3.1 快速说明 #
右键点击“一维模型”添加模型，支持添加多个模型。
3.1.1 模型主参数 #
包括主参数、收敛参数、时间离散参数、溶质基本参数、时间输出选项五个选项卡。
3.1.1.1 主参数 #
在此选项卡勾选需要用到的模型，同时设置最大模拟时间长度、时间单位和长度单位。水流模型中的水力模型为基本模型，默认必须勾选，其它模型可以选勾。时间单位和长度单位为整个模型共用单位。
3.1.1.2 收敛参数 #
设置迭代条件、控制时间步长和内部插值表。
3.1.1.3 时间离散参数 #
设置时间离散参数，选择是否设置时间可变边界条件，添加时间条数。
3.1.1.4 溶质基本参数 #
设置溶质基本参数，选择时间权重方案、空间权重方案、溶质运移模型、弯曲度因子及模型使用的质量单位等。
3.1.1.5 时间输出选项 #
此处设置的时间为结果输出时需要展示的时间条目。
3.1.2 土壤质地与水力参数 #
点击添加按钮设置需要模拟的土壤层。各个土壤层参数的获取有两种方式：
（1）点击土壤质地一列，选择该土层所属土壤质地，自动获取数据库中内置的该土壤质地参数。
（2）勾选土壤层前面的复选框，点击罗塞塔模型，利用罗塞塔模型计算获取相应的土壤参数。
各个参数均可手动修改。
3.1.3 垂向网格剖分 #
提供了几种不同的网格剖分方式，可以按照需求进行选取。设置完成后，点击提交进行保存。
在垂向网格剖分中还可以设置观测点、不同位置压力水头及温度。点击污染物名称和可以设置不同位置溶质的初始值。
3.1.4 水力模型边界条件 #
设置初始条件、上下边界类型及相应的参数。需要注意的是，当边界条件选择定水头以外的边界类型时，模型默认必须勾选模型主参数中的时间可变边界条件。
3.1.5 气象条件 #
当需要使用气象条件时，则勾选使用气象数据前面的选框，并设置相应的参数。不使用气象条件则不勾选。
3.1.6 溶质参数 #
当使用溶质运移模型时，需要设置相关的溶质参数。在溶质参数界面可以设置标准类型和用地类型、添加需要模拟的污染物等操作。系统数据库中内置了部分溶质的Da和Dw，这两个参数支持手动添加和修改。
3.1.7 溶质反应参数 #
设置相应的溶质反应参数。
3.1.8 溶质边界条件 #
设置溶质上下边界类型、初始条件、平衡状态等，如果模型设置了时间可变边界条件，则此处需要设置各个时间条件下的溶质边界信息。
3.1.9 模型结果 #
模型计算完成后，可以通过模型结果查看相应的计算结果。
3.2 快速入门 #
3.2.1 主模型的选择 #
环安土壤一维模型主要包含两大块：水流模型和溶质运移模型。
水流模型是其他计算模型的基础，为基本模型，默认必须勾选，此时模型模拟非稳定流。
如果需要模拟污染物在土壤中的运移，则勾选溶质运移模型；如果只模拟水流，则不需勾选溶质运移模型。
3.2.2 什么是水流模型 #
水流模型是用来模拟土壤水分运移的，是基本模型，程序默认勾选。当选择“水流”选项时，程序模拟非稳定流。
3.2.3 什么是溶质运移模型 #
当需要模拟污染物进入到土壤之后的迁移状况时，需要选择溶质运移模型。
3.2.4 应该如何选择水力模型 #
在模型主参数对话框中的水力模型下拉选项中，用户选择用于土壤水力特性的水力模型，并指定在计算过程中是否考虑滞后现象。
环安土壤模型中的水力模型均为单孔模型，最常用的是vanGenuchten-Mualem 模型（VG模型），它适用于绝大多数土壤。
3.2.5 如何设置时间长度 #
时间长度即模型需要模拟计算的时间总长度。具体根据项目需求设置，比如：化工项目180天就要检修一次，那么时间长度就可以设置180天；如果需要模拟项目对场地土壤长期的影响，那么时间长度可以设置3650天，或者7300天。
3.2.6 收敛参数、时间离散参数如何设置 #
3.2.6.1 收敛参数 #
由于Richards方程的非线性性质，必须使用迭代过程在每个新的时间步长获得全局矩阵方程的解。对于每次迭代，首先导出线性化代数方程组，然后使用高斯消去法或共轭梯度法求解。反演后，使用第一个解重新计算系数，并再次求解新方程。该迭代过程持续进行，直到获得令人满意的收敛程度，即在饱和（或非饱和）区域的所有节点上，两次连续迭代之间的压力水头（或含水量）绝对变化小于由施加的绝对压头（或含水量）公差确定的某个小值。
收敛参数不建议修改，使用默认值就可以模拟绝大多数情况。
3.2.6.2 时间离散参数 #
3.2.6.2.1 初始时间步长 #
指初始时间增量。初始时间步长的建议值取决于所使用的模拟类型和边界条件。当模拟以边界处较大的初始压头或浓度梯度（例如，积水渗透或边界浓度突然变化）开始的过程时，使用较小的初始时间步长值（例如，1s）。当模拟具有可变边界条件的长期过程（例如季节性或多年模拟）时，从更大的时间步长（例如15分钟）开始。一般可以使用模型默认值。
3.2.6.2.2 最小时间步长和最大时间步长 #
最小时间步长，时间增量的最小允许值。最小时间步长必须小于初始时间步长。当初始时间步长不能使模型达到收敛时，模型会主动选择更小的时间步长。
最大时间步长，时间增量的最大允许值。可以指定一个较大的值。
最小时间步长和最大时间步长只是一个大概时间步长范围，HYDRUS在运行时会自动在此范围内选择其最佳时间步长。这两个参数如果不知道如何选择，可以使用模型默认值。
3.2.6.2.3 时间可变边界条件 #
当水流边界条件选择可变边界条件时，需要选择时间可变边界条件，并且设置时间的条目。例如：当模拟持续恒定泄漏时，时间条目为“1”，值等于模拟时间长度；当模拟短时泄漏时，时间条件可设定为“2”，第一个值为泄漏的最大时间，第二个值为模拟时间长度。
3.2.7 应该如何设置输出 #
土壤模型提供了两种时间输出控制方式：
（1）按间隔时间步长输出
（2）按固定时间间隔输出，时间单位跟主参数设置的一致。
结果读取条数，是为了防止输出条目过多而人为设置的读取条数。
在输出时间的详细信息里，设置需要在结果查看时指定的时间信息。此处设置的最小值不能小于初始时间步长值。
3.2.8 如何设置土壤层 #
根据土壤现状调查资料或土壤理化性质调查情况，按照实际的土壤质地分层情况设置土壤层。
3.2.9 土壤质地参数如何获取，罗塞塔模型的使用条件 #
当选择不同的水力模型时，水力参数数值也有所不同。如果没有实验室实测数据的话，可以用模型获取水力参数，有两种获取方式：Hydrus-1D自带和罗塞塔模型估算。
3.2.9.1 Hydrus-1D自带参数 #
Hydrus-1D自带了12种典型土壤的水力参数。当掌握了模拟区的土壤质地时，可以根据土壤质地选择Hydrus-1D自带的水力参数。这是根据2500多个土壤层的水分特征得出的平均属性。
3.2.9.2 使用罗塞塔模型估算 #
在水力模型选择的van Genuchten-Mualem模型或van Genuchten修正模型的前提下，如果掌握了土壤颗粒分配（即粘粒、粉粒、沙粒各占的比例）和土壤容重，就可以用罗塞塔模型估算水力参数。
如果做了渗水实验，可以根据渗水实验得到的实际渗透系数去修改渗透系数（Ks）的值。
3.2.10 如何进行网格剖分 #
环安土壤模型设置了四种网格剖分的组合方式：按土壤层和网格步长剖分、按土壤层和网格数剖分、按土壤厚度和网格步长剖分、按土壤厚度和网格数剖分。用户可以根据需求设置。软件默认按土壤层和网格步长进行剖分。
3.2.11 如何设置观测点 #
设置观测点可以输出指定位置的结果。土壤层的上半部分结果变化较大，因此在上部可以适当多设置观测点，下部可以少设置。
3.2.12 压力水头是什么意思，应该如何设置 #
压力水头指如果插管子进入地下水位以下，由于水面以下的压力和大气压之间的压差，造成管内水面上升的高度。
土壤模型中，以地下水面（一般指承压水）处压力水头为0，地下水面向上为负值，向下为正值。
3.2.13 如何选择水力模型 #
环安土壤软件包含5种水力模型，均为单孔模型：
（1）van Genuchten-Mualem模型(van Genuchten, 1980)
（2）van Genuchten-Mualem模型的考虑2cm的空气进入
（3）修正van Genuchten类型方程(Vogel和Cislerova, 1988),
（4）Brooks and Corey 方程[1964]
（5）Kosugi对数正态分布模型[1996]
其中van Genuchten-Mualem模型对于绝大多数土壤都适用，是目前用的最多的土壤水分特征曲线。
3.2.14 如何设置水力模型边界条件 #
水力模型上、下边界类型使用情景如下。
3.2.14.1 上边界 #
定压力水头：指边界不随时间变化，是个常数。
定通量：水分通量边界，水分通过边界的流量不变。
大气边界带地表径流：指土壤与大气相通。
大气边界带地表积水：土壤表面有积水时使用。
变压力水头：随时间变化的，需要设置各个时间点初始条件的压力水头。
变压力水头/通量：既可以是压力水头边界，又可以是通量边界，在两个边界之间转换。
3.2.14.2 下边界 #
定压力水头：同上边界。
定通量：同上边界。
可变压力水头：同上边界。
变压力水头/通量：同上边界。
自由排水：地下水埋深很深，包气带是自由排水情况。
深度排水：水分的排泄与地下水位有关，需设置地下水水位。
渗流边界：与大气相通的实验室土柱模拟。
水平排水沟
3.2.15 什么时候应该使用气象条件，如何设置气象条件 #
气象数据用来计算潜在蒸散量，可以使用FAO推荐的Penman-Montheith组合方程或Hargreaves方程进行计算。
在气象条件对话框窗口中，用户需要指定埃式系数as（建议值为0.25）和bs（建议值为0.5）、值a1（建议值为0.9）和b1（建议值为0.1），以计算云量因子对长波辐射的影响，用于计算发射率对长波辐射的影响的值al（建议值为0.34）和bl（建议值为–0.139），风速和温度湿度测量值的高度（通常为200厘米）。
气象参数
| 时间 | [day] |
| 辐射量 | 地表的太阳辐射或净辐射（取决于在辐射计算选项中所做的选择）通量[MJ/m2/d]] |
| 最高气温 | [oC] |
| 最低气温 | [oC] |
| 相对湿度 | 相对湿度或蒸汽压 [%] |
| 指定高度的日平均风速 | 规定测量高度处的平均日风速[km/d] |
| 每日日照时数 | 每天日照时数[hr]或云量或传输系数（基于云量状况中的选择） |
3.2.16 如何计算水流模型，并查看结果 #
3.2.16.1 计算模型 #
点击菜单栏的“计算”，勾选需要运算的一维模型，点击计算。
3.2.16.2 查看结果 #
点击模型结果查看相关结果信息。
3.2.17 什么是溶质，如何设置溶质 #
溶质就是指项目需要预测的污染物，即项目有可能发生跑、冒、滴、漏，从而下渗进入土壤，引起土壤环境污染的物质。
在溶质参数中选择需要预测的溶质。
3.2.18 如何设置溶质的反应初始参数 #
选择不同的溶质运移模型时，会对应不同的溶质反应参数，当考虑土壤吸附作用时，需要设置这些参数。溶质反应参数可以通过查阅资料获取，由于获取的难度较大，可以不考虑这块。当不设置溶质反应参数时，得出的最大浓度结果比设置溶质反应参数大，得出的评价结果较保守。
3.2.19 如何设置溶质边界条件 #
指定溶质运移的上、下边界条件。
3.2.19.1 上边界条件 #
（1）浓度边界条件（狄利克雷Dirichlet边界）：用户指定边界处液相浓度。
使用情景：当地表形成饱和含水率，或形成地表积水时。
（2）浓度通量边界条件（纽曼Neumann边界）：用户指定渗透水的液相浓度。
使用情景：有降水，但不形成积水，含水率是变化的。
（3）易挥发溶质的停滞边界层：必须指定该边界层的厚度和上面的浓度。
上边界条件一般建议使用浓度通量边界条件（纽曼Neumann边界）。
3.2.19.2 下边界条件 #
（1）浓度边界条件：用户指定边界处液相浓度
（2）浓度通量边界条件：用户指定渗透水的液相浓度
（3）自由排水：零浓度梯度
下边界条件一般建议使用自由排水-零浓度梯度边界，背景值为0。
3.2.20 如何设置溶质的边界浓度 #
模拟溶质运移时，需要输入溶质的边界浓度。浓度的设置分两种情况：
3.2.20.1 边界条件不随时间变化 #
即没有设置时间可变边界条件。此时只需设置进入土壤的污染物浓度值。
3.2.20.2 边界条件随时间变化 #
即设置了时间可变边界条件。此时需设置随时间变化的上下边界处的溶质浓度值（单位：mg/cm3，质量和长度单位随模型主参数的选择而变化）。
（1）如果是持续泄漏，则上边界浓度为进入土壤的污染物浓度值，下边界为0（背景值为0）
（2）如果是短时泄漏，则在泄漏的时间段内，上边界浓度为进入土壤的污染物浓度值，下边界为0（背景值为0）；在非泄漏的时间段内，上、下边界浓度均为0。
3.2.21 如何查看溶质计算结果 #
同4.2.16。
3.3 介绍 #
3.3.1 模型主参数 #
3.3.1.1 主参数 #
3.3.1.1.1 项目名称 #
这里的项目名称单指新建的一维模型的名称，跟主菜单中新建项目时所输入的项目名称不同。同一个建设项目可以建多个不同的一维模型，满足不同的预测需求。
3.3.1.1.2 项目位置 #
此处的经纬度为一维模型的位置。如果模拟污染的话，应当设置在泄漏点处。
3.3.1.1.3 海拔 #
海拔高度取自全球SRTM3数据。SRTM(Shuttle Radar Topography Mission)是由美国航空航天局(NASA)、美国图像测绘局(NIMA)、德国及意大利航天局共同实施的航天飞机雷达地形测量任务。SRTM-DEM以分块的栅格像元文件组织数据，每个块文件覆盖经纬方向各一度,即1度×1度,像元采样间隔为1弧秒(one-arcsecond)或3弧秒(three-arcsecond)。相应地，SRTM-DEM采集数据也分为两类，即SRTM-1和SRTM-3。
3.3.1.1.4 单位 #
时间单位：默认为天（Days）。
长度单位：默认是厘米（cm）。
此处选择的时间和长度单位将是以后所有涉及时间和长度量纲的量的默认单位。
3.3.1.1.5 模拟时间长度 #
由项目模拟的需要而定，单位为时间单位中设置的单位。
3.3.1.2 收敛参数 #
3.3.1.2.1 迭代条件 #
最大迭代次数：任意时间步长的最大迭代次数，同时用改进的Picard方法求解非线性Richards方程。建议的默认值是10。
含水量迭代精度：流区非饱和区节点的绝对含水量容差 (推荐值为0.001)。此参数表示在特定时间步长内连续两次迭代之间的含水量值的最大期望绝对值变化。建议的默认值是0.001。
压力水头迭代精度：流动区域饱和部分节点的绝对压头公差[长度单位](推荐值为1 cm)。该参数表示在特定时间步长内连续两次迭代之间的压力水头值的最大期望绝对值变化。
3.3.1.2.2 时间步长控制 #
最小迭代次数：当水流达到收敛所需的迭代次数小于该次数时，将时间步长乘以较高的时间步长乘数因子(时间步长增加)。建议的默认值是3。
最大迭代次数：当水流达到收敛所需的迭代次数大于该次数时，将时间步长乘以较低的时间步长倍增因子(时间步长减小)。建议的默认值是7。
较低的时间步长倍增因子：如果水流收敛所需的迭代次数小于较低的最优迭代范围，则将时间步长乘以该次数(时间步长增加)。推荐的默认值是1.3。
较高的时间步长乘数因子：如果水流达到收敛所需的迭代次数大于上最优迭代范围，则乘以时间步长(时间步长减小)。建议默认值为0.7。
3.3.1.2.3 内部插值表 #
张力区间下限：压力水头区间的下限值[长度单位]的绝对值，每一土壤层的内部都将生成一个水力属性表。默认值1×10-6cm。
张力区间上限：压力水头区间的上限[长度单位]的绝对值，每一土壤层的内部都将生成一个水力属性表。默认值10000cm。
3.3.2 水力模型参数 #
VG、Brooks-Corey和Kosugi 模型参数表
| 名称 | 描述 |
| 土壤残余含水量 | qr |
| 饱和土壤含水量 | qs |
| 土壤水分保持参数 | Alpha[L-1] |
| 土壤水分保持参数 | n |
| 饱和导水率 | [LT-1] |
| 电导率函数中的弯曲参数 | 一般取值0.5 |
土壤参数
| 名称 | 描述 |
| 体积密度 | 体积密度Bulk density, r [ML-3] |
| 纵向弥散性 | 纵向弥散性Longitudinal dispersivity, DL [L] |
| 吸附位点分型 | 无量纲分数的吸附位点分类为-1型，即考虑化学非平衡选择时具有瞬时吸附的位点。如果考虑平衡迁移，则设为1。考虑物理非平衡时，与流动水接触的吸附点的无量纲分数。如果所有吸附点都与流动水接触，则设置为1。 |
| 束缚水含量 | 当不考虑物理非平衡时设为0。 ThImob(当>0)被解释为一种含水量，当使用两个动力学位点模型时，其中的颗粒(如病毒、胶体、细菌)被排除在外。 |
3.3.3 溶质运移参数 #
3.3.3.1 溶质参数 #
溶质参数界面的标准值来源于《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）和《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）两个标准。
系统数据库中内置了部分分子在自由水中的扩散系数Dw和分子在土壤中的扩散系数Da，这两个参数支持手动添加和修改。
3.3.3.2 溶质反应参数 #
| 名称 | 描述 |
| 吸附等温式系数 | ks [M-1L3] |
| 吸附等温线系数 | n [M-1L3] (朗缪尔系数) |
| 吸附等温线系数 | b (Freundlich指数) |
| 液气平衡分配常数 | kg |
| 溶解相一阶速率常数 | mw [T-1] |
| 固相一阶速率常数 | ms [T-1] |
| 气相一阶速率常数 | mg [T-1] |
| 溶解相的一阶速率常数 | mw’ [T-1]，表示链式反应 |
| 固相一阶速率常数 | ms’ [T-1]，表示链式反应 |
| 气相一阶速率常数 | mg’ [T-1]，表示链式反应 |
| 溶解相零级速率常数 | gw [ML-3T-1] |
| 固相零级速率常数 | gs [T-1] |
| 固相零级速率常数 | gg [ML-3T-1] |
| 单点或双点非平衡吸附的一阶速率系数 | 流动和不流动液相区间溶质交换的传质系数，w [T-1] |
吸附等温线(上表中前三个参数)如下:
当b=1时，上述吸附方程成为 Langmuir equation, 当h=0, 方程成为 Freundlich equation, 当 b=1 和h=0, 它会导致一个线性吸附等温线。无吸附的溶质运移用ks =0来描述。
3.3.4 模型结果 #
3.3.4.1 观测点信息 #
如果在垂向网格剖分中设置了观测点，则在此次可以查看观测节点处的含水量、压头、温度和/或溶液和吸附浓度变化的图形。
3.3.4.2 剖面信息 #
不同时间的剖面特性曲线，包括压力水头、含水量、温度、浓度等。
3.3.4.3 土壤水力特性 #
（1）非饱和土壤水力特性的图形显示。
（2）因变量和自变量的多种组合。可以选择压力水头、压力水头的对数或含水量作为因变量（Y轴）。可以选择含水量、有效含水量、导水率、导水率的对数或水容量作为自变量（X轴）。
（3）将给出区间的土壤水力特性输出图。
3.3.4.4 溶质信息 #
上下边界溶质运移通量和溶质浓度的时间变化图。
