一、Hydrus简介
发展历史
HYDRUS 2D/3D界面和功能介绍
二、土壤物理基础知识
1、土壤水流
土壤物理性质
土壤水的能量状态
土壤水分特征曲线
饱和土壤中的水流
非饱和土壤中的水流
Richards 方程
土壤水力学特性的缩放
土壤水分入渗
土壤水分蒸发
滞后现象
根系吸水
水分胁迫和盐分胁迫
双孔隙度/双渗透率模型
2、溶质运移
土壤溶质及其迁移转化形式
对流弥散方程(CDE)
土壤溶质穿透曲线
溶质在土壤中的反应
非吸附溶质的迁移
吸附性溶质的迁移
平衡吸附
双点位吸附
双动力学吸附(胶体运移)
双孔隙度/双渗透率模型
土壤溶质运移的初始条件和边界条件
温度和土壤含水量对模型参数的影响
根系对溶质的吸收
3、热量传输
土壤热量状况
土壤表面热平衡
土壤热力学性质
土壤热流
对流传导方程
土壤热流的初始条件和边界条件
土壤温度的周期性变化
三、建模步骤
1、模型建立与模块选取
2、几何信息、时间信息与输出信息
3、迭代参数设置
4、土壤水流模型及参数设置
5、根系吸水模型及参数设置
6、溶质运移模型及参数设置
7、2D/3D结构绘图
8、有限元网格划分及参数设置
9、有限元网格细化与拉伸
10、域特性设置
①土壤质地分布
②根系密度分布函数
③各向异性问题
④非刚性问题
⑤观测点设置
⑥流动粒子设置
11、初始条件设置
12、2D/3D边界条件设置
13、图形结果输出与解读
14、视频文件制作
15、曲线结果输出与解读
四、上机实操案例
上机练习1:积水入渗水流模型
(单层土壤,多层土壤,边界条件的设置)
上机练习2:根系吸水和溶质吸收模型
(大气边界条件,可变边界条件,降雨,蒸散发,根系分布密度函数的设置等)
上机练习3:溶质运移模型
(单一溶质运移,链反应,胶体运移,土壤污染物扩散等)
上机练习4:水汽热传输模型
上机练习5:双孔隙度/双渗透率模型
上机练习6:反演求解!!!
(水流问题,根系吸水问题,溶质运移问题)
1、模型反演求解与参数估计
2、反演问题类型定义
3、参数设置