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hydrus模型1D/2D/3D

详情点击链接:环境土壤物理hydrus1D/2D/3D

前言
HYDRUS是由著名土壤学家Rien van Genuchten和Jirka Simunek等人基于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、溶质运移、根系吸水和溶质吸收、热量传输等的强有力工具。

环境领域

生态领域

农业领域

  • 土壤环境影响评价
  • 土壤环境风险评价
  • 工业场地污染
  • 市政污染
  • 垃圾填埋
  • 工业废料贮存
  • 放射性废物处置
  • 场地修复
  • 污染羽流
  • 污水土地处理技术
  • 化肥、农药、杀虫剂、熏蒸剂、新型污染物、病原菌等在土壤中的迁移
  • 生态系统物质和能量平衡
  • 碳储存与碳通量
  • 养分传输
  • 土壤呼吸和温室气体释放
  • 土壤微生物过程
  • 全球变化生态学
  • 湖滨系统
  • 河流-含水层相互作用
  • 农业水土工程
  • 节水改良技术
  • 降水
  • 灌溉
  • 径流
  • 表土蒸发
  • 植物蒸腾
  • 根系吸水
  • 毛细水上升
  • 深层排水

 HYDRUS 5.01新增了PFAS(全氟烷基化合物)、COSMIC(宇宙射线中子法)、DPU(动态植物吸收)等模块;此外还增加了一维模式下的粒子示踪(Particle Tracking)和C-Ride模块(含参数反演)功能,以及三维模式下的UnsatChem模块和Reservoir边界条件。

 HYDRUS模型

HYDRUS发展历程和主要应用领域;介绍软件界面、基础功能、附加模块等;5.01版的新特征与新功能。

土壤和地下水流问题基础知识

饱和/非饱和水流问题的基本原理——土壤水力学特性、达西定律、Richards方程、滞后效应、双孔隙度/双渗透率、根系吸水等。阐释各种水流边界条件及其适用情景。结合入渗、蒸发、蒸腾、地下水流等实际案例演示建模与参数反演流程,解读模拟结果。

  • 例1:单层土壤积水入渗水流模型
  • 例2:单层土壤稳态流模型
  • 例3:多层土壤瞬态流根系吸水模型
  • 例4:参数反演 单步出流实验
  • 例5:参数反演 番茄农田根系吸水实验
  • 例6:沟灌与根系吸水2D模型

溶质运移问题模拟

标准溶质运移模拟的基本原理——对流弥散方程、反应性溶质运移、平衡吸附、动力学吸附、胶体运移、双孔隙度/双渗透率溶质迁移、根系被动吸收和主动吸收等。分别针对土柱实验、农田三氮迁移转化与根系吸收、污染源跑冒滴漏、废渣淋溶、胶体运移、胶体携带污染物迁移等问题,演示溶质运移问题的建模与参数反演流程。

  • 例7:污染源跑冒滴漏-通量浓度边界
  • 例8:废渣淋溶-浓度边界
  • 例9:农田三氮迁移转化与根系吸收
  • 例10:参数反演 示踪剂穿透曲线
  • 例11:参数反演 污染物迁移穿透曲线
  • 例12:参数反演 胶体迁移穿透曲线
  • 例13:污染源跑冒滴漏2D模型-定水头/定通量
  • 例14:污染源偷排2D模型-变水头/通量
  • 例15:污染羽垂向-横向复合迁移过程2D模型
  • 例16:土壤污染物淋洗3D层状模型

热量传输问题模拟

对流传导方程的基本原理等。演示水汽-热量-溶质耦合问题的建模流程。

  • 例17:水汽-热量-溶质耦合问题

模型外部接口

  • 例18:在MATLAB中运行HYDRUS-1D
  • 例19:针对MODFLOW的HYDRUS工具包

 


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