Hydrus1D简明使用手册

1、Hydrusi D简明使用手册HYDRUS-1 简明手册用HYDRUS-1D模拟剖面变饱和度地下水流（简明手册）王旭升中国地质大学（北京）1.如何获取HYDRUS-1D2.版权声明 .3.参考资料.54. HYDRUS-1D的WINDOWS界面.65.设计模型.76.使用HYDRUS-1D创建模型 .87.输入模型控制信息.9139.水流模型-土壤水力特性模型.1410水流模型-土壤水分特征曲线.1511.水流模型一边界条件.1612水流模型-定水头或诵量边界设置.1713根系吸水- 吸水模型.17193HYDRUS-1D 简明手册14.根系吸水水分胁迫参数15.输入可变边界条件的信息16.编

2、辑土壤剖面17.编辑土壤剖面18.运行模型.19.察看结果.20.输出结果.20使用图形界面.23使用表格26262728HYDRUS-1D 简明手册4HYDRUS-1D是一个共享专业软件，用于模拟 一维变饱和度地下水流、根系吸水、溶质运移和 热运移。本手册只介绍应用HYDRUSID模拟垂 向剖面水流和根系吸水的操作方法。1.女M可获取HYDRUS-1DHY DRUS-1D由位于欧盟捷克的PC-P rogress工程软件开发公司发行，用户可以登录该公司首 页:http:/www.pc-。为 了下载HYDRUS-1D，应先注册成为用户，然后下载Hydrus-1D的安装文件：H1D_4_14.ex

3、e。这个文 件对应目前HYDRUS-1D的最高版本。2.版权声明HYDRUS-1D的作者为: J.Sim un ek,Dep artme ntofEn viro nmen tal Scie nces, Un iversity of CaliforniaRiverside, Riverside, California, USA.(2) M. Sejna, PC Progress, Prague, Czech Rep ublic.(3) M.Th. van Genuchten, Department of MechanicalEngineering, Federal University of R

4、io de Janeiro, Riode Janeiro, Brazil.感谢他们提供了一个如此精美而又免费使用的 专业软件，帮助我们从事有关的科学和教育工作。HYDRUS-1D 简明手册5当你运行H1D_4_14.exe解压文件后，会在您 的电脑中产生一个安装目录， 其中包含Setup.exe可执行文件。运行这个文件即可安装HYDRUS-1D软件。当您安装HYDRUS-1D时，象安装其它软件一 样，会出现一个许可协议，从中可知本共享软件 也受到美国法规的保护。3.参考资料HYDRUS-1D安装之后，在软件运行目录下 有HYDRS-1DManual.pdf文件。从这个文件您 可以了解到HYDR

5、US-1D的一些技术细节，如水 流、溶质运移、热流的方程、一些处理专门问题 的模型、输入输出文件等等。有一个Examples目录，包含大量的模拟算例 可供参考。用户还可以参考以下文献：?im?nek, J., M. Th. van Genuchten, and M. ?ejna, Development and applications of the HYDRUS and STANMOD softwarepackages, and related codes, Vadose Zone Journal, doi:10.2136/VZJ2007.0077, Special Issue” Vados

6、e ZoneModeling ”-6,070(,22),05087.Jacques, D., J. ?im?nek, D. Mallants, and M. Th. van Genuchten, Modeling coupled hydrological and chemicalprocesses: Long-term uranium transport following mineral phosphorus fertilization,HYDRUS-1D 简明手册6Vadose Zone Journal, doi:10.2136/VZJ2007.0084, Sp ecial Issue”

7、Vadose Zone Modeling” ,7(2),698-711,2008.?im?nek, J. and M. Th. van Genuchten, Modeling nonequilibrium flow and trans port with HYDRUS,Vadose Zone Journal, doi:10.2136/VZJ2007.0074, Sp ecial IssueVadose Zone Modeling ” , 7(2),782-797, 2008.http:/www.pc-、载。4. HYDRUS-1D的WINDOWS界面运行HYDRUS-1D，可以看至IWin d

8、ows的界面如下DHYDtd恬1J)kOOTUPTKtieLdcMnEjjii Cilfjlatiun E-sultii Cutifflifc血1卜liLrliLr YipflYipflD ja宝)ejnj当血I R00TUPTK旳丁拏警心_ 前处理工具匚寻#Hmin亠acesmEm _ |r d = Dzs1z-y InrictrzalioiL TiltrTiltrIjiJanfiotljhInfcroLMtInfcroLMt ionionFltw - Itcralion CriteriaFlow -SoiltVdj3iiic Frepertyodr dloM-SaiJtfr/draiii

9、ic ParamEtmrs Mow -上iundary JotdiTionsZ*?JS.IS.IL LU UC CTrwiEpartS：gte TraneyiQrt3SSslmc Transpurtj芭列Solute IronEpart空N NCDCDI IWalET Ltjke - ModelsVRjot Water litiiit = Wmer Sre-e J(tduciia(i griablrEomdary CendationG豆Foil Profile一G曲pMzl MiiarBlBlSnil Profile - Siwr毋T模拟计算后处理工具1/PrimPrim 匸二 I IV-Qt

10、CTV-QtCT UlUlWMrrWMrr 匸二 I IWmterWmterMt 竺-?briTi ：1 rnfarcfatioi-Treeifipcr-Fgartifln Psrozclzrs- foLnda-y Cnndi 11JUSJUSn nc cW3 u uObservation FcinlaIMrnfiLc IntarmatiacWaler FL pt - FuundLryFIFIUKUK S Sand IfradcSolute Tro/Mperr - Actual and Qirnilurirt Stujfdnjy FlLie: SoilHydraulic PropcrTicsT

11、iire rnfornalicnlass bsl ancfi linfnrcation所有的前后处理在界面中目了然，左边是前处理工具，右边是后处理工具。其中前处理的各项功能如下图所示。HYDRUS-1D 简明手册7HYDRUS-1D 简明手册85.设计模型在使用HY DRUS-1D之前，您需要对饱和非饱和水流模拟的基本原理有所了解，并设计出 自己想做的模型，准备好数据。个剖面水流模型通常包含以下几个要素:壤剖面从地面算起的深度，准备模拟那个时间段的水分变化。壤分几层，每层土壤的渗透性参数和水分特征曲线是怎样的。(3)根系是怎么分布的。(4)是否已经确定地面降雨入渗、蒸发蒸腾的信息，特别是它们随

12、时间的变化。(5)是否已经确定剖面底部的状态属于哪种类HHYDKUHHYDKU：? ? 11)11) KOtnUPTKKOtnUPTKEiLf Ylfiv Ere rrc-;e ebie mlai 1 on底FJid亘闾口m峑迴1 ROOTU?TK瑋#K 31Q DCCSECS豊#GeocETry InfornaliorTint InfHTMtl an s# Pridt InfcKTidtian匸二I H iterflow - rrfiraTinn Cri1 1Water Flow - SaiIHvdsmulic PropertyVodlg 阳tu Mow -S SDLDLI IEt-Jrau

13、lir：Pinz=-tTS厂“flow -DTtLndiTjr ConditiatigSlite Trfinsport - Ce诞ril Infflr&ntiDiiSSEcluftc Iranspart - Tm沖on ParEJictcrffSolute IrcuEPort -F FJCJCaction FsracctTTSSolute丁ran印art - foindary Condi Tians Sfbot WnerLptakt - fin delsR_ut Water litakr 讯alui. jirctti RcJutiui fWVriablf Coimdary Condit

14、ionsSoil Praf订e -订引MitarBB J JDIDIX XProfz-lc - Siwirsry模拟内容选项几何形状参数及剖面方式时间信息 输出方式 水流 水流-水流 水流溶质运移溶质运移-溶质运移 溶质运移-根系吸水一一根系吸水迭代求解控制参数 土壤水分特征模型 土壤水分特征曲线参数 边界条件一般信息 运移参数 化学反应参数边界条件 模型水分胁迫函数可随时间变化的边界条件 土壤剖面一一图形界面 土壤剖面一一数据列表9HYDRUS-1D 简明手册型的边界条件。下面是一个参考模型的设计图:6.使用HYDRUS-1D创建模型打开HYDRUS-1D软件，选择”File/new”菜 单

15、，新建一个模型。在name的名称test”，更改模型存放的目录。需要注意的是，HYDRUS-1D模型本身在计根系降水量301.ICS初始潜2隔水41图410HYDRUS-1D 简明手册算机中就表现为一系列的输入输出文件，它们存 放在与模型名称一致的目录中 自动创建而”CATOOLSHYDR1DProjects”录之外，还有一个test.h1d文件。这是一个模型 项目(project)文件，告诉软件下次到哪里去寻找 模型。模型创建之后，会显示前处理和后处理窗口(图5)。由于是新模型，还没有任何模拟结果，所 以后处理窗口是空白的。5jifarmatiqBt t / / lineline Lfarr

16、ailanLfarrailanS#S# frlfltfrlfltLoiLoiIZZliifraler Flw - fttracjoi Crliec-lfl鼻 31H31H tlnntlnn - - JailJail tdrauitLtdrauitL frnpertffrnpertf tjdsJtjdsJD 晦|號I IQ Q- SolPfferefSTtJVatTTJVatTT ?ln?ln - - EoimiarrEoimiarr LanfitizaiiLanfitizaii|J|J ?!?!L L EoftEoft JcJc - - UrUr 彗 IdId 弋t-Alt-AlI I 也 E

17、flEfl 讣 P*P*口 flfl】产- -SwfisTVSwfisTVIFIFJ JP P.IpI7.输入模型控制信息Up take，表示想处理根系吸水问题。电击 后，前。本例中，软件会个名称为test”的目录，中除了test目二 EileEile 倨盲 reirnresainfreirnresainf 皿 GilationGilationpullspulls ttticcuttticcuJJslrJJslrfYfrTkrcccsE.I I 丿 ffAlliffAllij歩门UM rp?Main Processes在弹出的对话框中输入模型的描述：a test model.然后在Simula

18、te首先，在前处理窗口双击中选中Root WaterOK之11处理窗口将增加处理根系吸水的工具条。HYDRUS-1D 简明手册12Main rioctrssea厂 SoluteSolute TtTt an&Dctan&Dct t t戸 lh SailSail FroEiLFroEiL 4Ht4Ht4-T4-T S S 1 1M MB BHYDRUS-1D 简明手册13Time Ififurinallun这个对话框中提供了一些灵活的选项来处理上边界条件的变化，下面简要加以说明:(1)蒸腾量的每日周期变化HY DRUS-1D可以使用一个经验公式来处理每天24小时潜在蒸腾量的变化，设

19、某天的潜在蒸腾量为T(例如用Pemman公式获取的,cm/d)，其中Tp(t)是瞬时潜在蒸腾量，t为时间。模型假设-Fi IIPU UKLKL炸0K0K模拟 30 d 内的变化时间单位上边界是随时iziiiiiziiii 1111 rimerime t=tt=t |y|y ococ ILILTUTU妙T flStif-Stif- 33LEItyCVlCTLtyCVlCTL：. . . .-nUElAUAnUElAUAT TI IITQITQ W WE E毎| |L L时间步长信息间变化的，每天 一组数据，共 30* 二二 JailyJaily V V iflljifllj uiuuiu kfk

20、f 7r7r u.bja-aLitu.bja-aLit I-uI-u liitliit 3173174 4 3 3、iVJi苗 :上.组数据厂 5 5LHuidiHuidii iiJ.iJ. Vir-.Vir-.b?b? KVmJSKVmJSLk*Lk*电旳U机也I IDoitDoitL L即.t tL L - - -: :I I:II LTLT 古自动处理蒸 腾量在每天 24 小时内的变化IIIf?f?. .! !广.i- 广丄EIHJHJ r r y yI I7(/) = 0.247I Iday 2 ；f 0.736dT jftE-Vay i abJp fn-.vidjy Condi :

21、onrs-P P iLn-ar-VaniLn-ar-Van bblbbl e e nzid-iTynzid-iTy Cor.fi:Cor.fi: tionstions1 13030ofofimcrVyLimcrVyL 比 ItIt wcarrwcarr gcoriagcoria (c(c ( (. .-7iin* BiicrtiiatontiiiitltiiiitlTiTi 钟 rirvnlrirvnl 11 HYDRUS-1D 简明手册14只占全天蒸腾量的1%。注意本例中蒸腾量的单位是cm/d。6点之前以及晚18点-24点的蒸腾量总和HYDRUS-1D 简明手册15(2)降水量的周期变化如果

22、在你的模型中降水量是周期性变化的，HYDRUS-1D也可以用一个公式来处理其中P是周期t内的平均降雨量。(3)使用气象数据择FAO组织推荐的Penman-Monteith公式，也可以选择Hargreaves公式。这些公式需要辐射、气温、湿度之类的气象数据。模型的另一个控制信息是对模拟结果的输出如P(f)=尸1 + cgID)(2.74)也可以在HYDRUS-1D中输入气象数据，它将自动利用这些数据计算潜在蒸散量ETp。可以选HYDRUS-1D 简明手册16何进行设置。在前处理窗口双击PrintIn formati on具条，弹出一个对话框。本例中确定输出30组模拟结果，每天输出1组。输出 30

23、 组结*果，每天 1 组11JL.JL. rijiiGrijiiG止血rrrr BlBl LavELavE aWpi,aWpi, SSI I厂Pra-nlPra-nlA A* *irirTTIrmlrml . .EIEEIE可以确定需要输出哪些时间点的结果 F FLtLt尹I I ESES*汕.P PMlMltPtP + +| ET31LIPintsPintstwpVtwpV finfinD D J4uk-pkJ4uk-pkKiKi 1 1斗T TT TJ?J?hfiivLhfiivLT TLAOLAO? ?JifJifF FJ JA A：匚drdrHYDRUS-1D 简明手册178.水流模型

24、一一迭代计算参数HYDRUS-1D是采用迭代法来处理非线性Richards方程的。在前处理窗口双击Iteration Criteria工具条，弹出一个设置迭代参 数的对话框（图10）。迭代控制参数的设置具有 高度的专业技术性，除非特别了解，一般可以使 用默认值。如果模拟结果出现不收敛的情况，需 要对最大迭代次数、迭代精度等参数进行调整， 但是在缺乏经验的情况下很难操作。Ttorrt 1; i on Gr i ter i ft图10HY DRUS-1D采用自动控制时间步长的方法 来处理迭代的收敛性。对于每个时步，如果迭代 次数太多，就缩小时间步长；如果没经过几次迭 代就达到收敛精度，则适当增大时

25、间步长。Water Flow-最多迭代次数含水量迭代精度压力水头迭代精度增大步长迭代次数信号缩小步长的迭代次数信号步长增大比例步长缩小比例最小吸力间距iT最大吸力间距nImrtLiaAImrtLiaAC CTLTLL-aL-a10to DQlIfiteiIfitei CDiL-LCDiL-Ln_n_ TvleiTvlei uijcuijc1 1 TBES-oftTBES-oft jlmjlm 匚心.3 3LowerLowerlt4tr-=.tLlt4tr-=.tLyL.yL.金 uiui 霍 mr rjpjp 打 04*4104*41 TlTlertlLotertlLoth 3LvvviLvv

26、vi Tilt*Tilt* iikiik llultLtJallultLtJa ctLctLturturtfptftfptf Tin*Tin* StopStop NjlUpIaNjlUpIaJifterJifterIn-In-：oL-BtLoL-BtL m m fpblwfpblwLiivtiLiivti LinitLinitiheihe lensilensi wnwn Iriteiv*!Iriteiv*!|030|030IppuIppu Z-initZ-initth*th* Jtnr:Jtnr:KIKIZziterrilZziterrilDCnn亡ELELL LK K二二述烷二空用于生成水分

27、特征曲线的散点值HYDRUS-1D 简明手册18水分特征曲线是非饱和土壤的重要物理性质，HYDRUS-1D提供了几种方法来处理与之有特性模型的对话框（图11）。SellSell HydraiHydrai 1.1. i i c c MndeMnde I I图11在一般情况下，选择单孔介质模型，并选择用van Genuchten-Mualem公式处理土壤的水力特性就可以了。如果还要模拟溶质运移，可能需要考虑双重介质模型。双重介质在同一个点有两个孔隙度或两个渗透率，相当于两种介质的混杂。双重介质模9.水流模型壤水力特性模型关的参数。在前处理窗口双击Water Flow- SoilHydraulic

28、Prop erties具条，弹出一个设置水力单孔介质模型双重介质模型双重孔隙度双重渗透性吸湿和疏干滞后H过程模型nHyi4rrtril-Hyi4rrtril-：i i r r汕S S I I- -F-3X-D1F-3X-D1 L Ltytync-d-llnc-d-ll L Ll l *4*4FbbLidiFbbLidi厂NilbNilb忆酗NfNf电啊厂U U a a idid FlFltetoitetoiCrriCrri二 BriiDBriiD Lfi.dqLfi.dq J*J*vyvy厂b b 遍k k a a EMEM D DJ JJ J tUTYitUTYi E E吋血blbl J J

29、 uiui b bhblljhbllj LyLy睥r r Dull-Dull-： ntoiitrntoiitr 0 0 : :tiltileLEobelieLEobelic.c. - -HITHITtir-sa-sf?tir-sa-sf?产Dltll-COtJDltll-COtJ LtXLtX 0 0啦1 1汁丄叶巾紀1 1也h h亡詔-ITIT U U j j ri-hri-h fa.fa.: : 1111 .I.I * * r r- - IffIff - -J JH HJ Jf f i i i iiiiriiir h h广 ：w wf f Di_-DAtfe4ALiJ.LLkDi_-DAt

30、fe4ALiJ.LLk皓h h匚 沁V V JmieLlJmieLl.- - A A = =吨*114114 1.1.U UTZTZ亠tresistresis丁I ID DBillBill2 2ip.ip. b-AL42.1b-AL42.1im二二1CH JrrzEfelD 1主要在溶质运移问题中使用HYDRUS-1D 简明手册19型能够模拟这两种“介质”之间的水分和盐分交20HYDRUS-1D 简明手册换。10.水流模型:在前处理窗口双Parameters工具条，弹出一个设置水分特征曲线 参数的对话框（图12）。本例中选择van Genuchten-Mualem水分特征曲线，(2.2S)A0

31、(2.29)其中提供了一组土壤经验参数库，可供用户参考。本 例中两层土壤的参数直接从数据库中调出：第1层对应Sandy loam，第二层对应sand。WaterWater K1K1 nwnw laraTURtsrslaraTURtsrsQfQfQtQt虚IphAIphAIIIIQ-11Q-11丨苗XIXI D.5D.50 0单aijqaijq2 2屈理？色D D 编号 r s (cm1 1) n Ks (cm/d)I土壤数据库hlhlC CM Mlavlav IKTTr-ilKTTr-ilyrtJirTfln.yrtJirTfln. | | *p-?=.dpTrr*p-?=.dpTrrI：二二

32、卫梵二二31 _C图12上壤水分特征曲线击Water Flow- Soil Hydraulic公式处理,n, I均为控制因子。HYDRUS-1D软件中X171 JSOOUOOUOOduOOduHYDRUS-1D 简明手册21在输入参数时，请注意参数的单位。话框（图13）。Water Flow Boundary图13边界条件有6种类型，下边界条件有8种类型。边界类型的确定需要考虑实际条件，在本边界选择大气边界条件，在降雨量很大时地表可以产生积水。植被蒸腾量和土壤蒸发 量分开处理，HYDRUS-1D推荐使用一个经验公 式来把潜在蒸散量分割为蒸腾潜力和土壤蒸发潜 力:11.水流模型边界条件在前处理窗

33、口双击Water Flow- BoundaryCon diti ons具条，弹出一个设置边界条件的对地面边界类型定压力水头定水分通量大气边界，可积水大气边界，产流变水头变水头和通量下端边界类型定压力水头定水分通量变地下水位变流量自由下渗排水渗出面水平排水TppTpp电F F GooiidurjGooiidurj ConditiConditi onon厂C CE E毗*nini Fl-iHFl-iHt*t*AtmtzpliEricAtmtzpliEric BCBC withwith SurficaSurfica LayerLayer广BCBC withwith 3wf3wficeice RunR

34、unJffJffr r VtriMtVtriMtPressurePressure ?4d/FLux?4d/FLuxOKOKCaKelCaKelJPreviQuz |I二口 V V 电广 Bonriclti-j-Bonriclti-j- PondiPondi t ti i onon- -CghftmtCghftmt Frssswr*Frssswr*A AF1:F1:UEUECCYuraatltYuraatlt Prssiur*Prssiur*厂FIFIJXJXi Fre* Drain眶eBeep JhrLinage广Fga;Fga; L LHorix#iitaLHorix#iitaL Jrain

35、sJrainsTa.1Ta.11 1 al.al. Cuiirlj.Cuiirlj.11 I I|L|LCz-LtiCz-Lti I IalalS-lnETS-lnET InIn七*HI ITMTM- -IJpbimipbimiI牛E EII匚二歸二:i根系吸盐模型(2.19)其中Tp是潜在蒸腾量(cm/d)，Ta是实际蒸腾量HYDRUS-1D 简明手册24Ta/Tp(h,x)b(x)dxLR(2.壤的湿润度可以表示为 但是如果直接用这种方法来计算实际蒸腾量有一 定的问题。植被其实可以调节不同深度的水分胁 迫响应特征；某个深度土壤干燥吸不上水，植被 可以加大在比较湿润的土层的吸水量，以补偿不

36、足。这种现象称为补偿吸水。为了模拟根系补偿吸水，HYDRUS-1D提供了 一种简化的模型，即如果湿润度高于某个临界值( c)，植被根系可以通过补偿机制充分吸水达 到潜在蒸腾量。如果湿润度低于这个临界值，补 偿机制受到抑制，发生整体的水分胁迫，根系吸 水总量将低于潜在蒸腾量，并正比于湿润度。如 果不考虑这种补偿吸水机制，可以令c=1。14.根系吸水水分胁迫参数 在前处理窗口双Water Stress Reduction工具条，弹出一个处理水 分胁迫参数的对话框(图15)。本算例中直接从 数据库中调入Wheat的经验值。击Root Water Uptake-HYDRUS-1D 简明手册25图15根

37、系水分胁迫Feddes模型参数Conditi ons的对话框(图16)。本算例中，在步骤(11)中已经把地面处理大气 边界，同时又选择使用消光系数法划分植被蒸腾 和土面蒸发，因此需要输入每天的降水、潜在蒸 散量、叶面积指数等数据。还有一个需要输入的数据是最小压力水头 值，即地面土壤达到最干燥状态时的压力水头。 从理论上讲，当土壤十分干燥时，吸力很大，而 液态孔隙水的压强很小，与空气湿度保持平衡关 系，因此有Root Water Upta,.咳F H亦FirFir卯pl*rspl*rs roro ropiropiPZHr r L Lf3r氛n|-印0I-SOO !-ieooofoJOKOKCui

38、cilCuicilMeKtMeKt . .belTbelT胁迫函15.输入可变边界条件的信息在前处理窗口双击 具条，弹出一个处理时间序列数据Variable Boun daryr2Hr2L=0- 1 P3 P2LP2H Popt P0压力水头(Pressure head, cm) 勺两个临界吸水强度1数据库 -吸水强度丰(cm/d)HYDRUS-1D 简明手册26其中RT/Mg为空气的摩尔气体常数。空气湿度虽然可 以通过气象数据得到，但这里公式需要的是近地 面的空气湿度。一般情况下，取饱和水汽湿度是 可取的，因为2 cm深度以下土壤空气的湿度往往 都是饱和的，只不过随温度发生变化。因此，可 以

39、根据近地面气温的变化来推算地表土壤的空气湿度 （饱和水汽湿度）HYDRUS-1D对值，缺省值为hCritA=| hA|=106cm=104m这个数值只会对土壤蒸发起作用。HYDRUS-1D建议：hCritA所对应的土壤含水量应该至少比残 余含水量大0.005,在模拟根系吸水的情况下，hA还应该低于图15中的P3。否则（hAP3），当根 系吸水的临界值压力水头（P3）和地面蒸发的最小 压力水头（hA）满足时，会导致回流（inflow）现象， 这是不合理的。除非存在特别干燥的情况，模型 一般不需要仔细处理这些问题。-丘丁JffTffTA 严）hA为最小压力水头，Hr为空气绝对湿度,(2J2)，再换

40、算成压力水头。 中需要输入的是最小压力水头的绝27图16时间(d)降水量(cm/d)ETp(cm/d)hCritA(cm)LAI100.51000002.1200.61000002.1300.41000002.2 1400.51000002.2500.51000002.2 1600.51000002.2 1700.31000002.380.70.11000002.3900.41000002.31000.51000002.31100.61000002.2 11200.41000002.21330.11000002.2 11400.51000002.1150.50.21000001 时间(d)降水

41、量(cm/d)ETp(cm/d)hCritA(cm)LAI1600.41000002.11700.61000000.31 1800.71000000.31900.71000000.31 2000.71000000.32100.71000000.31 2200.61000000.312300.51000000.3240.30.21000000.3252.30.11000000.31 261.10.11000000.3270.50.11000000.31 2800.41000000.312900.71000000.313000.71000000.3数据可以先在Excel中准备好，如表1。这些 数据

42、可以拷贝到图16的电子表格中。这些数据显 示的降水量、蒸散潜力和叶面积指数变化特征如 图16右图所示。在第17日由于庄稼收割，叶面 及指数大幅度下降。HY DRUS-1D 简明手册QiQiococ口OSg gB B? ? 1 1 J J c-.rc-.r J-J- 1 1 5 5-uafloaonrd-uafloaonrdIHMIHMiOLHriOLHr u uniE-niE-iWBfiWBflOXMKlOXMKIliAUiIliAUiinxainxa；i imuEmuEIBDCOiIBDCOiiarwiarw；i imuEmuEi i CWIiCWIi1KW1KW1IEH1C1IEH1C2.

43、2.1 11n3.532.521.510.50| Lii-iLii-i IIIILijLij lEvililEvili IiIi 1591317212529Time (d)M MMMTMMT W WF FI I降水量(cm/d)LAIETp (cm/d)HYDRUS-1D 简明手册28使用图形界面软件（图17）。这个图形软件的使用比较简单， 我们需要注意的是在Conditions菜单下面有很多 子菜单，包含处理各种问题的功能菜单。首先要做的事情，是确定把土壤剖面离散化点。选择菜单Conditions/Profile Discretization,在下拉工具条中把Number修改为301。Con

44、ditions ProfileDiscretization MaterialDistribution RootDistribution Scalingfactor Initial ConditionsSubregionsObservation Points在前处理窗口双击Soil Profile- GraphicalEditor具条，程序将弹出一个处理土壤剖面的为多少个节点。本算例土壤模型深度为3 m，我们希望节点间距达至U1 cm，因此需要301个节Conditions 菜单剖分节点土壤岩性分层根系分布尺度因子初始条件子区分布观察点土壤剖面分 成31 个节点，则节点间距为 10 cm* Bi

45、l百Condi:iEJitptionabHycirus-IDbHycirus-ID一ProfileProfile . . .匸句区HYDRUS-1D 简明手册29接下来，确定土层的分布，本模型有层。缺省的土层编号为index=1，就是图12中的细砂壤土层。选择菜单Conditions/ Materialcondition，把下部土壤层设置index=2，这个土层编号为2,实际上就是图12中的中砂层。图18再就是确定根系随深度的分布，根系分布函数b(x)是一个很特殊的函数，它满足以下条件LRM0b(x)dx 1bnzDistributen， 在下拉 工具条中使用EditConditionsMat

46、erialEciditlona tJi th tb.uk ilclr些釧创Elffi判*引目jkjk1.点击工具条2.在剖面底部点击鼠 标左键再放开，从下往 上移动鼠标，选定土层 范围，然后再点击鼠标 左键，修改土层编号，弘drdr T T!右下角是鼠标所在 =的 z 坐标高度JEdie刖钉呛、心修改节点数畑hkurhkur设置2层土 壤岩性编 号HYDRUS-1D 简明手册30n 1其中LR为根系层厚度,x是深度；z是节点间距,bn是每个间距中的根系分布函数值，M是根系层占节点数。本算例中根系层的厚度为1 m，假设HYDRUS-1D 简明手册31根系分布函数为线性，并有b(x) 2x, X

47、1容易证明上式满足积分为1的条件。设置方法为, 选择菜单Conditions/ Root Distribution，在在下 具条中使用Edit condition，划定根系层范围(100 cm)，把顶部数值设置为0，底部数值设置为2,让程序自动进行线性差值。1414IfIf图19In itial Con diti on。本算例中初始地下水位高于底 板! !ILIL C C |i|i- - P Prpfrpfi iK K I I“卩I;I;IIII耳：- 匸.：厂1 1斗:J jul&4 4_ *111*111 r 恤 t t FlFl 1IIn n =1.=1. 3131 twltwl

48、 EFEFConditionsRootDistribution使用工具条C(mdC(mdI I1.1.1 1mm If.,.If.,. X X F步处理初始条件，选择菜单Con diti ons/HYDRUS-1D 简明手册32100 cm,假设土壤剖面初始状态是静力平衡态， 则模型底部的压力水头为+100 cm,地面的压力水 头为200 cm。使用Edit Condition工具条，分别 设置顶部和底部的压力水头，并让程序自动插值33HYDRUS-1D 简明手册形成初始条件。最后，选择菜单Points，使用Insert 必要在靠近模型底部的位置加一个观察点以判断 地下水位的变化。关闭图形程序

49、退回主程序。使用表格Soil P rofile- Summary工 具条，程序将弹出一个表格（图20）。在这个表 格中可以进一步修改土壤剖面数据。图2018.运行模型我们已经把所有需要的数据都输入了模型 中，下面就可以运行模拟计算程序了。选择菜单Calculation/Execute选择OK,则会进入模拟计算模块。软件将调用HYDRUS-1D的核心程序进行计算，Con diti ons/ Observati on具条添加若干观察点，有17.编辑土壤剖面一-在前处理窗口双击Hydrus，在弹出的对话框中1 1 K-UK-U“心.VisVis蚪r士*二-VPVP w?w?补空:WSSTWSST55

50、业34并输出有关 的信息，见图21。HYDRUS-1D 简明手册35臣HydruB-irHydruB-ir Calculation:Calculation: tettetFl-frlFl-frl EFE4-I-EFE4-I- t*t* DlCWlDlCWl图21一般情况下，如果迭代计算的收敛性较好，模 拟时期又不是很长，将很快计算完毕。但是，一 旦出现难以收敛的情况，贝冋能等待很长时间才 有结果，或者非正常中断。本算例模型在很短的时间内就能够完成计算。19.察看结果模拟运算完毕之后，模拟结果可以通过后处 理窗STISTI L L 1 11 1缸0 04H74H7屮 tVtVI ItTtfltT

51、tfl I IM7JM7J 2 2nVLnVLSUSSUSH H V VHWHWAJlAJlK?lK?lUSUSL L14E14ET TM-4M-4I-I- hllHMfhllHMf # # 1 1畑肿0 0I I !?F-*!?F-* I I W4HW4H B BLJLJE+W-iE+W-i 、如祖RhfHRhfH9 9畑耿I I邨1 E+m-aE+m-a Mir-nMir-n ME+Al-aME+Al-aML-i|ML-i| h h %E%EH H 1 1A AMF-i4hMF-i4h 9 9 MF4MF4 U U HE+Bo-UHE+Bo-U2 2 IEIEMEME E EI I比nFn

52、FUEUE你J 阴曲u-uv6rf-iuiu-uv6rf-iui tniT.tniT.HHHWinVHHHWinV JflhJflh J J口a a HHHHB BH HR RB BI IbZH.bZH.M M 冃眄 r ri iKiKi旳7J7J LUM.M.UH.H.-kUta.-kUta.TliWTliW liVliVIrCuIrCuIT TB*B*曲liT*eliT*e h*rh*r hwvhwv, , 4Fin4Fin帛 號 frlfrlH HE E甲旺I I卉W WCJE+frlCJE+frl性W WIEIE IWIWJE+SlJE+SlSts?Sts?4JT4JTmoftmoft

53、#.#.I.I. iMwiMw 卄lollol JEW-4.JEW-4.I InrH4wnrH4w井 LIILIIE-411-4?E-411-4?I.I.hflLH4WhflLH4W / /LilLil胸I I IP-*IP-*事l,l,m m眸LJLLJLE+WE+W#?#? M M g g K K】* *OSMOSMM MIMMUWMWIIMMUWMWIR4R4 a a7LiJ7LiJ2 2TTRTTR 1 1也3 3 1 11 1TKaTKaa aK K ? ? vmvm 1 1TFTF 1 14HM4HM 4 42ysE8iLtit-l2ysE8iLtit-l l;*zl;*z t t

54、 URUR 七LPb b G G七= = = = = = =-=-三三三K K筒M M 柿艮鹏- - - - -H H H H M M丑；i?浪ii：幷丑HYDRUS-1D 简明手册36口中的各个工具条来察看，见图22。HYDRUS-1D 简明手册37 BHYDRirS-lDObsCTVillObsCTVill ncirinciri- - LfeiLfei堅KziQlKziQl WalerWaler UpTal-reUpTal-re - - H HodelodelE EI I总 RzidRzid 耳 xur UptakeUptake - - WatWat CTCT tru.tru. 一 I I

55、 VstfiaileVstfiaile Baundai/Baundai/ Condi-tiorsCondi-tiors hlhl“ |Fcr|Fcr HelprHelpr prggjprggj FlFl图22实际根系吸水（蒸腾）量、实际地表通量、水分存贮总量等的变化。20.输出结果如果我们想把模拟结果保存为其它文件格式，用其它软件进行后处理，则可以做进一步的转换。HY DRUS-1D的结果图包含曲线信息，点击右键，会看到有一个Edit Chart Data菜单，用这这个电子表格的个别数据可以修改后重新显示图 像。图像test rx_b b JJ佃l1l1叭可 GiBGiBCuunlCuunlJ JJlpflJlpfl fcnjeaiAfaterfcnjeaiAfater CnEertCnEert T T _D DHflHfl S3S3 吕！.npGJ