1、天山北麓平原區(qū)包氣帶水分運移機理與數(shù)值分析HYDRUS1D軟件使用手冊一、軟件介紹二、安裝指南三、使用指南四、實例介紹、軟件介紹HYDRUS1D是國際地下水模型中心公布的，計算包氣帶水分、鹽分運移規(guī)律的軟件，用它可以解算在不同邊界條件制約下的數(shù)學模型。若將坐標原點選在地面，取z軸向下為正，則一維飽和一非飽和帶水分運移基本方程為：-K(-1)Stzz式中：8為含水率；h為負壓水頭；S為植物根系吸水量，對裸露區(qū)為0二、安裝指南第一步：安裝界面;第二步：選擇安裝目錄;第三步：修改存放名稱;第四步：安裝進度顯示條;行第五步：完成安裝;、使用指南（一）初始界面軟件開始界面如圖所示:（二）數(shù)據(jù)輸入及運行1

2、、選擇計算模塊口圉瞪|蒙|'3F|1|啊舊Haiinyrccazs4£'wine'LryErforialio|YiititLed睢axnProcFDiEaaffF££t-JITDCdtzi匚萼Ir.EilwLait»nticu|>FLijwseud.HeadsIl*=I-r二F9PrintYahttr丫虱”VatflrVfii-.町*-w-門料-門*"-LtarktSoilK5qnrtBliTiiIfranIwlTnriOlqB總5討*丁DSoilPrafilt-Gr<p-ScrilJilfl-Svin維lJ

3、lJk.1：|HeleE、to"mrDfi.i3：ir3g山才21rLiitEQidigJFirrf叼1九5二n型kv.jrelcySoluteTjrST1XPDCt施eIkajupcjI2.t凸+tr1jit-ice即ttiJt-arthHUR2、模型幾何結構屬性r蜉儲Tb產(chǎn)”17i口|圉I刎珞舊|m|T|冏同骰QULIg省同MantTird£S.45氏"il*TjlE口flin&Ge*netryluiornatzam1(0lat-rJlov=Jfnd.n-yFItuczanddkd.<Lzrina1itf±rriitio1田ltIJSd

4、i1Ky-lr-i-alic噂崢arti*Phnt工Phb70CE52】nj|Poa|一：r。二七。3：1叮仙的TT忡第FkrNSoilTrSgLIt3、時間信息HTDEU5-1D一粘土1!il.v-FTMinW-u3uliti恥：社|口|=喳蝮墾9ITT般口|ffrsi-jir'>c變E/*/L22JHantl->z<sj4cin#tryItTincIjiLirr丫GH¥a(«rV114F、5乳中小FL.WT"*Trfi"性/E口肛1tf&Euds4、選擇輸出結果(BJ®.HTDSIJS-ID-枯土0|同圃口

5、|刎西百|(zhì)E|?Pre-s(rczezilncMdiinTrocGeJnleEihet口g.TinaInfcFfritrlriFirintIrkfvrt>q.liQii-Mil匕山上，Ky-S-»ilHy4r:Tit*->>iidlar;L1viaticB/h&sttCwdi卷Fro-fili-Gj1琲門eqForHdpw智a二715、迭代步長PrintInfor>ationfriM耳1Uva，Ml-Lt”電LPrifilFiriEIjTTiltr尊EFrirdal4etPrintTinaz.ZIDtartiatLl.116、土壤水運移方程SoilHy

6、dLrauLiclodcl5TFle7tTG£a：S三二咤防tnFfkiG，*nMty:TiiiaInf-2FrinlIidKmrTlkrTLsYsHmFL：frf£sLEroE:Hy4rajE2.LcIImjc1tdrssi*-f1i>，"J.£濟WinScAnJellleEi"Viinlen.向Vl<kAjiT-fcttlTTVva4:1(i<J/anGnuchlJii廣肘立詠弓一比十卡/區(qū)£工豌：f)c-r«rTHu)-Lual'Thq3111r丁礙EUuilc.I#llgcd-廣C5Jil-

7、Ji£rros：1.J,rill.LdCGsrUdhd官1ILttL-j;a-TCGitvC：bLLc-iT-n?bi_c：,VGttcrc.m廣atu：1七7tkbLle-jiTflibis：,h.=±d.neiss廣LioL-p4±VTCabi-ltjQUbat，七qx0quitimrrijs!jirfTDtiibfllij*t?(r6wtn,d族onditMiMEup上MyilcrcsiaifiIokystit量£：史3kMin丈七lulA-i1suirvLXziaroLZ>3r口七。匕i/h8currc5&£«&

8、amp;>rTni«-i<jjf蟲>防=nThKtlp.prcssFt7、巖性參數(shù)HTDRUS-1D-稀土_r.X,口.通蒯里IW虺目，取回I£!Jr*維*±工七皿2。4©立45亡2atMQ*AlphanEs111.必0.49u.5269工1出口5了函MaljjpTWTl8、上、下邊界條件確定lJe*nelrjrInlornTiftalufnit!yPtjutIftfofhBh41firFL*-IlNmTlcw5ft8勺由白FL*"S>Flf"BiVarLilicHqmd雪531ETbfila-SailFrD-

9、fil*-Up”Efi>J4ULil-dyCun.Ji!LdtCunA.i«ntTfiii.euuHa-*Jtuiuki.3t"g.AthcsphcxiaJfcCiEh£L年aAihc>sph.cxisJsC5thMe里hOi*Igxn41kLe:Jtrcss'zr4Ha-ad,V«z"i4.bl«Jtrcss'r«ti«-&d/rLuH'Cqgl5t？F«>5,b3：CHuT-G&nsj;gt"0彳Vtriple于廣登車=&Hg

10、T戶VuriiMaTl.iarTrtraineeU9、上、下邊界條件數(shù)據(jù)輸入Ifii"milt工出VIIIOmTj量，既*ek«lIn.¥ftl«r匚g處工-HTDRUS-1D-粘土1_B|XTaEltwVifi-IhirUtlp口匕一WplTi«:TwrirtblftRiiimdj!jCnThdlifinnsXT1B.ChTopCVL1108?22LI0933089<4uU9bEuH9660897?ri09SB0899S0aq101D03911110a?1?12II0913130891414uBHlb15083旅JIFrwimi.IHi

11、itI由Ip"Mid“如13Ltm10、幾何結構確定11、初始條件SoilFristiloSuuB&ryriTi12、模型運行用囿|他但|n|f|w|間于rof口?lufornMi,Vai*trflcHHJJn430；t=4dtJLs1Kyirftnlic科51TiniEIiifcrinitAiHYDRITS-1DfiiidfDoli-rsuv-azLlt<rui?HUXLE-ljbpilicatian.7（三）運行結果1、剖面水頭、含水率等計算結果的ETDEnSlD-二IE*迎上DrMePrnfilpInfnrAstinnX|Z叵區(qū)JLj.jciJuFmhlqLrii

12、UnTU©"Efs二"bkid_口LL怛工口工且，四1.11J【;且八打rFJmy-0|G|國I|Ft&-pracq產(chǎn)i匚工Flu.nPre=S3!tj-twiitrj-Lftl7£<?ItifpE星IFre，UmirfHnaWVktCT門WV«1«tFl必-Frc-fslc二fl*tsrC<SLntProfaleinftrbJtyiranlieCrnijMlL*t產(chǎn)DrmfllAIFifeIFFr*七人啟Lnf«rh4lLtncLtpmiifIUMIH”nullfrofMg.7Mmm卡*EFluiFro

13、filE二n1-rnEtL=n.丸:口七Updak，VaremitIfijct«="azidMbsmIsUM2、邊界流量信息1?Q口=03、參數(shù)屬性HYDRUS-ID-SoilHydraulicPep口rti，gMain.TrocoExGc.>metrjfTina"nfcFfrillxint工h£q曲qHearLt*-tfsler71*r,HurTL4v"帕Tl。SaUTro-filiStilfro-fsl?4、運行時間信息Kim-Tia«JjifaTAartiQn|n|x|Erd:4sije-nelryInficlinelut

14、zrriitFrmlHnfgrnsiN電。FL,-VtiairFl-sw-mm-FLM"/ariMie加丘itfrpfiltSc.LFrafil5、水均衡信息T口-希士i-n|xasEalancoInfornatioB哥子”蜜七Pto-Maii*mHa*3tsUYRjgmIifl-Lfi：21Uhtt-E：1-4.呈uTlXfi：JE：43：.T.daycrM=miolriseITTgoao胃心之0蝠=中已艮皿工1Area.U-vLuiig£n.TLgbHawnTapMln曳Eor.FlanILILJILE11IL/TtMTDODO401.342,714!uUD0DQi40

15、ClK4ni.EZ號口SI-03.90000E4EJJ.-3S4,Z7B40J.,go口期皿.439&794Q1T二HUITM.4DOO<_MLT*rK*】p'prtstJIErNsir.PrvEesie-a亙圉旬回Wf%g|m|fNiiUselon四、實例操作流程介紹1、實例介紹對奎屯原位試驗場包氣帶裸露區(qū)非均質(zhì)水分運移規(guī)律進行模擬。剖面巖性結構從上到下共7層；包括：壤土、粉壤土、粉質(zhì)黏壤土以及砂質(zhì)壤土4種巖性類型；水位埋深最大不超過9m；模型運行期為4月1號至11月20號，共234天。選擇萬方程作為模型計算的方程；上邊界為變化的負壓邊界，下邊界為變化的水頭邊界；初始條

16、件以4月1號觀測的負壓為準輸入模型進行計算；輸出每月最后一天的結果信息。2、軟件操作流程：第一步：軟件可以進行計算的模塊包括水分運移模塊、溶質(zhì)運移模塊、熱傳導模塊、植物根系吸收水分模塊以及植物根系生長模塊等，本次模擬只對包氣帶水分運移規(guī)律進行模擬，故選擇水流模塊，操作如下圖所示：7li>mTn1rhe上isiPriat工u:3fA.I，中立¥*tarF1mTmtV.UiHfitar町*賓1LHVfliiFlb#-Vs"i«!<：CSailFyafils-Gr-ojS»il?rafile-Sum第二步：選定計算長度單位m,剖面巖性類型4種，從上

17、到下共分為7層,計算深度為9m,操作如下圖所示:第二步：選定計算時間單位Days,計算時間從4月1號至11月20號，共234天，邊界條件隨時間變化記錄的最小間隔為1天，故隨時間變化的邊界條件記錄數(shù)為234天，操作如下圖所示:第三步：要求輸出每月最后一天的計算結果，統(tǒng)計共有9天的計算結果，操作如下圖所示:CHTnBIIS-l»-地位金吆域«匚叵區(qū)）£.J>grKoc«55i«Hoaatinl*n£LlsXiMo#fdL>口|0|啕。|且國目|E|T|照同|Irfi-srocnsiait*'F-ss:cpz4szitl

18、S2£中上工>»is-tornatiiditj?Flotesar4Mtafero:ufii白s.<i必日l工/»rLTin?!InfinitiPrintInldrfbGtLSiriWaterFlew-IteratltiiFLw"£«il即cmWflltrTLcn-SullH加iKNm71-5*-叫*wttCV'-ari-allbonnd.iuCaz4i-5口量LTrpfilc-GraphiceSailErnfila-Suntiii-aary口IN第四步：迭代誤差限的選擇以模型默認的為主，如果軟件在運行的過程中出現(xiàn)計

19、算不收斂的情況，可以通過適當調(diào)整誤差限來達到計算收斂的目的，操作如下圖所示：第五步：土壤水力傳導模塊選擇土壤水計算中普遍認可的且通用的wan方程作為本次計算的擬合方程，計算中不考慮水分運移滯后現(xiàn)象，操作如下圖所示:Cnvnunsid-I原林斌單玨_n,x5011RydLtaiiLicModelH，=nFroc'iGe*nelrjr.tinaliLtzPrintInfiflfateta怛“FFL?性1記F1-?FLmSiMh】SoilTrafSgLIrot;HyiraellicN>delt'arssitzf!口dkd3蓿ZUl3W&SITl-W1Lm1rift厘YM

20、k小土-EuLb%1虻花rV«dLfivtnGinuchttn廠肘中心口-匚附一sisf*Hol電7卷土二=ler*sisD.L-steiiticJicurv1r版$1“更idifllfeiitiriLeurEmd©Mu第六步：包氣帶4種不同類型土壤巖性參數(shù)，可以通過輸入實驗室土壤顆粒分析結果獲得，操作如下圖所示：第七步：水流運移模塊上邊界條件據(jù)實際情況選擇隨時間變化的水頭邊界,下邊界選擇隨時間變化的水頭邊界，以變化的地下水位確定，初始條件選擇壓力水頭來確定，操作如下圖所示:第八步：輸入隨時間變化的上、下邊界壓力水頭值，操作如下圖所示:第九步：剖面不同巖性層位位置的確定，點

21、擊下一步即可ETOEDS-ID-匚原役試差場*.,口|同圄就粗日|ETM?間|Hain5rcc&=«=.GeufTie-trjyInfoniia11on.Iiftei.h±«rin4.1LciLsz口TOrm網(wǎng)*gn-vFl-tvFl-wFl”II.er,»(iCriIeriaVwi血鼻Exag5nilTrofLle-(S«.ilMvfilc-；HTDEIT5-1Dguid&WO期期lljmFrcfsle¥逋。H#v二由cftcHV$武工辱心mlkfrftrti4sR<1ITteflifHlrpt'j1i

22、iDotouvztitorutKEUFLLEzjipLic?run第十步：根據(jù)奎屯原位試驗場剖面開挖實際情況，設置包氣帶不同巖性層,設置結果如下圖所示:第十一步：包氣帶剖面按間隔5cm進行剖分計算，觀測數(shù)據(jù)以線性插值的方式獲得，如下圖所示:第十二步：軟件運行的準備工作設置就緒，點擊OK軟件進行運行計算，如下圖所示:第十三步：下圖為軟件運行完畢對話框，從下圖中可以看出不同時間的計算結果。!('HydruB-lDCalcultftivn;原位試瞥場B麗孔L333342的7-：51E-Itt.姍"HM*f>EE71=14七.(M1,75219,666?32SB9.295-(1

23、3-.SflE-»2.蒯E*靦.6SE-01-1.62.呢1,75乳機電能8225B2.19EK)-.41E0E.日曬，靦M4E照L0.勖L為220.42606-.2SE-«2-.51E-»2*施,%.69E-01T4mi.我"IJJMHH'£四肥-Jbb-m-.SKE-lte*fclE-01-L£4.UHL處221-500042S12-,5flE-C3-.S4E-02.的10®.69E-01-1.48,001,75sas.eeee)asis-,33Eeo-jsge02加施祖目.59&削ixb.的.再2重*靦

24、白4靠19-.&7E-C3-<tlE-93.陋E“0O.E7E-01-1.42.附1,7E224邸領4鳴如-.fc8f-fl3，浦E-隙劃RAW56E-W1-1.36肥1.75225.晚現(xiàn)42527-,76E-fl3-.76E-02.日曬'1崎.54E-01-1.30.附1,752%.蜘萌42531-,21EK)-.7BE需凱的.53EBlL3G.勖L力327.60604253E+即口網(wǎng)-.78E-»2.B施的.E2E-01-1.0.的1.7522R.胡事n4/到JSJ=-fl3-%F-IWR麻陶而IE-吩-1.51胸L磨22九的函42S43.Z8t-C3-.打

25、呢.酬上*閣.5tfE-01-1.58.蜘1.75sjs.eeee325453?口蜀建呢.eg口崎4整同.的i*再TimTtUItCiinuTap£ulnp案”由)mSuBntHTophRnothVntzai.eeeo325喟.35E-C3-66E-02曾砸靦H8E-011,73.曲1.75232.60602251*E出M2E鴕BH口崎H7E011+S0.購L內(nèi)2W百麗n22SS3.3SF-fn-.59E-BS.47F-M1-i.R?胸1.內(nèi)門孔蜘岫2U555H仙-C3-，55E一駝.捌E*的.46E-017*%.助1.75RealCineUucl1.靦即目囿GOO90朝Pnit3E

26、nt«iLcontinuea第十四步：不同埋深點包氣帶剖面壓力水頭隨時間的變化曲線,如下圖所示:nHYDRUS-ID-pipe¥11=I國口|MainFroftExiGejuelry工Jidtt112lTL£<fh±ll胄rarV-a.Ti-all«SvillyufjLeSaiLfrof3Laiiiii工IfkTuiI.肛”mw71”-第十五步：不同埋深點包氣帶剖面含水率隨時間的變化曲線，如下圖所示:第十六步：包氣帶剖面壓力水頭變化曲線，如下圖所示:潮喳IN亂1口JracesztG回即Irifi.Title4通師midFrirIrifun

27、sma-YUMf門nHUn肛r-MiFl*v-VirittltHomSoilTrofLleBasicl.!£ofilcInf。工毗工©itinm第十七步：包氣帶剖面含水率變化曲線，如下圖所示:自由國圄$少骰陷nlg留閨1金？SMir:零NunJraceszt6回辦日上9Irifi.Title4通師midTrlhlEnfrmma-humtn«vFl寸-MFl*v-VirittltHom5313e£lI5*ilTrofLle第十八步：模型上邊界流量隨時間的變化曲線，如下圖所示:-HTDRUS-1D-BoundaiEy¥-aterFtuiarandPrcsrutoH?aidc口|同圃回、TV-ej；iraressiriMenTrocaziflttnelr!/工nfwlinels±.crnJrmt工度西女Wailer71«