hydrus1d(水环境模拟软件) v4.16.0110免费版

hydrus1d是一个模拟计算非饱和土孔隙气、水、汽、热耦合运动的软件。假定孔隙气和孔隙水运动分别遵循达西定律 ,而影响水蒸汽运动的两种主要因素分别是分子扩散和孔隙气运动 ,其中受分子扩散影响的孔隙水蒸汽运动可用Fick定律描述。热转移则主要包括了三种形式 ,即传导、对流和汽化潜热。根据有限单元法 ,编制的一个三维的计算机程序用以模拟非饱和土孔隙气、水、汽、热的耦合运动。

Hydrus-1D是一款专业且免费的水环境模拟软件，该软件包含一个一维(1D)HYDRUS有限元模型，用于模拟变化饱和介质中水，热和多种溶质的运动，支持交互式图形界面，用于数据预处理，土壤剖面的离散化以及结果的图形显示。此外，还有Hydrus-2D和Hydrus-2D/3D，Hydrus-2D提供一个二维的HYDRUS有限元模型，但是在2005年之后就停止维护了，并将其集成到了Hydrus-2D/3D中，Hydrus-2D/3D还多出了一个二维的HYDRUS有限元模型，功能共强大，当然，Hydrus-2D/3D不是免费的。

1、该程序可用于分析非饱和，部分饱和或完全饱和的多孔介质中的水和溶质运动。
2、流动区域本身可能由不均匀的土壤组成。流动和运输可以发生在垂直，水平或大致倾斜的方向上。模型的水流部分可以处理(恒定或时间变化的)规定的头部和通量边界，由大气条件控制的边界以及自由排水边界条件。在从规定的通量到规定的头部类型条件的模拟过程中，土壤表面边界条件可能会发生变化(反之亦然)。
3、对于溶质运输，代码支持(恒定和变化的)规定浓度(狄利克雷或第一类)和浓度通量(柯西或第三类)边界条件。分散系数包括反映分子扩散和曲折效应的术语。
4、使用vanGenuchten[1980]，Brooks和Corey[1964]和改进的vanGenuchten型分析函数描述了非饱和土壤的水力特性。进行了修改以改善对接近饱和度的水力特性的描述。HYDRUS代码通过使用Scott等人介绍的经验模型来结合滞后。[1983]和Kool和Parker[1987]。该模型假定干燥扫描曲线是从主干燥曲线中缩放的，并且湿润扫描曲线是来自主润湿曲线。
5、HYDRUS还通过一套线性缩放变换实现了一个缩放程序，用于估算给定土壤剖面中的水力变率，该变换将单个土壤水力特性与参考土壤的水力特性相关联。
6、通过逻辑增长函数模拟根系生长。根据Feddes等人提出的功能可以定义水和盐度胁迫响应函数。[1978]或vanGenuchten[1987]。
7、使用Galerkin型线性有限元方案对控制流动和传输方程进行数值求解。在饱和和不饱和条件下使用隐式(向后)有限差分格式实现时间积分。采取其他措施来提高瞬态问题的解决方案效率，包括自动时间步调整和遵守Courant和Peclet数的预设范围。使用Celia等人提出的质量保守方法评估含水量项。[1990]。用于使传输解决方案中的数字振荡最小化的可能选项包括上游称重，人造分散和/或性能索引。
8、HYDRUS实施Marquardt-Levenberg型参数估算技术，用于根据测得的瞬态或稳态流量和/或输送数据对所选土壤水力和/或溶质运移和反应参数进行反演估算。该过程允许根据观测到的水含量，压力水头，浓度和/或瞬时或累积的边界通量(例如渗透或流出数据)来估计几个未知参数。额外的保留率或水力传导率数据以及用于限制优化参数保留在某个可行区域的惩罚函数(贝叶斯估计)可以可选地包括在参数估计过程中。