Моделирование влаго- и теплопереноса в почвогрунтах при орошении

• Автор: Абдулаев, Абсамат
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Г лава 1. Современное состояние исследований по математическому
моделированию влаго- и теплопереноса в почвогрунтах
1.1. Состояние вопроса об исследовании гидротермического режима почвогрунтов на орошаемых полях Кыргызстана
1.2. Анализ существующих подходов к математическому описанию влаго - и теплопереноса в почвогрунтах
1.3. Параметры уравнений влаго- и теплопереноса в почвогрунтах
1.4. Состояние вопроса моделирования водно-теплового режима почвогрунтов и задачи исследования
Глава 2. Методика расчета влаго - и теплопереноса в почвогрунтах
применительно к различным способам орошения
2.1. Технологические основы задач моделирования
2.2. Математическая модель двумерного влаго - и теплопереноса
в почвогрунтах при орошении
2.3. Алгоритмы численного решения поставленных задач
Глава 3. Приложения разработанной методики расчета в задачах
подпочвенного орошении и поливе по бороздам
3.1. Характеристика объектов исследований
3.2.Методика проведения и результаты полевых исследований
3.3. Численный расчет влаго- и теплопереноса в почвогрунтах при
подпочвенном орошении
3.4. Прогноз водно- теплового режима почвогрунтов при поливе по бороздам
Основные выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Переход Кыргызстана на рыночную экономику привел к проблеме переформирования существующих хозяйственных структур регионов республики по требованиям новых форм хозяйствования. При этом возникла необходимость решить организацию территорий вновь формируемых хозяйств и на ее базе реконструировать внутрихозяйственные оросительные системы. Для этого потребовались проведение системного анализа нынешнего их состояния и в результате анализа выдать научно-обоснованные руководящие документы для проектирования оросительных систем при оправданных затратах на их строительстве и эксплуатацию.
При проектировании первостепенной задачей является выбор эффективных параметров оросительных систем, обеспечивающих на орошаемых полях поддержание в оптимальных сочетаниях режимов основных факторов жизнедеятельности растений в течение всего вегетационного периода с целью получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Среди основных факторов в засушливой зоне важную роль играют водный и тепловой режимы почвогрунтов, которые в основном определяют судьбу урожая орошаемых культур. Это объясняется тем, что внутрипочвенные процессы находятся в тесной связи с погодными условиями и в зависимости от их поведения устанавливается потребность в проведении соответствующих мелиоративных воздействий на сельскохозяйственном поле. Поэтому прогнозирование совместного водно-теплового режима почвогрунтов занимает особое место при обосновании параметров оросительных систем на стадии проектирования, ошибочный выбор которых может привести к негативным эколого-физиологическим последствиям.
В настоящее время эффективным средством описания процессов, происходящих на орошаемых полях, является метод математического

моделирования. Он на базе новейших компьютерных техники и технологий стал одним из наиболее универсальных способов познания законов реального мира и их использования в практической деятельности людей, и совершенно незаменим, где проведение большего числа натурных экспериментов затруднена, либо вообще невозможна.
Поэтому разработка более совершенных математических моделей, отражающих характерные особенности внутрипочвенных процессов и способов орошения, влияющих на формирование урожая сельскохозяйственных культур, становится актуальной.
Цель и задачи исследований. Целью работы является разработать на базе современной теории влаго- и теплопереноса в почвогрунтах метод прогнозирования водно-теплового режима почвогрунтов применительно к различным способам орошения. Чтобы достичь намеченной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:
создание в двумерной постановке математических моделей влаго- и теплопереноса в почвогрунтах, отражающих характерные особенности внутрипочвенных процессов и способов орошения;
разработка алгоритмов численного решения поставленных задач; проверка адекватности предложенных математических моделей и определение диапазона применимости численных алгоритмов на основе испытания и практического использования их на конкретных задачах оросительной мелиорации;
разработка методики расчета влаго- и теплопереноса в почвогрунтах применительно к различным способам орошения.
Методика исследований. В качестве методической основы решения поставленных задач приняты методы математического моделирования. При этом для создания математических моделей процессов влаго- и теплопереноса в почвогрунтах использованы результаты теоретических и экспериментальных

a - эмпирическая константа, который соответствует гидравлической проводимости почвы в состоянии, близком к насыщению), п - эмпирический показатель степени (равный 1,5 ...2,0 в глинистых почвах и имеющий несколько большую величину для песчаных почв) (Gardner, 1956, 1958, 1960):

в + Ч*п
где К, *Р, п - то же, что и в предыдущей формуле; а, в - экспериментально определяемые константы; отношение а/в приблизительно равно гидравлической проводимости в насыщенном состоянии (Rijtema, 1965):

*(4>-4<а)
где Кн - проводимость в насыщенном состоянии; 46/ - всасывающее давление, соответствующее влажности разрыва капилляров; а - эмпирическая константа. (2.28) и (2.29) более удобны в области высоких давлений (2.30) пригодна вплоть до некоторого 'Р = 'Ртах 0Ртах в разных почвах от 80 до 300 см).
КФ ' Р ' т р- п
К(у,р) = - Р -< Р ? А х п W(p) = > WH р~<р ? А А п
КФ Р>Р п WH р>р п

Р-<Р„
nW Р '
0, Р>РГ
F(y,p)
ЕсопА
! у-<ьь
| со0 Ady

0/ У ~ hk