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土壤水-热-盐-污染物耦合模拟:HYDRUS-1D/2D/3D建模全案例解析!

已有 497 次阅读 2025-3-25 10:18 |系统分类:科研笔记

HYDRUS是一款用于模拟水、溶质和热量在可变饱和多孔介质中运移的软件,主要功能包括:

●水分运移模拟:模拟土壤水分运动,包括饱和与非饱和流动。支持稳态和瞬态流动条件。

●溶质运移模拟:模拟溶质(如盐分、污染物)的运移,涵盖对流、扩散和机械弥散。可模拟多种溶质反应,如吸附、降解等。

●热量运移模拟:模拟土壤中的热量传递,包括传导和对流。

●根系吸水模拟:模拟植物根系对水分的吸收及其对土壤水分分布的影响。

●边界条件设置:支持多种边界条件,如定水头、定通量、大气边界等。

●参数优化:提供参数优化工具,用于校准模型参数。

●可视化与数据分析:提供结果可视化工具,支持水分、溶质和热量分布的分析。

●多维度模拟:支持一维、二维和三维模拟。

●耦合模拟:可耦合模拟水分、溶质和热量的运移。

●应用领域:广泛应用于农业、环境工程、水文地质等领域,如灌溉管理、污染物迁移、地下水补给等。

HYDRUS能够模拟水分、溶质和热量在土壤中的运移,支持多种边界条件和参数优化,适用于多个领域的复杂模拟需求。

Hydrus是基于Windows系统界面开发的环境土壤物理模拟软件,是模拟一维和多维变饱和多孔介质的水流、溶质(污染物等)运移、根系吸水和溶质吸收、热量传输等方面的强有力工具。该模型具有灵活方便的图形操作界面,深受各国学者推崇,广泛应用于环境、水文地质、农业、水利等领域。

让相关学员在短时间内较系统地掌握土壤污染物运移范围预测方法,融合前期学员反馈问题,特设计本教程。内容包括基础理论和模拟算例,详细讲解基于Hydrus-1D和2D/3D软件的建模思路和基本原理,重点讲解Hydrus-1D和2D/3D软件的主要功能模块及软件中的相关参数和变量,系统的阐释水流、溶质运移和热传导等问题的仿真过程。通过学习掌握Hydrus-1D和2D/3D软件的建模方法并具备解决实际土壤环境影响范围预测问题的能力。

专题一 土壤物理基础知识

专题二 Hydrus概述

Hydrus简介、软件界面和功能及应用特点、注意事项

专题三 案例分析与上机实践

1:HYDRUS-1D单层土壤积水入渗水流模型

2:HYDRUS-1D单层土壤稳态流模型

3:HYDRUS-1D多层土壤瞬态流根系吸水模型

4:HYDRUS-1D参数反演 单步出流实验

5:HYDRUS-1D参数反演 番茄农田根系吸水实验

6:HYDRUS-1D单层土壤定水头-溶质运移

7:HYDRUS-1D单层土壤定通量-溶质运移

8:HYDRUS-1D多层土壤瞬态流-溶质运移和根系吸收

9:HYDRUS-1D参数反演 示踪剂穿透曲线

10:HYDRUS-1D参数反演 污染物迁移穿透曲线

11:HYDRUS-1D参数反演 胶体迁移穿透曲线

12:HYDRUS-1D水汽热盐耦合模型

13:HYDRUS-2D/3D基于C-RIDE模块的胶体携带污染物迁移

14:HYDRUS-2D/3D沟灌和根系吸水

15:HYDRUS-2D/3D污染物偷排和跑冒滴漏3D简单模型

16:HYDRUS-2D/3D土壤污染物淋洗3D层状模型

17:HYDRUS-2D/3D畦沟模块

18:HYDRUS-2D/3D湿地模块

19:HYDRUS-2D/3D Unsatchem模块

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