Hydrus D简明使用手册

用HYDRUS-1D模拟剖面变饱和度地下水流（简明手册）

王旭升

中国地质大学(北京)

目录

1. 如何获取HYDRUS-1D (2)

2. 版权声明 (2)

3. 参考资料 (3)

4. HYDRUS-1D的WINDOWS界面 (4)

5. 设计模型 (6)

6. 使用HYDRUS-1D创建模型 (7)

7. 输入模型控制信息 (7)

8. 水流模型——迭代计算参数 (10)

9. 水流模型——土壤水力特性模型 (11)

10. 水流模型——土壤水分特征曲线 (11)

11. 水流模型——边界条件 (12)

12. 水流模型——定水头或通量边界设置 (13)

13. 根系吸水——吸水模型 (14)

14. 根系吸水——水分胁迫参数 (15)

15. 输入可变边界条件的信息 (16)

16. 编辑土壤剖面——使用图形界面 (18)

17. 编辑土壤剖面——使用表格 (21)

18. 运行模型 (22)

19. 察看结果 (22)

20. 输出结果 (23)

HYDRUS-1D是一个共享专业软件，用于模拟一维变饱和度地下水流、根系吸水、溶质运移和热运移。本手册只介绍应用HYDRUS1D模拟垂向剖面水流和根系吸水的操作方法。

1. 如何获取HYDRUS-1D

HYDRUS-1D由位于欧盟捷克的PC-Progress工程软件开发公司发行，用户可以登录该公司首页: 。为了下载HYDRUS-1D，应先注册成为用户，然后下载Hydrus-1D的安装文件：H1D_4_14.exe。这个文件对应目前HYDRUS-1D的最高版本。

2. 版权声明

HYDRUS-1D的作者为:

(1) J. Simunek, Department of Environmental Sciences, University of California Riverside, Riverside, California, USA.

(2) M. Sejna, PC Progress, Prague, Czech Republic.

(3) M.Th. van Genuchten, Department of Mechanical Engineering, Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.

感谢他们提供了一个如此精美而又免费使用的专业软件，帮助我们从事有关的科学和教育工作。

当你运行H1D_4_14.exe解压文件后，会在您的电脑中产生一个安装目录，其中包含Setup.exe可执行文件。运行这个文件即可安装HYDRUS-1D软件。

当您安装HYDRUS-1D时，象安装其它软件一样，会出现一个许可协议，从中可知本共享软件也受到美国法规的保护。

3. 参考资料

HYDRUS-1D安装之后，在软件运行目录下有HYDRS-1D Manual.pdf文件。从这个文件您可以了解到HYDRUS-1D的一些技术细节，如水流、溶质运移、热流的方程、一些处理专门问题的模型、输入输出文件等等。

有一个Examples目录，包含大量的模拟算例可供参考。

用户还可以参考以下文献：

?im?nek, J., M. Th. van Genuchten, and M. ?ejna, Development and applications of the HYDRUS and STANMOD software packages, and related codes, Vadose Zone Journal, doi:10.2136/VZJ2007.0077, Special Issue ”Vadose Zon e Modeling”, 7(2), 587-600, 2008.

Jacques, D., J. ?im?nek, D. Mallants, and M. Th. van Genuchten, Modeling coupled hydrological and chemical processes: Long-term uranium transport following mineral phosphorus fertilization, Vadose Zone Journal,

doi:10.2136/VZJ2007.0084, Special Issue ”Vadose Zone Modeling”, 7(2), 698-711, 2008.

?im?nek, J. and M. Th. van Genuchten, Modeling nonequilibrium flow and transport with HYDRUS, Vadose Zone Journal, doi:10.2136/VZJ2007.0074, Special Issue ”Vadose Zone Modeling”, 7(2), 782-797, 2008.

这些文献都可以从下载。

4. HYDRUS-1D的WINDOWS界面

运行HYDRUS-1D，可以看到一个Windows的界面如下：

图 1

所有的前后处理在界面中一目了然，左边是前处理工具，右边是后处理工具。其中前处理的各项功能如下图所示。

模拟内容选项

几何形状参数及剖面方式

时间信息

输出方式

水流——迭代求解控制参数

图 2

5. 设计模型

在使用HYDRUS-1D之前，您需要对饱和-非饱和水流模拟的基本原理有所了解，并设计出自己想做的模型，准备好数据。

一个剖面水流模型通常包含以下几个要素：

(1)土壤剖面从地面算起的深度，准备模拟那个时间段的水分变化。

(2)土壤分几层，每层土壤的渗透性参数和水分特征曲线是怎样的。

(3)根系是怎么分布的。

(4)是否已经确定地面降雨入渗、蒸发蒸腾的信息，特别是它们随时间的变化。

(5)是否已经确定剖面底部的状态属于哪种类型的边界条件。

下面是一个参考模型的设计图: