环境土壤物理Hydrus1D2D模型实践技术应用及典型案例分析
为了让相关学员在短时间内较系统地掌握土壤污染物运移范围预测方法，掌握Hydrus-1D和2D/3D的应用技术，会议内容针对《土壤新导则》中推荐的污染物运移范围预测方程，精选模拟算例，详细讲解基于Hydrus-1D和2D/3D软件的建模思路和基本原理，重点介绍Hydrus-1D和2D/3D软件的主要功能模块及软件中的相关参数和变量，较为系统的阐释水流、溶质运移和热传导等问题的仿真过程，并进行较为深入的一对一讨论。
Hydrus简介
发展历史
Hydrus界面和功能介绍
土壤物理基础知识
土壤水流 | 溶质运移 | 热量传输 |
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 | 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 | 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 |
建模步骤
Hydrus-1D | Hydrus-2D/3D |
土壤水流运动的初始条件 几何信息、时间信息与输出信息 迭代参数设置 土壤水力特征模型及参数设置 Rosetta模型 土壤水流运动的边界条件 Ø 水头边界条件（Dirichlet type） Ø 通量边界条件（Neumann type） Ø 梯度边界条件（Gradient） Ø 大气边界（Atmospheric BC） Ø 深层排水（Deep Drainage） Ø 渗透面（Seepage Face） Ø 积雪边界（Snow） 根系吸水模型 土壤剖面参数设置 双孔隙度（Dual-Porosity）模型 双渗透率（Dual-Permeability）模型 水蒸气流（Vapor Flow） 土壤水力学特性与温度的关系 溶质运移模型参数和边界条件设置 热量传输模型参数和边界条件设置 模型结果输出与解读 | 模型建立与模块选取 几何信息、时间信息与输出信息 迭代参数设置 土壤水流模型及参数设置 根系吸水模型及参数设置 溶质运移模型及参数设置 2D/3D结构绘图 有限元网格划分及参数设置 有限元网格细化与拉伸 域特性设置 Ø 土壤质地分布 Ø 根系密度分布函数 Ø 各向异性问题 Ø 非刚性问题 Ø 观测点设置 Ø 流动粒子设置 初始条件设置 2D/3D边界条件设置 图形结果输出与解读 视频文件制作 曲线结果输出与解读 |
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，彭曼模型，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，挥发性溶质，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
！！！反演求解！！！
模型反演求解与参数估计
反演问题类型定义
参数设置
上机练习7：模型参数反演求解（！！！技巧！！！）
（水流问题，根系吸水问题，溶质运移问题）
附：污染物运移动态视频