Экспериментальное изучение и моделирование передвижения влаги в почве при малонапорной и безнапорной инфильтрации

• Автор: Панина, София Сергеевна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Глава
Водный режим почв
1.1. Основная гидрофизическая характеристика
1.2. Водопроницаемость
1.3 Малонапорная и безнапорная инфильтрация
1.3. Использование педотрансферных функций (ПТФ)
Глава
Математическое моделирование
2.1. Современные подходы к математическому моделированию
2.2. Современные подходы к математическому моделированию режима влажности почвы
2.3. Математическое моделирование режимов почв (НУГЖиБ-Ш)
Глава
Объекты исследования
3.1. Серая лесная почва
3.2. Дерново-подзолистая почва
Глава
Методы исследования
4.1. Экспериментальное изучение движения влаги
4.1.1. Методика проведения эксперимента
4.1.2. Полевые методы
4.1.3. Лабораторные методы
4.2. Расчетное изучение движения влаги
Глава

Результаты и обсуждение
5.1. Полевой эксперимент
5.2. Модельный эксперимент
5.2.1. Получение ОГХ капилляриметрическим методом в зондовом варианте
5.2.2. Получение ОГХ методом тензиостатов
5.2.3. Получение ОГХ методом центрифугирования
5.2.4. Получение ОГХ по программе Agrotool
5.2.5. Получение ОГХ методом «секущих» по Воронину
5.2.6. Получение ОГХ по базе данных ROSETTA (в HYDRUS 1D)
5.2.7. Получение ОГХ по региональной ПТФ
5.3. Анализ ошибок моделирования
5.4. Выбор наиболее адекватного экспериментального обеспечения
математической модели HYDRUS ID
Выводы
Список литературы
Приложение
Введение
Проблемы детального изучения и прогноза передвижения веществ в почвах в настоящее время являются чрезвычайно актуальными. Это связано прежде всего с тем, что на современном этапе развития агрофизики необходимо точно знать и количественно прогнозировать развитие того или иного природного процесса, чтобы своевременно и точно решить вопрос об управлении им. Вопросы управления всегда опираются на предварительные прогнозные расчеты, которые выполнятся на основании математических моделей. Сейчас процедура прогнозного моделирования является обязательной при регистрации пестицидов (Шейн и др., 2009; Шейн, Губер, Кухарук, 1995), при прогнозе явлений затопления, разработке систем городского и сельскохозяйственного водоснабжения, управлении водными ресурсами и пр. (Зайдельман, 2009). Считается, что на данный момент управление водопользованием направлено не на строительство новых систем, а на точное управление существующими (Шейн, 2010), где основным элементом является прогнозное математическое моделирование гидрологических процессов.
Основные трудности в применении математических физически обоснованных моделей связаны, прежде всего, с получением адекватного экспериментального материала по гидрофизическим свойствам почв (Шейн и др., 1995; Шейн, Гудима, Мокеичев, 1993,). Именно поэтому в настоящее время наиболее актуальны вопросы,

3. Модель Брукса-Кори (Brooks and Corey,1964):
H" Л<-1/а

6r - минимальная влажность, соответствующая влажности точки перегиба в сорбционной части [-];
ds - влажность полного насыщения (близка к водовместимости)

Se - эффективное содержание воды [-];
Ks - коэффициент фильтрации [L/T];
т, п, I - эмпирические коэффициенты, влияющие на форму функций влагопроводности, а - коэффициент, обратный давлению входа воздуха (давлению борботирования), п - коэффициент, характеризующий распределение пор по размерам (наклон кривой ОГХ, и / - параметр, равный 2 по данным Brooks and Corey (1964).
5. Модель Косуги (Kosugi,1996; Mualem, 1976). Модель адекватно предсказывает влагопроводность почвы в пяти случаях из
В указанных уравнениях применяется символ а вместо НО, п вместо а, которые использовались первоначально у Косуги.
Параметры уравнений находят аппроксамацией экспериментальных данных ОГХ и функции влагопроводности в сопряженной программе ЛЕТС (Бтшпек еГ а1., 2007). Эти параметры также можно установить на основе экспериментальных данных испарения, используя параметр инверсии. Оба подхода получения гидролитических параметров дают практически идентичный результат
шести.
(А > 0)