方程的物理意义
该方程是质量守恒定律在非饱和介质中溶质运移问题的具体体现,表示:
它描述了溶质在非饱和介质(如土壤)中同时受扩散和对流作用下的运移规律。
应用场景
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土壤中农药、肥料的运移:计算农药或肥料在土壤中的扩散和淋失情况。
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地下水污染:评估污染物在非饱和带中的迁移路径和速度。
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环境修复:设计土壤修复方案时,预测污染物的扩散范围。
数学特性
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方程是线性偏微分方程,若 θ 和 D 为常数,则可简化为标准的对流-扩散方程。
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若 θ 或 D 随 z 或 t 变化,方程变为变系数方程,求解时需考虑数值方法(如有限差分法)。
Hydrus是基于Windows系统界面开发的环境土壤物理模拟软件,是模拟一维和多维变饱和多孔介质的水流、溶质(污染物等)运移、根系吸水和溶质吸收、热量传输等方面的强有力工具。该模型具有灵活方便的图形操作界面,深受各国学者推崇,广泛应用于环境、水文地质、农业、水利等领域。
《环境影响评价技术导则 土壤环境(试行)HJ 964—2018》于2019年7月1日起正式实施。对于以点源形式垂直进入土壤环境的污染物影响深度预测,导则推荐采用“一维非饱和溶质垂直运移控制方程”:
Hydrus-1D是求解该方程,模拟该类一维问题的最简单、最高效的工具。将模型参数拓展到二维和三维,基于Hydrus-2D/3D还可以模拟污染物在水平方向和任意复杂地形条件下的迁移问题。对于有效预测点源、面源污染物迁移扩散范围,具有重要意义
一:土壤物理基础知识
二:Hydrus概述
Hydrus简介
软件界面和功能及应用特点、注意事项。
三:案例分析与上机实践
实践1:HYDRUS-1D 单层土壤积水入渗水流模型
实践2:HYDRUS-1D 单层土壤稳态流模型
实践3:HYDRUS-1D 多层土壤瞬态流根系吸水模型
实践4:HYDRUS-1D参数反演 单步出流实验
实践5:HYDRUS-1D参数反演 番茄农田根系吸水实验
实践6:HYDRUS-1D 单层土壤定水头-溶质运移
实践7:HYDRUS-1D 单层土壤定通量-溶质运移
实践8:HYDRUS-1D 多层土壤瞬态流-溶质运移和根系吸收
实践9:HYDRUS-1D参数反演 示踪剂穿透曲线
实践10:HYDRUS-1D参数反演 污染物迁移穿透曲线
实践11:HYDRUS-1D参数反演 胶体迁移穿透曲线
讲解+上机实践12:HYDRUS-1D 水汽热盐耦合模型
讲解+上机实践13:HYDRUS-2D/3D 基于C-RIDE模块的胶体携带污染物迁移
讲解+上机实践14:HYDRUS-2D/3D 沟灌和根系吸水
讲解+上机实践15:HYDRUS-2D/3D 污染物偷排和跑冒滴漏3D简单模型
讲解+上机实践16:HYDRUS-2D/3D 土壤污染物淋洗3D层状模型
讲解+上机实践17:HYDRUS-2D/3D畦沟模块
讲解+上机实践:HYDRUS-2D/3D湿地模块
讲解+上机实践:HYDRUS-2D/3D Unsatchem模块