SOBEK - 水动力水文模型环境软件包

SOBEK是荷兰Delft水力研究所开发的、用来模拟和管理水环境问题的综合软件包，具有基于GIS的用户图形界面，一维流、二维坡面漫流、降雨径流及一维地貌、一维水质和实时控制模拟等模型，水动力一维、二维、三维模拟引擎是其计算内核，是具备开放程库和开放式模型公共接口（OpenMI）两种方法的、采用一体化方法软件环境的开放式系统。以黄河下流千流突发性水污染事件为例，选择0号柴油作为污染物，应用SOBEK软件，模拟污染物在黄河下游干流断面的浓度变化和迁移转化过程，推算滞留污染图案入黄时间、过程和总量；通过分析污染事件监测数据，对SOBEK软件在黄河的适应性及模拟精度进行了分析，对软件在突发行水污染事件预警预报系统中的应用进行了探索。

 

随着社会经济的发展以及气候变化，暴雨洪水发生频繁和损失严重，对防洪减灾提出了的要求，需要的资料越来越详细，例如河道洪水水位、街道的洪水淹没过程、局部地方的洪水流速等，传统的水文学方法无法给出这些数据，这为水动力学方法提供了发展空间。

 

水质模型是一些描述水质要素在诸要素作用下随时间和空间变化关系的数学表达式，揭示了水体中物质混合、输移、转化的内在规律。对于不同管理对象，软件分为3个体系的水资源管理产品：

• SOBEK-河流：可以进行单一或复杂河流和河口的设计，模拟水流，水质，河流形态变化河口和类型的冲淤网状（分叉的或环状），有水流，水质，沉淀物运移，形状学和盐的侵蚀5个单元所组成

• SOBEK-乡村：应用于地区水域管理工具，在作物经济灌溉定额确定，沟渠自动控制、水库运转和水质控制中广泛应用

• SOBEK-城市：可以提供解决排水堵塞、街道漫流和排水管道溢出排水等问题的措施，有水流，降雨径流和时间控制3个单元组成

3个产品都有的用户界面组成，产品都是由模拟水系方面的模块组成，可以独立或综合地对这些模块进行管理，模块间数据自动（逐序）或同时传递以推动物质间的相互作用。

 

 

应用领域

SOBEK 是专为水务部门和水管理咨询公司设计的建模套件。适用于建模和分析：

• 灌溉和排水系统/农村系统：明渠水力学

• 河流系统

• 污水和城市排水系统（封闭管道、管流）

• 淹没和洪水情景模拟

• 水质预测

• 以及运河和水路自动化控制系统的设计和优化

通过修正，在适用性和模拟精度得到提高后，SOBEK软件的使用可以得到满意的结果，适合在突发性水污染事件预警预报系统中使用。

 

SOBEK 3基于Delta Dshell框架，以下插件：

 

SOBEK 3.7是当前的SOBEK 3版本。之前的SOBEK 3版本是与荷兰基础设施和环境部密切合作开发的。

 

SOBEK 3.7已通过验证，可用于River 1D Flow应用程序，并可作为beta功能用于应用程序（Rural 1D Flow，降雨径流）。

 

SOBEK 3.7是向Delft3D Flexible Mesh Suite（Delft3D FM）过渡的关键产品，它是结构化Delft3D 4 Suite和SOBEK 2 Suite的后继产品。

 

我们的软件开发团队正在努力在Delft3D FM Suite中其余的SOBEK 2功能，例如 1D  2D嵌入式（农村）和1D 2D垂直堆叠（城市）耦合。Delft3D FM也将1 D 2D纵向耦合。

 

拥有SOBEK 服务包的用户和开发人员均可根据使用过渡产品SOBEK 3。

 

SOBEK 3的主要功能

 

 

注意：SOBEK 3适用于一维开放水流网格，二维水流，一维二维横向耦合，降雨径流，一维水质和一维形态学应用。

 

 

功能

• 综合方法

SOBEK 提供了一个软件环境，用于模拟河流和河口系统、排水和灌溉系统以及废水和雨水系统领域的某些管理问题。这允许封闭管道、明渠、河流陆上流动以及各种水力、水文和环境过程中的流动的组合。

 

• 仿真引擎

流体动力学 1D/2D 仿真引擎是 SOBEK 的计算核心。该引擎允许通过一维和二维流动方程的隐式耦合对管道、河流、渠道和地面流动进行组合模拟。SOBEK 是研究大坝溃决、河流洪水、堤防破裂、城市洪水等影响的工具。

 

• 数值运算

流体动力学 1D/2D 模拟引擎配备了数值计算方案。它还保证质量守恒，即使在通过突然变化的横截面形状过渡的情况下也是如此。该引擎在用户选择的比例下结合了亚临界和超临界流的计算。它无需使用人工方法（如普莱斯曼槽）即可处理渠道的洪水和干燥。

 

• 数值效率

流体动力学 1D/2D 模拟引擎具有很有效的数值求解算法。该算法基于较小连接搜索直接求解器和共轭梯度法的组合。它还应用了可变时间步长选择器，在可行的情况下抑制计算时间的浪费。

 

• 型号尺寸 

尺寸受所用电脑内存大小的限制。

 

它以下插件：

• D-Flow FM（2D陆上游）

• D-Flow 1D（开放水，盐）

• D-实时控制

• D-降雨径流

• D-水质

• D-形态1D（在D-Flow 1D计算核心中实现，尚无GUI）

 

 

系统要求

操作系统（64位）：

Windows Server 2016

Windows 10 （版本1809）

 

硬件规格：

1.5 GHz Intel Core处理器或同等处理器

2GB内存

2GB可用硬盘空间

具有128MB视频内存和800x600屏幕分辨率的图形适配器

 

硬件规格：

3GHz Intel Core 处理器或同等处理器

6 GB内容

20 GB可用硬盘空间

具有256MB显存和1024 x768屏幕分辨率的图形适配器

 

*SOBEK是一个独立的应用程序，并非设计为在远程桌面服务环境或类似环境中作为多用户应用程序运行。