产品概述
HYDRUS 是 PC-Progress s.r.o. 开发的水流和溶质运移模拟软件,用于模拟饱和与非饱和多孔介质中的水分、热量和溶质运移过程,广泛应用于灌溉与农业、地下水污染、垃圾填埋场渗滤、土壤水分运动、盐分运移等环境与水文领域;当前最新版本为 HYDRUS 5 系列。
水流与溶质运移模拟
基于理查兹方程数值求解一维、二维与三维饱和-非饱和水流过程,采用有限元方法离散;支持稳定与非稳态流、滞后持水曲线、双重孔隙/双重渗透率介质(DUALPERM 模块)等复杂情形,可输出水分剖面、压力水头、通量等模拟结果。
溶质与地球化学反应耦合
支持多种溶质运移与反应过程:C-RIDE 模块刻画胶体/病毒等随水运移;UNSATCHEM 模块模拟主要离子地球化学反应;WETLAND 模块针对人工湿地系统;并与地球化学代码 PHREEQC 耦合(HP1/HPx),实现生物地球化学反应与水流溶质运移的联合模拟。
热运移与根系吸水
支持土壤中的热传导与对流运移模拟;提供根系吸水与动态植物生长模型,可描述作物根系分布、水分胁迫下的吸水行为,并追踪植物对溶质与污染物的动态吸收过程。
参数反演与不确定性
内置参数优化模块,基于 Levenberg – Marquardt 或 PEST 方法,结合观测数据自动反演土壤水力参数与溶质运移参数,支持敏感性分析与不确定性量化,提高模型标定与预测的可靠性。
建模界面与后处理
提供图形化前处理与后处理界面,支持几何建模、网格剖分、边界条件与初始条件设置,以及结果云图、剖面图、时间序列曲线等可视化输出;HYDRUS 5 合并了原 HYDRUS-1D 与 2D/3D 工作流,支持并行求解器(HYPAR)提升大模型计算效率。
扩展生态与教学应用
软件附带教程与培训课程,支持与外部优化、参数估计工具衔接,广泛用于大学教学、科研与工程咨询;新增模块不断扩展对新兴污染物(如 PFAS)迁移与粒子追踪等前沿问题的模拟能力。