二維水動力模型是一種利用數學模型和計算機仿真技術的洪水預報方法。該模型可模擬水域數據，如河道、湖泊的水位、流量，并預測洪水發(fā)生時間、規(guī)模、影響范圍等信息，為應急管理部門和居民提供預警和決策依據。
隨著計算機技術和數值模擬方法的進步，該模型已廣泛應用于洪水預報、水利工程設計、海岸防護等領域，成為最常用的數學模型之一，可為這些領域提供重要的技術支持，減輕洪災影響，保障人民生命和財產安全。
一、二維水動力模型
四信二維水動力模型是一款高效的水動力模擬工具，使用有限體積法來求解圣維南方程組，采用非結構三角形單元作為計算網格，可對任意地形和邊界區(qū)域進行水動力模擬，并考慮工程結構物的影響。
模型支持恒定流和非恒定流的處理，提供多種邊界類型設置，可自行設置計算時間步長、模擬時間步長等參數。通過實時查看水位、流速、水深等結果并進行結果渲染，可以直觀地了解模擬情況，提供多種圖表查看方式，并支持冷啟動和熱啟動。
同時，河道雨水情數據作為水動力模型的重要輸入與驅動，由水利物聯網感知設備負責采集，通過多網融合技術將流域雨量、水位，流量數據傳輸至數字孿生平臺，為二維水動力模型提供堅實的數據支撐。
01處理流程
二維水動力模型由基礎數據處理、導向文件處理、模型計算、結果發(fā)布四個過程組成。其中基礎數據處理包含對DEM地面高程數據、水文預報流量數據、水位流量關系曲線等數據的處理，然后基于基礎數據，生成幾何文件、邊界條件文件，在導向文件中設置模擬參數，之后提交模型模擬計算，最后結果可以通過可視化界面進行查看，包含圖表、動態(tài)模擬等多種查看方式。
02輸入輸出
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幾何文件的制作：在模型模擬計算前，先對河道按照河岸線進行網格劃分（小網格），再將河道網格作為子網格嵌入到模型區(qū)域，對模型區(qū)域進行網格劃分（大網格）。
邊界條件文件的制作：根據地面高程點值，對網格點進行插值，可進行河道斷面地形查看、摩擦系數設置、邊界條件的設置，其中邊界條件可以設置給定流量、給定水位、給定流量和水位、給定流速等多種邊界格式。
模型查看：制作好的模型網格，既支持在2D視圖下查看整體的高程變化，也可以在3D視圖下查看。
②導向文件的配置
在Accuwater-HDM tools中對導向文件中模型模擬參數、初始條件參數、邊界條件參數、數學參數等多個參數進行配置，然后提交模型進行計算，計算后的結果可在Web可視化界面進行動態(tài)展示。
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模擬后的結果支持多種文件格式、多種查看方式，不僅可以輸出為文本文件分要素解析，也可以生成圖表查看堤防設計前后地形對比、網格點流量、水深、水位等多個參數的變化過程。
同樣地，可以在模型后處理界面直觀動態(tài)展示區(qū)域淹沒過程、淹沒范圍、流場變化等。
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基于二維水動力模型的求解結果，在Web界面進行數據查看、淹沒分析、洪水演進、分屏對比等成果分析與展示，可以做到直觀有效的風險評估，使有關部門提前做好應急預案，減少洪澇造成的社會經濟損失。
二、模型特點
01強大的模擬能力
本模型是一個高效的計算工具，在計算速度和計算結果準確性上都有著非常優(yōu)秀的表現。經測試，普通配置的電腦模擬100萬個三角形網格的仿真場景，12小時的洪水過程，可以在短短的30分鐘內完成。
02準確性高，穩(wěn)定性強
本模型采用三角形網格作為計算單元，具有復雜邊界擬合能力強、網格生成和局部加密更加便捷的特點。此外，有限體積法可以很好地控制計算的穩(wěn)定性和準確性，在處理復雜流動時表現出色。
03優(yōu)秀的并行計算能力
使用并行計算技術和云計算技術可以提高算力和存儲能力，同時采用先進技術和算法來優(yōu)化計算和存儲效果。
04可拓展性強
模型可以更深入地研究水質模擬并耦合波浪傳播、水質污染和泥沙遷移模塊，為環(huán)境保護、水利工程等領域提供更加精確和有效的解決方案。
三、模型工具
結合自主研發(fā)的模型數據前處理、模型計算及成果可視化輸出模型工具軟件，可實現數據加載、數據組織、數據維護以及數據展示能力，通過工具軟件提供的一體化數據處理能力及可視化呈現能力可為模型使用者提供數據前處理、模型數據計算、數據后處理以及通過可視化交互系統實現的模型計算結果動態(tài)可視化呈現。
四、應用場景
本模型可以廣泛應用于洪水預報、防洪減災、風險評估、調度預案、水資源配置等方面，還可以結合其他模型（如經濟模型、生態(tài)模型等）進行耦合分析，評估不同情景下的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益，并進行多目標優(yōu)化，尋求最佳的權衡方案。
五、部署方式
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模型產品部署在云端服務器，用戶通過互聯網訪問形式向云端服務器發(fā)出模型計算結果查看請求，云端收到請求后處理并返回結果。
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模型產品部署在用戶提供的服務器中，技術人員根據部署文檔配合用戶完成部署和調試工作，用戶通過局域網訪問形式實現模型計算結果的請求及查看。
六、配套產品應用
●接口豐富
●觸摸控制
●品質穩(wěn)定
●便捷運維
●擴展性強
●工況分析
●定量控制
●現地控制
●視頻同步
●啟停保護
●遠程啟停控制
●RNSS定位
●遠程控制
●藍牙通信
●RDSS通信
●具備RTU功能
●固定桿抱箍安裝
●4G公網通信
●IP68防護等級
●分辨率0.5mm
●承水口徑Φ200+0.6mm外刃口角度45°
●測量降水強度≤4mm/min,在8mm/min可以工作
●輸出接口輸出信號為單千式舌簧管通斷，可定制雙于式舌簧管通斷
●誤差±2%（室內靜態(tài)測試，雨強為0.4mm/min、2.0mm/min）
廣泛適用于現有水利水文項目的水雨情監(jiān)測，水位監(jiān)測、水位流量監(jiān)測站等
●接口豐富，標準易用
●一體化設計
●遠程管理功能
●藍牙APP和串口配置
●工業(yè)級設計
●待機功耗低于1mA
●集雷達流量計與RTU為一體
●藍牙APP和串口配置
●支持自動識別水流方向
●流速量程：0.1-15m/s
●水位量程：0-30m
●測量精度±2mm
●測量精度高，量程寬
●感應靈敏，分辨率高
●響應速度快
●測流線性
●無機械轉動部件
●實時顯示瞬時流速和平均流速
七、應用案例
智慧水利數字孿生流域綜合管理平臺
選取撫河洪門水庫上下游20公里為試點河段，模擬范圍以河道中心線為準兩側各外擴1000m，采用高精度DEM地形數據。河道按照河岸線進行小網格（高精度）網格剖分，河道兩側區(qū)域進行大網格（低精度）剖分?；诙S水動力模型提供的混合MPI/OpenMP并行編程洪水模擬高性能計算能力，基于8核CPU環(huán)境配置下，模擬15萬個三角網格24小時的洪水過程，可在3分鐘內完成推演結果的輸出。
通州城市雨洪水動力模型系統
選取通州北運河上游5公里為試點河段，模擬范圍以河道中心線為準兩側各外擴500m，采用高精度DEM地形數據。河道按照河岸線進行小網格（高精度）網格剖分，河道兩側區(qū)域進行大網格（低精度）剖分?；诙S水動力模型提供的混合MPI/OpenMP并行編程洪水模擬高性能計算能力，基于16核CPU環(huán)境配置下，模擬8萬個三角網格24小時的洪水過程，可在30秒內完成推演結果的輸出。
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