Hydrus軟件下載 v4.16.0110 中文版

軟件介紹

Hydrus特別版是一款專業(yè)的土壤模擬軟件，它的主要功能是幫助用戶在電腦上模擬各種土壤和水流環(huán)境，包括地下水流、根系吸水以及溶質(zhì)運移等等，用戶可以通過對模型的數(shù)據(jù)分析來評測土壤和環(huán)境的質(zhì)量，有需要的用戶敬請下載。

Hydrus特別版軟件特色

1、Hydrus-1D官方版可用于分析非飽和，部分飽和或完全飽和的多孔介質(zhì)中的水和溶質(zhì)運動。

2、流動區(qū)域本身可能由不均勻的土壤組成。流動和運輸可以發(fā)生在垂直，水平或大致傾斜的方向上。模型的水流部分可以處理(恒定或時間變化的)規(guī)定的頭部和通量邊界，由大氣條件控制的邊界以及自由排水邊界條件。在從規(guī)定的通量到規(guī)定的頭部類型條件的模擬過程中，土壤表面邊界條件可能會發(fā)生變化(反之亦然)。

3、對于溶質(zhì)運輸，代碼支持(恒定和變化的)規(guī)定濃度(狄利克雷或第一類)和濃度通量(柯西或第三類)邊界條件。分散系數(shù)包括反映分子擴(kuò)散和曲折效應(yīng)的術(shù)語。

4、使用van Genuchten [1980]，Brooks和Corey [1964]和改進(jìn)的van Genuchten型分析函數(shù)描述了非飽和土壤的水力特性。進(jìn)行了修改以改善對接近飽和度的水力特性的描述。 HYDRUS代碼通過使用Scott等人介紹的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠斫Y(jié)合滯后。 [1983]和Kool和Parker [1987]。該模型假定干燥掃描曲線是從主干燥曲線中縮放的，并且濕潤掃描曲線是來自主潤濕曲線。

5、HYDRUS還通過一套線性縮放變換實現(xiàn)了一個縮放程序，用于估算給定土壤剖面中的水力變率，該變換將單個土壤水力特性與參考土壤的水力特性相關(guān)聯(lián)。

6、通過邏輯增長函數(shù)模擬根系生長。根據(jù)Feddes等人提出的功能可以定義水和鹽度脅迫響應(yīng)函數(shù)。 [1978]或van Genuchten [1987]。

7、使用Galerkin型線性有限元方案對控制流動和傳輸方程進(jìn)行數(shù)值求解。在飽和和不飽和條件下使用隱式(向后)有限差分格式實現(xiàn)時間積分。采取其他措施來提高瞬態(tài)問題的解決方案效率，包括自動時間步調(diào)整和遵守Courant和Peclet數(shù)的預(yù)設(shè)范圍。使用Celia等人提出的質(zhì)量保守方法評估含水量項。 [1990]。用于使傳輸解決方案中的數(shù)字振蕩最小化的可能選項包括上游稱重，人造分散和/或性能索引。

8、HYDRUS實施Marquardt-Levenberg型參數(shù)估算技術(shù)，用于根據(jù)測得的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)流量和/或輸送數(shù)據(jù)對所選土壤水力和/或溶質(zhì)運移和反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行反演估算。該過程允許根據(jù)觀測到的水含量，壓力水頭，濃度和/或瞬時或累積的邊界通量(例如滲透或流出數(shù)據(jù))來估計幾個未知參數(shù)。額外的保留率或水力傳導(dǎo)率數(shù)據(jù)以及用于限制優(yōu)化參數(shù)保留在某個可行區(qū)域的懲罰函數(shù)(貝葉斯估計)可以可選地包括在參數(shù)估計過程中。

Hydrus特別版功能介紹

Hydrus-1D是模擬變量飽和多孔介質(zhì)下的水、熱和多溶質(zhì)二維和三維運動的有限元計算模型。HYDRUS數(shù)值求解飽和非飽和水流的Richards方程和熱傳遞和溶質(zhì)運移的對流擴(kuò)散型方程。水流方程包含一個下沉期，可導(dǎo)致植物根系吸水。熱傳遞方程考慮了水流傳導(dǎo)和對流運動。對流擴(kuò)散的溶質(zhì)運移方程的管理是一個非常普遍的形式，包括固體和液態(tài)非線性非平衡反應(yīng)的規(guī)定以及液體和氣體的線性平衡反應(yīng)。因此，不管是吸附溶質(zhì)還是揮發(fā)溶質(zhì)(如殺蟲劑)都已經(jīng)考慮到了。溶質(zhì)運移方程還包括了零階生產(chǎn)的影響、其他溶質(zhì)的獨立一級降解以及一階衰減和生產(chǎn)反應(yīng)，以便提供連續(xù)一級鏈中溶質(zhì)間所需的耦合。運移模擬也會引起液相對流和擴(kuò)散、氣相擴(kuò)散，因此次模型在液態(tài)和氣態(tài)條件下可同時模擬溶質(zhì)運移。目前HYDRUS最多可考慮15種溶質(zhì)，在單向鏈中耦合或溶質(zhì)間獨立運移。物理非平衡溶質(zhì)運移由雙區(qū)和雙重孔隙公式引起， 并把液相分成移動和不可移動區(qū)域。附著和分離理論，包括過濾理論，病毒、膠質(zhì)和細(xì)菌運移的模擬也包含在其中。

Hydrus特別版使用教程

(一)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

1) 包氣帶地層結(jié)構(gòu)及巖性概化

主要依據(jù)建設(shè)項目場地鉆孔資料對包氣帶地層結(jié)構(gòu)及巖性進(jìn)行概化，需要概化出各層巖性及厚度，如圖1所示。

2) 大氣降雨資料

主要應(yīng)用多年平均降雨量數(shù)據(jù)，考慮風(fēng)險最大情況時，也可以選用日最大降雨量。

3) 包氣帶參數(shù)

主要包括土壤殘余含水率、土壤飽和含水量、進(jìn)氣值相關(guān)參數(shù)、形狀參數(shù)、飽和滲透系數(shù)、有效孔隙度、土壤水動力縱向彌散系數(shù)、土壤水動力橫向彌散系數(shù)等。

若有實測值，模型構(gòu)建時可以利用，如無實測值，可以取經(jīng)驗值。

4) 源強數(shù)據(jù)

需要污染物的濃度、泄漏時間。

如某項目工業(yè)廢水池中污染因子主要為SS、高錳酸鹽指數(shù)，其中高錳酸鹽指數(shù)濃度為2000mg/L，水池按三個月檢修一次考慮，則泄漏時間按照100天考慮。

(二)數(shù)據(jù)輸入

選擇水流和溶質(zhì)運移兩個模塊；

模擬時間設(shè)定：

包氣帶參數(shù)設(shè)定：

泄漏時間：

包氣帶相關(guān)參數(shù)：

污染物濃度輸入：

模型構(gòu)建：

邊界條件：

(三)模擬預(yù)測

在以上參數(shù)及邊界條件均設(shè)定完成后，通過運行模型，輸出模擬結(jié)果，可以給出污染物各時間節(jié)點在包氣帶中的運移情況及各觀測孔中污染物的時間——濃度曲線圖等。

(四)結(jié)果分析

根據(jù)污染物在模擬期內(nèi)運移的最大距離，可以得出是否到達(dá)含水層的結(jié)論。

如實例中高錳酸鹽指數(shù)在服務(wù)期限內(nèi)通過G1、G2觀測孔及剖面上污染羽分布可以看出，最大運移距離為35.5m，污染物未進(jìn)入含水層(含水層埋深>80m)。