開始進入Delft3D的水動力學習，也就是D-Flow模塊，這個是水質及其他模擬的基礎。回想自己當時學習模型時，是從WASP開始入門的，學習其的手冊，結果沒有入了門，為啥？因為里面的概念非常的多，且沒有很好的Step by step，自己雖然仔細的一點點認真的學，但實在是學不下去，后來通過諸如MIKE，EE，Delft3D這類商業軟件入了門，因為其的手冊非常的詳細，且有較多的案例，視頻資料等，跟著操作慢慢了解這些概念，逐漸摸到了模型的門道。所以，入門的關鍵就是對「概念」的認識，并有案例作為「實踐」基礎，這次教程并不是手冊的翻譯，而更多的是注解，對一些關鍵的概念進行解釋拓展，幫助大家迅速的掌握水動力的模擬。

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Delft3D-Flow模塊

我們學習的材料就是Delft3D-Flow的手冊，商業軟件的手冊編排的非常的合理，也非常的貼心，就連學習順序都安排上了。手冊可以分為兩大部分，模型的操作手冊和理論機理。這里簡單說說兩者的區別，對于現代主流模型都是容易模式版本。

·困難模式 

數學模型本身內部是很多個數學方程組，那個年代的通過數學模型解決問題，就需要去手動列方程，然后求解方程，可以想象這個過程必然是廟堂之上的東西，一般人沒有深厚的數學功底是無法做的。…… 

·中等模式 

隨著計算機的普及，模型應用的廣泛，必然科學家們也感覺到模型的復用問題，所以就考慮將參數從代碼中抽離出來，放在一個地方（通常是一個文本文件），使用者僅僅需要更改這些參數，同時由于不同模型數組大小不同，計算機需要依據此管理內存，所以需要針對具體情況設置好需要的數組大小，那么每次都需要將其編譯后，可以運行使用。…… 

·容易模式 

計算機行業的快速發展也會推動數學模型的發展，隨著Fortan的發展，其有了動態數組（根據條件自動判斷），同時將匯總的參數分類，在可視化的界面上表達出來，就形成了目前易用的商業軟件包，……

Delft3D的編譯及運行

所謂的操作手冊是介紹如何通過「參數配置和數據的輸入」來構建一個模型，并且如何處理「模擬結果」，最終完成模擬，而理論部分則是介紹其模型背后的機理過程和數值計算過程，是調試模型（也稱調參）的關鍵。舉個例子，通常我們購買的數碼產品里面會附帶使用說明書，那么這些就是操作手冊，而對于維修工程師而言，他們往往還會有手機的設計手冊，里面會描述電路、芯片的參數及連接方式，對于用戶可能只看操作手冊就可以了，但是想透徹的掌握這個手機的方方面面，就需要研究設計手冊了。同理，對于模型而言，如果你僅僅是模型的用戶，或者你有好的師兄師姐已經為你搭建好了模型，可能稍微培訓下，跟著說明書，就能簡單的操作已經構建好的模型并用起來，但是你如果是模型工程師，操作模型遠遠不夠，你還有掌握模型內在的機理過程。

回到D-Flow，手冊內容章節清晰，前8章為操作部分，之后就是模型的理論部分，之前的入門文章中有提到過，快速的入門路徑是從操作開始的。

為了構建水動力模型，你需要去準備一些配置文件，這些文件中包括了用來描述物理現象的參數，還有求解物理、化學方程的數值參數，另外還包括一些控制情景及輸出模擬結果的設置。這些參數都可能對結果影響很大，所有的輸入文件被存儲在MDF的文件中。

雖然我們學習的是Delft3D，但是在這個過程中我盡可能的提煉目前主流模型所共有的東西，這樣可以觸類旁通了。上面這段話是什么意思呢？

模型的參數可以分為幾種類型：

1. 機理過程的參數。這種參數主要是生化過程的參數化之后的幾個變量的值，這些值會影響物理化學等過程，這類參數也是我們做模型時候最應該關注的，比如水動力中擴散系數，糙率等等，水質中的降解系數等。在大量的模型相關的論文中，這些出鏡率是最高的，也就是這些才是真·參數。
2. 數值計算參數。目前大部分復雜的水質模型是沒有解析解的，這時候往往采用的是數值求解的方式，這時候就會有數值求解相關的參數，這類參數影響的是我們計算的精度和效率，往往非常的復雜，徹底弄明白需要非常好的數學功底，但是我們是研究環境模型的，這些參數只需要了解和設置幾個關鍵的參數即可，如計算步長等，其他的等需要的時候再去研究，不需要花費過多的精力。
3. 模型設置參數。這類參數呢，主要是用于控制模型的行為的，比如輸出的結果的頻次，小時還是天的，輸出哪些變量，或者輸出的垂向哪層的結果，這些配置就像我們常用軟件的設置一樣，屬于外部的參數類，與環境模型關系不大，大多數不會影響計算，而是影響模型輸出的結果，這些參數一般隨著對模型的了解會逐漸的熟練，開始的時候默認即可。但是，如果錯誤的設置，可能會導致你無法得到結果，所以說其也比較的重要。

總結下，在開始的時候，我們的目標是讓模型能夠完成，起碼能運行成功有一個結果，這時候重點設置好數值計算參數和模型設置參數。當模型能夠成功運行之后，開始關注機理過程的參數，了解模型的行為，逐漸的掌握水環境的模型。

之后根據提供的Step by step來進行建模的學習，這部分的內容在官網上有視頻，同時手冊中也非常的詳細，我會從新手的角度做些注釋。

建模過程

構建一個地表水的水動力模型，我們需要多種類型的信息，如模擬的區域范圍（也就是水體和陸地交界及水位邊界或者開邊界的位置所圍繞的區域），水底地形，區域內的幾何特征，如水工構筑物，排口，最后需要模擬結果的輸出和存儲。由于目前復雜的水動力模型是沒有解析解的，所以我們都需要網格，與網格相關的內容：

• 合理的選擇模擬的區域及范圍。
• 確定邊界（開邊界）條件的位置和類型，諸如是水位邊界、流量邊界、流速邊界
• 確定陸地-水交界邊界（閉邊界）范圍
• 生成網格
• 在網格中生成地形
• 在網格中設置相關的參數，如邊界條件位置，觀測點位置，排口位置
• 定義模型的時間參數，如開始和結束時間，多種時間相關的函數，如開邊界的時間序列，風向和風速時間序列，流量時間序列，濃度時間序列和其他水流的相關物質的時間序列

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時間函數（time functions）這里稍微解釋下所謂的時間函數，函數在數學中是一種變量到另外一種變量的過程，在模型中的時間函數，可以理解為一種隨時間變化的過程，具體這個函數可以是一個公式，自變量為t（時間），也可以直接為一組時間序列值，如流量時間序列。

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date Q(cms)
1   0.4
2   0.6
3   0.7
……

上面的與網格相關的內容，除了最后兩個，都是在使用Flow之前要準備好的，至于網格和地形之前都有寫過了。

文章來源： 水環境編Cheng長     作者：Comies