Hydrus操作技巧

Hydrus操作技巧
HYDRUS1D和3D使用查元源
武汉大学水利水电学院
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一维Hydrus模型
工程标题
后处理框前处理框
（Hydrus1D1.xx）
运行选项帮助
首先按照步骤，按照前处理框的提示，一步一步的进行操作。

当前处理部分完成以后，需要点击“手型工具”或者菜单栏的“运行”进行计算，会出现Dos计算界面，可以观察计算时间步长，迭代等信息。

计算完毕后，按回车键，此时输出结果可以在后处理框查看。

一前处理框（依次进行）
1. 主进程：可以选择水流（是否包括气流）；溶质运移；热运动；根系吸水；根系生长；CO2运移；反演模型。

根据需要进行复选，可多选，水流运动必选。

如果某些进程未选，则后续的相关处理框可能不会出现。

例如，不选择根系吸水，则不会出现“根系吸水模型”。

技巧：当对本步骤不够熟悉时，例如不理解参数或模型意义，点击Help,可以获得相关帮助，如果需要对数学模型背景深入了解，可以从菜单 help 中打开User Manual查看。

a 应用 Help 文档(在哪一步点击，即出现哪一步的解释)
b，技术 help
例如，技术文档对根系吸水模型及其参数的解释
2几何信息
包括单位，土壤质地种类；平衡子区数；与z 轴角度；深度提示：长度L,时间T,质量M是三个基本量纲，其它衍生单位均由其决定。

例如，速度单位不需要输入，根据长度/时间单位决定。

3.时间信息
包括时间单位，起始和结束时间，时间步长等。

实际模拟中，常常有时变条件（如降雨蒸发等），可勾选该框，并输入数目。

由此还可以选择采用气象数据计算 ET0，可选 PM 公式，Hargreaves 公式或者能量平衡公式。

4.打印时间点信息
即在你关心的某些时间输出剖面的信息。

5.迭代信息，
按默认即可，除非模拟特别难收敛问题，或者需要进行算法比较，可调整。

6.水力参数模型，即描述K-h-theta 曲线的模型。

常见的单孔隙有vG 和BC 模型。

另外存在双孔隙/双传导性模型，另外可选是否考虑磁滞效应。

7. 对应参数模型的参数，例如下图为 vG 模型的参数：
由于 vG 模型用途广泛，但参数难以获取，可以通过土壤传递函数进行预测，HYDRUS 内嵌了 USGS 的 Rosstta 模型。

8.边界条件：
一维的比较简单，就是上边界和下边界。

常见的如 1 类，二
类，大气边界，自由排水，等。

其定义可以参见 help。

初始条件可以以水头或者含水量的形式。

由于通常试验数据为含水量，故可选含水量，但注意：非均质土壤不能选取含水量作为初始条件输入，因为可能会有跳跃的负压，造成不收敛。

9.根系吸水模型以及根系吸取溶质模型
可以指定根系吸水胁迫折减模型；以及溶质胁迫（如盐碱化）导致吸水水分折减模型。

可以考虑根系提取盐分的模型（如氮素，少量盐分）。

10.Feddes模型的参数（分段线性插值模型，其定义参见手
册中的图）
11.填写剖面信息：包含初始条件等
所有在空间变化而不随时间变化变量（如果随时间变化那极有可能是待求的 theta，h），例如初始水头 h0，根系密度分布函数，尺度因子（AXZ 等），材料质地分布信息（与前述填写的质地种类有关，如果前述质地有 3 类，那么这里Mat 列应该包含1,2,3三种土壤）
12提示是否运行？
可以直接运行，可以点击工具栏手型工具，可以点击菜单栏计算。

13. 可能会出现的前处理对话框：
(1) 时变条件
该框输入随时间变化，但不随空间变化的某些物理量，例如蒸腾T。

如果选择了大气边界，则还有降雨和蒸发，以及极限蒸发强度负压；如果选择了采用 PM 公式计算腾发量，还有叶面积指数 LAI 等参数。

选择时变的边界条件也会出现在该框中。

(2) 复选溶质选项后溶质选项
包含溶质数值计算的格式选择，质量单位（默认mmol），非平衡溶质模型，溶质迭代准则等。

(3) 溶质参数
计算溶质 D 参数(4)溶质反应项参数
（5）溶质边界条件
（6）剖面编辑
可以编辑网格离散，设置观察点，设置节点的初始水头和材料属性等功能。

（与剖面信息部分内容重复，但是此处是图示，剖面信息
是表格，根据需要选择采用哪一种）
二计算Dos框
包含计算推进时间t，迭代次数，累计迭代次数，上表面速度vtop 等，这样可以查看是否会出问题。

如果该框跳跃非常慢，而迭代次数 ItW 总是高居 11 或者 50不下（默认最大值），则软件可能达到模拟极限，可能发生不收敛，或者有极大的质量误差。

点 ENTER 该框消失。

三、后处理结果
1、观察点信息
即在剖面上设置节点，观察其物理量变化，xy 坐标物理量均可以调节。

2. 剖面信息，输出整个剖面在设置的打印时间点（包括初始时间和结束时间）的物理量。

3. 边界通量或水头信息
会有时变边界的统计，如实际蒸发/吸水，潜在蒸发/吸水，累计实际蒸发/吸水等随时间变化图像
3. 参数图
即把例如 vG 模型和其参数化成图形
4. 时间步长和迭代信息演变
结果会反映时间步长的设置是否合理，建模收敛性是否良好。