土壤水动力学模拟：根系吸水与数值模拟

该资源主要涉及根系吸水与土壤水动力学的模拟，特别是通过软件进行非饱和带水盐运移的模拟。课程中提到了几本重要的参考书籍，并介绍了数值模拟的基本流程，着重讲解了RETC和HYDRUS-1D两个软件的使用。此外，还包含了上机实践安排以及作业要求，如数值模拟报告和土壤水分特征曲线试验报告。内容涵盖了土壤水分特征曲线的计算，包括不同的数学模型，如Gardner、VanGenuchten和Brooks-Corey模型。 在土壤水动力学中，根系吸水是植物获取水分的主要方式，这个过程受到土壤含水量、土壤水势和根系活力等因素的影响。非饱和带水盐运移模拟则关注水分和溶质在土壤中的动态行为，这对于理解农田灌溉、污染物迁移以及地下水管理等具有重要意义。 数值模拟是研究这些现象的有力工具。例如，HYDRUS-1D是一款常用于模拟一维非饱和土壤中水、热及溶质运移的软件，它能够根据用户输入的土壤参数和边界条件，预测水分在土壤中的运动状态。RETC软件则是专门用来估算土壤水分特征曲线的，特征曲线描述了土壤含水量与土壤水吸力之间的关系，对于理解土壤的持水能力和水分动态至关重要。 在课程中，学生将有三次上机实践，学习如何使用这些软件进行模型建立、求解和结果分析。作业部分包括编写数值模拟报告，这要求学生不仅掌握软件操作，还要理解模型背后的物理意义。土壤水分特征曲线试验报告则让学生深入理解不同土壤类型对水分吸附和释放的特性。 参考书目包括《The HYDRUS-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Media》、《Applied Groundwater Modeling: Simulation of Flow and Advective Transport》、《土壤水动力学》、《地下水数值模拟》以及《Effective Groundwater Model Calibration, with Analysis of Sensitivities, Predictions, and Uncertainty》，这些书籍提供了理论基础和实践经验，帮助学生深化对土壤水动力学和数值模拟的理解。 在土壤水分特征曲线的表示上，可以看到曲线通常用图形方式描绘，如Gardner、VanGenuchten和Brooks-Corey模型提供的函数形式，它们以负压（或水势）为横坐标，土壤含水量为纵坐标，用于描述不同压力下土壤的水分状态。这些模型的经验系数需要通过实验数据拟合得到，可以反映土壤的孔隙结构和湿润特性。 该资源提供了全面的土壤水动力学模拟学习材料，结合理论与实践，旨在培养学生利用专业软件解决实际问题的能力。