土壤水动力学模拟:HYDRUS-1D与数值模拟实践

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该资源主要涉及的是土壤水动力学的模拟和拟合结果,特别是通过软件工具进行非饱和带水盐运移的数值模拟。学习资料包括多本专业书籍,并提到了两种常用的软件:RETC和HYDRUS-1D。课程包含三次上机实践,地点在信息技术教学实验中心的105机房。学生需要完成数值模拟报告和土壤水分特征曲线试验报告。 在土壤水动力学模拟中,非饱和带水盐运移是关键研究内容,它涉及到水分、盐分在土壤中的运动规律。这一过程通常通过数值模拟方法进行分析,利用计算机软件来预测和解释实际土壤中的水分和溶质动态。在本资源中,推荐了两本关于这个领域的经典著作:《The HYDRUS-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Media》和《Applied Groundwater Modeling: Simulation of Flow and Advective Transport》,这些书籍能提供深入的理论基础和应用指导。 RETC是一款用于估计土壤水分特征曲线的软件,它可以用来描述土壤含水量与负压之间的关系,这是理解水分在土壤中行为的基础。土壤水分特征曲线显示了在不同负压(压力势)下土壤的含水量,例如,从图中可以看出随着负压的增加,土壤含水量逐渐降低。Gardner和Van Genuchten以及Brooks-Corey等提出的数学模型被用来描述这种关系,其中包含了一系列的经验系数,这些系数可以通过实测数据拟合得到。 HYDRUS-1D则是一个专门用于模拟一维条件下变饱和介质中水、热和多溶质运动的软件。它允许用户模拟水分传输、能量平衡以及溶质迁移等多种过程,广泛应用于土壤水文、环境工程和农业等领域。课程安排中,学生将有三次上机实践机会,分别在第10周和第11周进行,以熟悉和掌握这些软件的使用。 作业部分,学生需要完成数值模拟报告,这可能涉及到使用HYDRUS-1D进行模拟实验并分析结果。此外,还有土壤水分特征曲线试验报告,这部分可能需要学生通过RETC软件分析试验数据,建立并优化土壤水分特征曲线模型。 该资源提供的是一套系统的学习土壤水动力学模拟的框架,包括理论学习、软件操作和实践经验,旨在帮助学生理解和应用数值模拟技术解决实际问题。