HYDRUS是由国际知名土壤学家Rien van Genuchten 和 Jirka Šimůnek 等人开发的一款基于Windows平台的环境土壤物理模拟软件。该软件能够模拟一维和多维非饱和多孔介质中的水流、溶质运移、根系吸水与养分吸收以及热量传输，并提供多种扩展模块，功能强大、界面友好、操作灵活，已在环境科学、水文地质、农业与水利等领域得到广泛应用，深受全球学者推崇。

本内容系统介绍HYDRUS模型的基本原理与建模方法，从土壤物理基础出发，涵盖土壤水分运动、溶质运移与热量传输的核心理论，再到HYDRUS-1D/2D/3D的实际建模操作。重点包括：一维模式下的水流、溶质运移与水–汽–热–盐耦合建模，参数反演方法（结合单步出流实验、农田根系吸水实验等案例），以及二维和三维情境下的胶体运移、污染源泄漏、沟灌、污染羽扩散和污染物淋洗等典型应用。

除核心功能外，还将介绍HYDRUS大部分扩展模块（除Slope Cube和Slope Classic外），并通过案例分析与上机实践相结合的形式，帮助学者快速掌握建模思路与操作技巧。学习完成后，您将能够独立开展水文过程模拟、溶质运移与热量传输研究，并运用HYDRUS解决农田水分与养分管理、污染物迁移路径预测、污染场地风险评估等实际问题。

专题一 土壤物理（土壤水流、溶质运移、热量传输）原理

1、土壤水流

①土壤物理性质与水势

②土壤水分特征曲线

③饱和与非饱和土壤中的水流

④土壤水分运动基本方程与水力学参数的缩放

⑤滞后现象与根系吸水

⑥初始条件与边界条件的设置

2、溶质运移

①土壤溶质的迁移与转化形式

②对流弥散方程及平衡吸附模型

③线性与非线性吸附过程

④双点位化学平衡吸附模型

⑤胶体运移（双动力学点位模型和经典渗透理论）

⑥双孔隙度/双渗透率模型

3、热量传输

①土壤热学性质与热通量

②热量传输基本方程

③初始条件和边界条件

④土壤温度的周期性变化

专题二 Hydrus软件介绍

1、HYDRUS发展历程和主要应用领域

2、软件界面与核心功能

2、附加模块介绍（含5.05版的新特征与新功能）

专题三 案例分析与实践

1、基础建模案例

①单层土壤积水入渗模型

②单层土壤稳态流模型

③多层土壤瞬态流与根系吸水模型

2、参数反演应用

①单步出流实验

②番茄农田根系吸水实验

③示踪剂、污染物与胶体迁移穿透曲线拟合

3、二维建模案例

①沟灌与根系吸水模型

②污染源跑冒滴漏与偷排场景（定水头/定通量、变水头/通量）

③污染羽垂向–横向复合迁移模拟

4、三维建模案例

①土壤污染物淋洗层状模型

②废渣淋溶过程模拟

5、水–汽–热–溶质多过程联动建模

环境土壤物理模型HYDRUS1D/2D/3D实践技术应用

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

1：HYDRUS-1D单层土壤积水入渗水流模型

2：HYDRUS-1D单层土壤稳态流模型

3：HYDRUS-1D多层土壤瞬态流根系吸水模型

4：HYDRUS-1D参数反演 单步出流实验

5：HYDRUS-1D参数反演 番茄农田根系吸水实验

6：HYDRUS-1D单层土壤定水头-溶质运移

7：HYDRUS-1D单层土壤定通量-溶质运移

8：HYDRUS-1D多层土壤瞬态流-溶质运移和根系吸收

9：HYDRUS-1D参数反演 示踪剂穿透曲线

10：HYDRUS-1D参数反演 污染物迁移穿透曲线

11：HYDRUS-1D参数反演 胶体迁移穿透曲线

12：HYDRUS-1D水汽热盐耦合模型

13：HYDRUS-2D/3D基于C-RIDE模块的胶体携带污染物迁移

14：HYDRUS-2D/3D沟灌和根系吸水

15：HYDRUS-2D/3D污染物偷排和跑冒滴漏3D简单模型

16：HYDRUS-2D/3D土壤污染物淋洗3D层状模型

17：HYDRUS-2D/3D畦沟模块

18：HYDRUS-2D/3D湿地模块

19：HYDRUS-2D/3D Unsatchem模块

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