Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2018-01-05 | 331 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Вода в почве движется за счет двух факторов: градиента сил, выводящих ее из равновесия и проводимости почвы (влагопроводность). Многочисленные опыты показали, что движение влаги в почве может быть описано законом Дарси, по которому скорость движения (фильтрации) линейно зависит от градиента действующих сил:
, /1.3/
где - коэффициент фильтрации;
– напор фильтрационного потока.
Градиент сил возникает за счет разности потенциалов почвенной влаги в смежных точках. Общий потенциал почвенной влаги состоит из гравитационного, каркасного, капиллярного, осмотического, температурного и электрического потенциалов. В расчетах потенциал почвенной влаги заменяют эквивалентным давлением или напором.
Передвижение влаги вызывает ее полный напор , который в общем случае принимают состоящей из гравитационного и каркасно-капиллярного напоров:
; /1.4/
где – расстояние от рассматриваемой точки до поверхности грунта, характеризующее гравитационный напор;
ψ – каркасно-капиллярный напор, зависящий от гранулометрического и агрегатного состава почвы, размеров и формы пор, насыщенности пор влагой. В зоне неполного насыщения ψ < 0, на поверхности грунтовых вод ψ = 0, под уровнем грунтовых вод каркасно-капиллярный напор заменяют гидростатическим напором.
Связь между влажностью и каркасно-капиллярным напором можно описать по эмпирической зависимости (А. И. Голованов, [222]):
; /1.5/
где - соответственно объемная влажность, максимальная гигроскопичность и пористость почвы;
- высота капиллярного поднятия;
и – безразмерные эмпирические коэффициенты.
Влагопроводность зависит от формы и размеров пор и степени заполнения водой. При полном влагонасыщении почвы коэффициент влагопроводности равен коэффициенту фильтрации . Для диапазона влажности от полного насыщения до максимальной гигроскопичности коэффициент влагопроводности определяется по зависимости А. И. Голованова:
|
. /1.6/
Для получения дифференциального уравнения двумерного передвижения почвенной влаги рассмотрим элементарный объем с размерами и площадью сторон (рисунок 1.2). Расположим начало координат на поверхности земли и направим ось вниз, а ось параллельно поверхности земли.
Рисунок 1.2 Схема к выводу дифференциального уравнения влагопереноса в почве |
Предположим, что в рассматриваемом элементарном объеме почвы движение почвенной влаги неустановившееся, вызванное увлажнением с поверхности. Составим баланс почвенной влаги в элементарном объеме за время . Поступление влаги в элементарный объем происходит по двум направлениям: по оси - и по оси y - . За время в нем накопятся запасы влаги равные:
/1.7/
В соответствии с законом сохранения вещества это изменение должно равняться разности между притоком влаги в этот объем и расходом из него.
Объемы притока влаги через смежные сечения ( и ) составят:
и /1.8/
где и - скорости движения влаги в смежных сечениях соответственно по оси и . На выходе из элементарного объема скорости получат приращения равные . Из этого объема возможен отбор влаги корнями растений. В уравнении баланса выразим его в виде единичной интенсивности отбора влаги из 1 м3 почвы - . В этом случае расход (отток и отбор) влаги из рассматриваемого объема будет равен:
- по оси : ; /1.9/
- по оси : . /1.10/
Запишем уравнение баланса почвенной влаги:
. /1.11/
После некоторых преобразований и упрощений:
. /1.12/
Исходя из постановки задачи для : и для : тогда:
/1.13/
Дифференциальное уравнение движения почвенной влаги получается, если устремить к нулю:
/1.14/
Преобразуем, используя закон Дарси (формула 1.3):
/1.15/
где – коэффициент влагопроводности, характеризующий сопротивление влаги при движении в пористом пространстве;
|
– напор почвенной влаги.
Соотношение выразим в следующем виде:
; /1.16/
где - коэффициент влагоемкости.
Тогда конечное дифференциальное уравнение двумерного передвижения влаги в почве и под уровнем грунтовых вод имеет вид:
. /1.17/
Таким образом, полученные формулы /1.13, 1.15, 1.16 и 1.17/ позволяют математически описать влагоперенос в ландшафтных катенах водосборов.
|
|
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!