度带的高斯投影 如 何判 断投影 坐标 是 3 度 带坐 标还是 6 度带 坐标 如 ( 4231898,216559 33) 其中 21 即为带号 ， 同样所定义的东伪偏移值也需要加MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 23 上带号 ， 如 21 带的东伪偏移值为 21500000 米 。 假如你的工作区经度在 120 度至 126 度范围 ， 则该坐标系为 6 度带坐标系 ， 该带的中央经度为 123 度 。 如 ( 2949320,36353822) 其中 36 即为带号 ， 已知该地点位于贵阳市附近 ， 而从地图上我们看到贵阳大概的经度是东经 108 度左右
41、 ， 因此可以 36*3= 108 ， 所以该坐标系 为 3 度带坐 标系 ， 该 带的 中央经 度 为 108 度 。 而不 可能 为 6 度带 ：36*6= 216 。 M IK E 中 北 京 54 坐标系 带区 表示方 法 B e i j i ng 1 954 3 D e g r e e G K C M 75E .pr j 表示三度分带法的北京 54 坐标系 ， 中央经线在东 75 度的分带坐标 ， 横坐标前不加带号 ； B e i j i ng 1954 3 D e gr e e G K Z on e 2 4.3. pr j 表示三度分带法的北京 54 坐标系 ，中央经线在东 75
42、度的分带坐标 ， 横坐标前加带号 ； B e i j i ng 1954 G K Z one 1 4.2. pr j 表示六度分带法的北京 54 坐标系 ， 分带号为13 ， 横坐标前加带号 ； B e i j i ng 1954 G K Z one 13N .pr 表示六度分带 法的北京 54 坐标系 ， 分带号 为13 ， 横坐标前不加带号 。 第四章 模型文件 本章主要介绍 M I K E F l ow M ode l F M 模型中 模型文件中各项参数的含义与设置方法 。 4.1 基 本参 数设 置 4 .1 .1 模 型范 围 （ D om a i n ） 搭建一个恰当的适用于 M
43、i ke F l ow M ode l F M 的网格对于最终取得良好的模拟结果是非常重要的 。 网格的搭建工作包括 ： 选择一个恰当的模拟区域 ； 准备好足够精度 的地形 数据 、 开边界和 固边界 上的波 浪 、 风以 及水流 数据资 料 ； 此外 ，选 择 一 个 满 足 计 算 稳 定 性 要 求 的 恰 当 精 度 的 网 格 空 间 分 辨 率 也 是 搭 建 网 格 所 必须的 。 MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 24 M I K E F l ow M ode l F M 是一个基于不规则网格的模型 。 4.1 .1.1 网 格及 地形 （ M e
44、s h an d b at h ym e t r y ） 用户可基于 M I K E Z ER O 的 M e sh G e ne r a t or 生成网格文件 ( *.m e sh ) 。 M I K E Z ER O 的 Me s h G e ne r a t or 是一个非结构网格生成器 ， 可以用来生成 、 编辑网格及定义边界条件 。 M e s h G e ne r a t o r 生成的 M e sh 文件是一个 A S C I I 文件 ， 其中包含每个 网格点的地理坐标位置和高程以及单元之间的拓扑关系信息 。 4.1 .1.2 模 型范 围设 定 ( D m ai n sp
45、e c i f i c at i on ) 地 图投 影 ( M ap P r oj e c t i on ) 如果搭建模型时所使用的 m e sh 文件是由 M e s h G e ne r a t or 生成的 ， 那 么其中已包含地图投影信息 ， 程序将自动在相关属性界面中显示 ； 如果 m e s h 文件中没有设定地图投影信息 ， 则用户必须手工为 m e sh 文件定义相应的地图投影 。 最 小截 断深度 （ M i n i m u m d e p t h c u t of f ） 最小截断深度是指在计算过程中 ， 所有高程高于此值 的 网 格 点 将 会 被 忽 略 。 请 注意
46、 ： 在 m e sh 文 件中 ， 水 深设定 为负 值 。 如模型设置中同时开启了 D a t um s hi f t 功能 ， 则 截断深度应为最终基于 D a t um shi f t 校正后的深度 。 举例来说 ， 对于一个网格点高程介于 + 2 m 到 - 20m 的 m e sh 文件 ， 设定一个基准面调整值 （ D a t um sh i f t）， 如设为 + 1m （ 即水深增加 1m ）。 相应调整后的地形数据即变为介于 + 1m 到 - 21m 间 。 如果设定的 m i ni m um de pt h c ut of f 为 - 2m ，实际计算时所采用的地形数据则
47、为介于 - 2 m 到 - 21m 间 。 基 准面 调整 ( D at u m S h i f t ) 用户可基于任意水深起算基面的地形数据资料构建模型网格 。 如使用深度基准 面 ( C D ) ， 理 论 最 低潮面 ( L A T ) 或 平 均 海 平 面 ( MS L ) 作 为 水 深 起 算 基面 的 水 下 地形数据生成模型网格地形 。 事实上 ， 采用何种 水深起算基面对于构建网格并不重要 ， 关键在于要保证模型计算中牵扯到的相关高程数据的起算基面与网格地形所采用的基面是相同的 。 基准面调整的设置功能 （ da t um sh i f t） 即为解决这一问题而开发 。 当 m e sh 文件中地形数据参考基准面与其他数据 （ 如开边界上或初值场MIKE 模型 水 利数 值模 拟 计算技 术应 用 教 程 25 中的水位 ） 参考基准面不同时 ， 用户可基于该功能设置相应基准面调整量 ， 而无需对 m e s h 文件的地形数据进行修改 。 如果模型中所有高程相关数据基准面是一致的 ， 无需对 m e s h 文 件中的地形数据进行任何改动 ， 那么用户在搭建模型时只需将 D a t um S hi f t 选项设定为 0 即可 。 例如 ： da t um s hi f t 设置为 2 m ( 或 - 2m ) ， 则代 表模型计算中网格中所有节
