HydroGeoSphere（HGS）2026 年度更新摘要

2026 年，HydroGeoSphere（HGS）PREMIUM 进行了持续迭代，发布了从 Revision 2906（1 月）到 Revision 3021（10 月）的多个版本更新，覆盖安装系统重构、核心求解器优化、hgs2vtu 后处理工具功能扩展以及水动力与溶质传输计算修正等多个方面。以下将关键更新归纳为几类，帮助用户了解本年度的主要改进。

一、安装系统与运行环境

2026 年 1 月版本对 HGS 的安装体系进行了重要调整，涉及 Windows 与 Linux 两个平台。

• 默认安装路径变更：Windows 默认安装目录调整为 C:\Program Files\HydroGeoSphere，用户可在安装时自行选择路径。可执行文件与动态链接库安装到 \bin 目录，许可证文件 hgs.lic 需放置于该目录下。

• PROJ 资源文件位置调整：PROJ 资源文件改为安装到 \share\proj，不再写入用户本地 AppData 目录。

• Linux 安装简化：可执行文件安装到 /bin，许可证文件同样需放置于该目录。用户不再需要设置 HGSDIR 环境变量。

• 升级建议：对于已安装旧版 HGS 的 Windows 用户，官方建议在初次安装 2026 年 1 月及之后版本时，先备份许可证文件，手动卸载旧版并清理残留的 AppData 目录，再执行全新安装。

二、核心求解器与数值计算

本年度对求解器的稳定性、收敛诊断和数值精度进行了多项修正与增强。

• 收敛控制：新增 flow solver check convergence on initial residual 和 transport solver check convergence on initial residual 命令，当初始残差已满足收敛标准时，线性求解器可提前退出，提高求解效率。

• 发散监测：新增 linear residual maximum increase 命令，用于检测残差范数大幅增长所指示的求解器发散。

• 并行求解优化：对串行与并行线性求解器进行了改进，增强了鲁棒性，减少了内存占用，并提高了并行效率。

• 崩溃恢复行为调整：当出现“preconditioner 对角元过小”错误时，HGS 不再直接终止模拟，而是以缩减的时间步长重新启动当前时间步，使更多模拟能够从非线性求解困难中自动恢复。

• 速度场计算修正：修正了 compute velocity field from head 和 compute velocity field from head and conc 命令中从 prefixo.hen 和 prefixo.cen 文件读取水头与浓度值不正确的问题；修正了六面体块单元在完全饱和流条件下多孔介质速度计算精度显著损失的问题。

• 重启文件初始化修正：修正了当 parallelindx.dat 文件中重启索引为零时，通过 restart file for heads 或 restart file for concentrations 指定的初始水头或浓度被忽略的问题。

三、水动力与溶质传输计算

• 1D 域传输能力扩展：将 specified concentration、specified concentration from file、specified concentration from initial concentration 等浓度边界条件扩展到井、瓦片和渠道等一维域；同时将 initial concentration 系列命令扩展到一维域，并新增浓度与溶质交换通量的二进制输出文件以及井域属性文件的 coupling dispersivity 命令。

• 吸附等温线支持：新增 langmuir isotherm 和 zoned langmuir isotherm 命令，支持在多孔介质域中定义 Langmuir 吸附等温线，扩展了 HGS 在吸附过程中的传输模拟能力。

• 双连续介质输出扩展：将体积含水量添加到双连续介质域的二进制输出文件以及观测井/观测点文件中，便于分析双连续介质模型中的储水与饱和度条件。

• 溶质交换与传输质量平衡修正：修正了井、瓦片和渠道域中弥散溶质交换项的计算错误；修正了这些一维域的传输质量平衡报告，使初始质量和溶质交换通量能够被正确报告，而不再始终显示为零。

• 体积含水量计算修正：修正了定义双连续介质域时，因总孔隙度体积分数缩放不当而导致的多孔介质与双连续介质水体积及体积含水量计算错误。

四、边界条件与表面流控制

• 时间变化摩擦：新增 time varying friction for chosen faces 命令，允许用户修改选定表面域面的 Manning 糙率系数，不受分区限制；后续版本进一步新增 time varying surface friction 命令，支持在表面域中指定随时间变化的 Manning 糙率系数。

• 不透水表面：新增 impermeable surface 命令，允许根据时间开关表将选定表面面的地表与地下域之间的流体交换设为零。

• CSV 输出：新增 csv flux output nodes 和 csv head output nodes 命令，分别用于输出选定节点的流体/质量通量和水头信息，便于导出模型结果进行外部分析与可视化。

• 时间栅格边界条件性能优化：time raster table 命令现在仅在需要时加载栅格数据，减少内存占用并改善运行性能。

五、网格生成与初始条件

• 网格生成原点参数修正：修正了为 generate uniform blocks、generate uniform prisms、generate uniform rectangles、generate uniform triangles 等命令指定可选原点参数时可能出现的异常行为。

• 初始水头赋值重构：initial head depth to water table 命令更新为适用于活动域中的选定节点，提供了更精细的模型初始化控制。

• 初始水头 Tecplot 输出修正：重构了 initial head to tecplot 命令，使其能够正确考虑通过重启文件指定的初始水头值。

• 观测文件新增雪深输出：当降雨与融雪边界条件激活时，观测井和观测点输出文件中新增节点雪深（SnowDepthSWE）变量。

六、后处理工具 hgs2vtu 更新

• 配置与日志：新增 --config 命令，允许用户通过 TOML 格式的配置文件指定选项；新增 --print-config 命令，将最终配置输出到控制台后退出；新增 --log-file 命令，允许自定义日志文件名。

• 元数据命令：移除了 --metafile，改为通过命令行直接设置元数据选项，包括 --attribute、--crs、--epoch-date、--start-date、--nc-3d-full 等。

• 性能提升：ASCII 输出文件的写入性能提升至原来的 3 至 6 倍。

• 累积时间序列命令：新增 --cum-time-series-csv 和 --cum-time-series-tecplot，替代此前的累积水平衡选项。

• Tecplot 兼容性：将 K to tecplot 输出文件中的变量名“K”改为“Ksat”，以便 ParaView 正确解析。

• shapefile 输出：新增 --shp 命令，可将二进制输出数据写入 shapefile 点文件。

七、命令弃用与工具退役

• hsplot 正式退役：自 2026 年 7 月版本起，hsplot 已从 HGS 安装中移除，正式成为过时工具，用户需改用 hgs2vtu 进行全部后处理与可视化工作。

• grok 命令弃用：多个与格式化和运行时调试相关的旧版 grok 命令被弃用，包括 time varying friction、time output fixed format、mass balance output general format 等。这些命令暂时仍可使用，但预计将在后续版本中移除。

八、其他修正与改进

• 水平衡报告扩展：渠道域水平衡报告得到扩展，节点流体质量平衡命令现包含渠道域的完整水平衡。

• 非饱和函数表修正：修正了 generate tables from unsaturated functions 在处理超过 10,000 行的大表时可能失败的问题。

• Windows 安装程序修复：修正了当 PATH 环境变量超过 1024 个字符时安装程序无法更新该变量的错误。

• 警告消息行为改进：grok 中当错误发生时，此前累积的所有警告消息仍会被报告，便于调试模型设置问题。

• 10 月修正：修正了通过输出控制文件禁用多孔介质水头二进制输出时导致模拟重启不正确的问题；新增 uniform control volume weighting 边界条件命令。

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