HYDRUS——1D中文说明书

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1、Hydrus-1D使用手册——以亭子口水库保水科学试验为应用案例武汉大学水利水电学院2009年12月12日作者邮箱：zhayuan87@126.com目录一、软件介绍二、安装指南三、使用指南（一）初始界面（二）数据输入及运行（三）运行结果（四）技巧提示四、案例应用（一）背景介绍（二）模型校验(ModelValidation)（三）保水方案分析（报告作业内容）Hydrus是美国盐土实验室开发的系列软件，用于计算模拟饱和-非饱和带的水分运动和溶质运移。系列软件分为1维、2维、3维三种，分别命名维Hydru

2、s-1D、Hydrus-2D、Hydrus-3D。由于非饱和土壤水主要是1维垂向运动的形式，因此Hydrus-1D的应用非常广泛；加上学习Hydrus-1D的界面之后，再学习Hydrus-2D、Hydrus-3D，符合由易变难的学习规律。所以，本课程将重点放在Hydrus-1D的水分运动模拟上。对于溶质运移及Hydrus-2D、Hydrus-3D，同学们可在此基础上自学。一、软件介绍Hydrus-1D是美国盐土实验室开发的，计算包气带水分、溶质运移规律的软件，用它可以计算在不同边界条件和初始条件下的数

3、学模型。若将坐标原点选在地面，取z轴向下为正，则一维饱和—非饱和带水分运移基本方程为：¶q¶é¶hù=êK()q(-1)ú-S(1)¶t¶zë¶zû式中：θ为含水率；h为负压水头；S为植物根系吸水量，对裸露区为0。二、安装指南第一步：安装界面；第二步：选择安装目录（若以后不记得所建工程存放的目录，可以打开软件，选择options菜单寻找。）第三步：修改存放名称；第四步：安装进度显示条；第五步：完成安装。三、使用指南（一）初始界面打开软件后的开始界面如图所示：12543第一个图中是第一次打开软件的界面，

4、还没有打开工程，仅有菜单栏(1)和工具栏(2)；第二个图是打开了工程后的界面,其中工程的名字如图中(5)所示，并增加了前处理(3)和后处理(4)的界面。在前处理中按照提示一步一步输入数据；在后处理中查看模拟结果，并相应生成图表。（二）数据输入及运行1、选择计算模块可勾选的项有水流（WaterFlow）、溶质运移(SoluteTransport)、热传导(HeatTransport)、根系吸水(RootWaterUptake)、根系生长(RootGrowth)、反解(InverseSolution)6种

5、计算模块。其中水流模块是计算其他模块的基础，因此是必选的，也是默认勾选的。根据实际情况和计算的需要勾选计算模块。2、模拟土壤的几何属性长度单位可以选择mm，cm或m。注意:此处选择的长度单位将是以后所有涉及长度量纲的量的默认长度单位。输入项包含4个参数：(1)土壤质地的种类；(2)土壤分层的数目；(3)土壤表层的倾斜程度，取值在0到1之间。（土壤表层与水平面夹角的余弦函数值。例如表层是水平时，取值为1。）；(4)所模拟土壤的厚度。砂土粘土2m壤土砂土Example：如果研究的土壤如上图所示，长度单位选

6、择cm，则上述4个值分别填入3；4；1；200。3、时间信息时间单位可选择秒、分、小时、天、年。注意:此处选择的时间单位将是以后所有涉及时间量纲的量的默认长度单位。时间离散框共有5个数值需要填。(1)模拟起始时间、(2)模拟结束时间、(3)初始时间步长、(4)最小时间步长、(5)最大时间步长。前两项由模拟的需要而定。后三项是控制迭代计算的时间步长参数，若填入的时间步长过大，很有可能导致迭代结果不收敛；而填入的时间步长过小，会使得模拟耗费过多的时间。根据土壤质地的复杂程度填入时间步长，若计算时出现不收敛

7、或运算时间过长等情况，再进行调整。有一类边界条件是随时间变化的。例如要模拟田间蒸发蒸腾条件下的土壤含水量，就必须输入模拟时间段每天的蒸发量和蒸腾量。若是时变边界条件，需要将Time-VariableBoundaryCondition选中，并填入一共有多少时变的边界条件记录。在2009年11月的Hydrus-1D新版本中，增加了利用气象资料计算腾发量的模块。可以选择腾发量的计算公式（彭曼-蒙特斯公式和哈格里夫斯公式及表层能量平衡）；气象数据可以输入，也可以由Hydrus-1D生成。4、输出和打印选项在打

8、印的选项中，T-levelInformation一般是默认选中，在代码计算的结果中(后缀名为.out)，有专门存储如平均水头等信息的文件。下面填的数字就是每隔几个时间步长输出一组这样的信息存在文件中。PrintatRegularTimeInterval是专门指定按固定时间间隔输出信息的。ScreenOut如果选中，则在代码执行时，DOS程序框中会快速闪现计算的过程。PrintFluxesforObservationNodes：对设定的观察点输出流量，代替