二维水动力模型是一种利用数学模型和计算机仿真技术的洪水预报方法。该模型可模拟水域数据，如河道、湖泊的水位、流量，并预测洪水发生时间、规模、影响范围等信息，为应急管理部门和居民提供预警和决策依据。
随着计算机技术和数值模拟方法的进步，该模型已广泛应用于洪水预报、水利工程设计、海岸防护等领域，成为最常用的数学模型之一，可为这些领域提供重要的技术支持，减轻洪灾影响，保障人民生命和财产安全。
一、二维水动力模型
四信二维水动力模型是一款高效的水动力模拟工具，使用有限体积法来求解圣维南方程组，采用非结构三角形单元作为计算网格，可对任意地形和边界区域进行水动力模拟，并考虑工程结构物的影响。
模型支持恒定流和非恒定流的处理，提供多种边界类型设置，可自行设置计算时间步长、模拟时间步长等参数。通过实时查看水位、流速、水深等结果并进行结果渲染，可以直观地了解模拟情况，提供多种图表查看方式，并支持冷启动和热启动。
同时，河道雨水情数据作为水动力模型的重要输入与驱动，由水利物联网感知设备负责采集，通过多网融合技术将流域雨量、水位，流量数据传输至数字孪生平台，为二维水动力模型提供坚实的数据支撑。
01处理流程
二维水动力模型由基础数据处理、导向文件处理、模型计算、结果发布四个过程组成。其中基础数据处理包含对DEM地面高程数据、水文预报流量数据、水位流量关系曲线等数据的处理，然后基于基础数据，生成几何文件、边界条件文件，在导向文件中设置模拟参数，之后提交模型模拟计算，最后结果可以通过可视化界面进行查看，包含图表、动态模拟等多种查看方式。
02输入输出
①模型输入文件的制作
几何文件的制作：在模型模拟计算前，先对河道按照河岸线进行网格划分（小网格），再将河道网格作为子网格嵌入到模型区域，对模型区域进行网格划分（大网格）。
边界条件文件的制作：根据地面高程点值，对网格点进行插值，可进行河道断面地形查看、摩擦系数设置、边界条件的设置，其中边界条件可以设置给定流量、给定水位、给定流量和水位、给定流速等多种边界格式。
模型查看：制作好的模型网格，既支持在2D视图下查看整体的高程变化，也可以在3D视图下查看。
②导向文件的配置
在Accuwater-HDM tools中对导向文件中模型模拟参数、初始条件参数、边界条件参数、数学参数等多个参数进行配置，然后提交模型进行计算，计算后的结果可在Web可视化界面进行动态展示。
③模型结果的查看
模拟后的结果支持多种文件格式、多种查看方式，不仅可以输出为文本文件分要素解析，也可以生成图表查看堤防设计前后地形对比、网格点流量、水深、水位等多个参数的变化过程。
同样地，可以在模型后处理界面直观动态展示区域淹没过程、淹没范围、流场变化等。
④可视化成果展示
基于二维水动力模型的求解结果，在Web界面进行数据查看、淹没分析、洪水演进、分屏对比等成果分析与展示，可以做到直观有效的风险评估，使有关部门提前做好应急预案，减少洪涝造成的社会经济损失。
二、模型特点
01强大的模拟能力
本模型是一个高效的计算工具，在计算速度和计算结果准确性上都有着非常优秀的表现。经测试，普通配置的电脑模拟100万个三角形网格的仿真场景，12小时的洪水过程，可以在短短的30分钟内完成。
02准确性高，稳定性强
本模型采用三角形网格作为计算单元，具有复杂边界拟合能力强、网格生成和局部加密更加便捷的特点。此外，有限体积法可以很好地控制计算的稳定性和准确性，在处理复杂流动时表现出色。
03优秀的并行计算能力
使用并行计算技术和云计算技术可以提高算力和存储能力，同时采用先进技术和算法来优化计算和存储效果。
04可拓展性强
模型可以更深入地研究水质模拟并耦合波浪传播、水质污染和泥沙迁移模块，为环境保护、水利工程等领域提供更加精确和有效的解决方案。
三、模型工具
结合自主研发的模型数据前处理、模型计算及成果可视化输出模型工具软件，可实现数据加载、数据组织、数据维护以及数据展示能力，通过工具软件提供的一体化数据处理能力及可视化呈现能力可为模型使用者提供数据前处理、模型数据计算、数据后处理以及通过可视化交互系统实现的模型计算结果动态可视化呈现。
四、应用场景
本模型可以广泛应用于洪水预报、防洪减灾、风险评估、调度预案、水资源配置等方面，还可以结合其他模型（如经济模型、生态模型等）进行耦合分析，评估不同情景下的经济效益、社会效益和环境效益，并进行多目标优化，寻求最佳的权衡方案。
五、部署方式
①云端部署
模型产品部署在云端服务器，用户通过互联网访问形式向云端服务器发出模型计算结果查看请求，云端收到请求后处理并返回结果。
②本地部署
模型产品部署在用户提供的服务器中，技术人员根据部署文档配合用户完成部署和调试工作，用户通过局域网访问形式实现模型计算结果的请求及查看。
六、配套产品应用
●接口丰富
●触摸控制
●品质稳定
●便捷运维
●扩展性强
●工况分析
●定量控制
●现地控制
●视频同步
●启停保护
●远程启停控制
●RNSS定位
●远程控制
●蓝牙通信
●RDSS通信
●具备RTU功能
●固定杆抱箍安装
●4G公网通信
●IP68防护等级
●分辨率0.5mm
●承水口径Φ200+0.6mm外刃口角度45°
●测量降水强度≤4mm/min,在8mm/min可以工作
●输出接口输出信号为单千式舌簧管通断，可定制双于式舌簧管通断
●误差±2%（室内静态测试，雨强为0.4mm/min、2.0mm/min）
广泛适用于现有水利水文项目的水雨情监测，水位监测、水位流量监测站等
●接口丰富，标准易用
●一体化设计
●远程管理功能
●蓝牙APP和串口配置
●工业级设计
●待机功耗低于1mA
●集雷达流量计与RTU为一体
●蓝牙APP和串口配置
●支持自动识别水流方向
●流速量程：0.1-15m/s
●水位量程：0-30m
●测量精度±2mm
●测量精度高，量程宽
●感应灵敏，分辨率高
●响应速度快
●测流线性
●无机械转动部件
●实时显示瞬时流速和平均流速
七、应用案例
智慧水利数字孪生流域综合管理平台
选取抚河洪门水库上下游20公里为试点河段，模拟范围以河道中心线为准两侧各外扩1000m，采用高精度DEM地形数据。河道按照河岸线进行小网格（高精度）网格剖分，河道两侧区域进行大网格（低精度）剖分。基于二维水动力模型提供的混合MPI/OpenMP并行编程洪水模拟高性能计算能力，基于8核CPU环境配置下，模拟15万个三角网格24小时的洪水过程，可在3分钟内完成推演结果的输出。
通州城市雨洪水动力模型系统
选取通州北运河上游5公里为试点河段，模拟范围以河道中心线为准两侧各外扩500m，采用高精度DEM地形数据。河道按照河岸线进行小网格（高精度）网格剖分，河道两侧区域进行大网格（低精度）剖分。基于二维水动力模型提供的混合MPI/OpenMP并行编程洪水模拟高性能计算能力，基于16核CPU环境配置下，模拟8万个三角网格24小时的洪水过程，可在30秒内完成推演结果的输出。
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