MIKE 21---Users Interface(6)

? ?0

当堰的上下游水位差较小时，模型计算可能会不稳定。为了解

决这一问题，引入水位差?0，当上下游水位差小于?0时，采

用线性变化直接计算。

阀

带有阀的结构物可以对水流进行调节，MIKE21支持四个不同的阀调整形式:

? 无阀结构(水流未经调整) ? 只有正向流

只有正向的流可以被考虑。阀调整结构若遇到负向的流况，在

结构中的水流会被视为零。 ? 只有负向流

只有负向的流可以被考虑。阀调整结构若遇到正向的流况，在

结构中的流会被视为零。 ? 阀结构完全被关闭

断面类型

涵洞的断面类型可以被定义为闭管(closed)或开管(open)。

水头损失系数

系数决定能量损失发生在水流经过水工结构物的时候。

局部水头损失系数可以被定义为(对正负流向):

? 入流 ? 出流

? 自由溢流 ? 弯道

涵洞的几何形状

涵洞的几何形状定义为水流活动范围内的涵洞的形状。几何形状可以被定义为：

? 矩形：设定宽度和高度

? 圆形：设定直径

? 宽度及水位高度表（Level-Width Table）：设定宽度和所

对应的高度水位高度。其中水位高度必须由小到大设定。

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宽度及水位高度表定义涵洞中流宽和水位高度的关系。在

水位是定义相关于堰(始于堰顶或由堰底为开始的基准)。

基准定义的偏差值会在计算时加到level/width table里。

一般性描述

流向

堰流的正逆向流向定义如Figure2.4。正向流定义为沿结构物概化线方向（从起点到终点方向）。

Figure 2.4 正逆向流方向定义

闭合断面/开断面的转换

一个涵洞结构可以转换闭合断面或开断面来模拟开放性的结构。举例来说，在长涵洞的情况下沿涵洞长度方向的摩擦力是很重要的，出流处和入流处的水流是绝对不相同。

如果设定涵洞为开断面，水流在管中则不会是满管的情况，因此在模拟中，水表面状况设定为自由表面。当水位高于管腹时，水利参数是根据断面上管腹到断面水位的垂直距离作计算。举例来说，矩形断面中的高是多余的，因为计算中会采用断面宽和水位的高来做计算。

但在圆形管的例子中，不提供闭合断面和开断面的转换。

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2.13.3 闸门 水头损失系数

涵洞中的总水头损失，?H定义为

2??HQ?loss???1??f??b?2?2g??A22?2s1AsA? as2?

AS是涵洞的断面面积，Q是流量，?1是入流处的收缩损失，?2是出水处的扩张损失，?f是摩擦损失计算，?b是弯曲损失系数。

???AS?1?in??1?? ?A?1?2??2??out??1?AS?

?A??2?

A1和A2在计算中不被考虑，因此定义为无限大。扩张和收缩损失

先被定义为一个无限大的值。?in和?out被定义为入流损失和出流损失。

2?f?2gLn

R43

L是管流长度，n是曼宁系数，R是管内水力半径的平均值。曼宁系数n取决于管的质地，相关文献中可以找到关于n取用的介绍，一般是介于0.011到0.017间。

弯曲损失系数定义为?b是指在弯曲情况或涵洞水闸磨损的情况下造成的损失。对于直线涵洞而言可以设定为零。

临界流(管流中的孔流也是)的状况下要在自由溢流水头损失系数考虑一个临界流系数?c，通常设定值为1.0。

选择property page你可以参见视图(Geographic View)或是闸门的清单列表(List View of the gate)。

有两种方法可以设定新闸门。在List View你可以按”New gate”按键，建立一个新的闸门。在Culvert list 中选择一个闸门，按按键”Delete gate”移除闸门。每一个闸门你可以设定一个名字，并在

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闸门的设定

后面设定一些关于闸门的细节。在List of View页面上，你可以选定其中一个闸门，使用”Go to “按键，并且使用”Edit gate”按键编辑。

直接在视图（Geographic View）双击地图，可以建立一个新的闸门，点击的位置定义了闸门在地理位置上的一点。或是按”New gate”按键，在设定闸门的名称及地理位置后，可以编辑闸门的相关信息。

设定闸门的几何形状。

位置

闸门在模型范围中被定义为由点组成的断面(至少两个点是必需的)。断面是由若干连续线段组成的，线段则是由两个点所构成。断面在数值模型的计算中定义为邻近两个单元(Element)的一个边（face）。闸门的地理坐标位置可以在对话框下面输入，或是由ASCII文件导入。文件中数值以浮点数格式储存，x坐标和y坐标数值以空格分开，定义出的线段列于log文件中。

在对话框中，闸门位置的地理坐标可以选择设定为经纬度，UTM投影等 。 数据

闸门的运算是由一个控制因子来主导。如果控制因子是1, 闸门为开，如果控制因子是零，闸门为关。控制因子可以被设定为:

? 不随时间变化的常数 ? 随时间变化的变量

如果是随时间变化的资料，你必须在设定水动力模块之前，准备一个和模型范围相同的dfs0文件。输入文件必须覆盖整个模型周期。但是其时间步数不需要和水动力模型的时间步相吻合。如果时间步数不相吻合，模型会自动进行线性内插。这个文件必须包含整个周期。但是输入文件的时间步数不需要和水动力模型的时间步相吻合。如果时间步数不相吻合，模型会自动进行线性内插。

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2.13.4 桥墩

桥墩的设定

桥墩的影响可以使用一个简单的拖曳理论在亚网格结构中计算，模拟流速增加时，桥墩产生的生摩擦力变化。

选择property page你可以参见视图(Geographic View)或是桥墩的清单列表(List View of the piers)。

有两种方法可以添加新桥墩。在List View你可以按”New pier”按键，建立一个新的桥墩。在Piers List 中选择一个桥墩，按按

键”Delete Pier”移除桥墩。每一个桥墩你可以设定一个名字，并在后面设定一些关于桥墩的细节。在List of View页面上，你可以选定其中一个桥墩，使用”Go to “按键，并且使用”Edit Pier”按键编辑。

直接在视图（Geographic View）双击地图上的位置上的一点，可以建立一个新的桥墩，点击的位置定义了桥墩在地理位置上的一点。或是按”New Pier”按键，在设定桥墩的名称及地理位置后，可以编辑桥墩的相关信息。

设定桥墩的几何形状。

位置

桥墩在模型范围内被定义为由点组成的断面(至少两个点是必需的)。断面是由若干连续线段组成的，线段则是由两个点所构成。断面在数值模型的计算中定义为邻近两个单元(Element)的一个边（face）。桥墩的地理坐标位置可以在对话框下面输入，或是由ASCII文件导入。文件中数值以浮点数格式储存，x坐标和y坐标数值以空格分开。定义出的线段列于log文件中。

在对话框中，桥墩位置的地理坐标可以选择设定为经纬度，UTM格式等 。 数据

首先你必须设定桥墩的角度根据流线因子和桥墩的垂直断面。

如Figure 2.5，角度是顺时针方向以度为单位，注意投影的北面不一定是地理位置上的北面。

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