Hydrus操作技巧.pdf

HYDRUS1D和3D使用 查元源 武汉大学水利水电学院 zhayuan87@ 一维Hydrus 模型 工程标题 后处理框 前处理框 （Hydrus 1D 1.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