Файл: Количественные методы в мелиорации засоленных почв..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 75

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При инфильтрации (поливе):

У—Ср01 при h = H + h k.

3. Уравнение распределения концентрации солей в во­ доносном слое (0<.х<.1, О <Л<Я, 0<£=S^koh)

дС _ _

/52с

. 52С\

, ,

д 1д н п

 

( w + д ^ + * дГ\д^С

C\t=o=C(h, х, 0 ),

C!*=0= C0(f),

дС\

^ о ,

дС\

=

0 .

дх Iх=1

dh\h-=О

 

Условия согласования на поверхности потока грунтовых вод:

■Dill = D2ff- ,У= С при h = H(x, t),

h — вертикальная, х — горизонтальная, t — временная ко­ ординаты.

Приведенная система уравнений решается методом ко­

нечных разностей по явно неявной

схеме В. К. Саульева

(см. гл. I, § 6). Высота дневной поверхности — Ь(х)

и поверх­

ности потока грунтовых вод — Н(х, t)

отсчитываются от ли­

нии водоупора h = 0. В программе,

написаной

на языке

АЛГОЛ-60, использованы следующие обозначения:

I — длина расчетного участка, [/и]; N — число горизон­

тальных интервалов сетки расчетной области; dx=Ax =

длина горизонтальных

интервалов, [лг] ; hk = h k— средняя

толщина капиллярной

hk

 

каймы, [лг]; d h = -g-=AA — длина

вертикальных интервалов сетки в капиллярной кайме,

[лг];

п, i — целые числа для индексации массивов значений ин­ тервалов сетки, концентраций и временных интервалов; П — число вертикальных интервалов сетки в области пото­

ка

грунтовых

вод;

hc[n, i]=A„, г г/ — длина

вертикальных

интервалов в области потока грунтовых вод,

[лг] ; (n= 1 , . . . ,

П ;

г = 0, 1 , . . . ,

N);

H[i] =H(iAx, t) — высота

свободной по­

верхности потока грунтовых вод (пъезометрический напор)

дН

в узлах сетки, [лг], (г = 0,1,. . . , N); d H [ i ] = k j — скорость

потока грунтовых вод в расчетных узлах (с обратным зна­

159


ком),

[м/сут],

(i = 0, 1 , . . . , N); у [ п ,

i] = z/[(6—n)Ah,

iAx, f] —

концентрация

солей почвенного

раствора

в узлах

сетки,

 

 

 

 

 

( П—п

 

 

 

 

 

2

Д"М у >

iAx, t

I — концентрация солей в

грунтовых

 

т = 1

узлах

водах в

сетки,

[г/л], (тг= 0, 1, . . . , 2 7 ; г=0,

1 , . . . , N), (см. гл. I, § 6);

Dl=Di, D2=D2— коэффициенты

конвективной

диффузии

в зоне аэрации и грунтовых водах соответственно,

[м2/сут];

тп1 = тп\, m2 —m2— активные пористости зоны аэрации и во­

довмещающих пород;

k — коэффициент фильтрации водо­

носного слоя, [лг/ci/r];

аО=ао = k ma*-~——1 — коэффици­

ент уровнепроводности, [м2/сут] ; Ш = Нт1П— наименьшая толщина потока грунтовых вод на участке, [ж]; у п = у п — критическое значение концентрации солей в почвенном растворе, выше которого процессы сорбции и кристаллиза­ ции преобладают над процессами растворения и десорбции, [г/л];

 

Bkr — коэффициент

скорости кристаллизации

и

5 =

сорбции солей при у > у п, [1/сут] ;

солей

BTas — коэффициент

скорости растворения

 

твердой

фазы

и

десорбции при

у < у „ ,

 

[1/сут] ;

 

 

 

 

 

CPoi

— концентрация

солей

в поливной воде,

[г/л];

L[i] =L(iAx) — высота дневной поверхности в расчетных уз­

лах, [лг];

A[i\=A(iAx,

t) — скорость

эвапотранспирации

или

инфильтрации

в

расчетных

узлах,

[м/сут],

(г= 0, 1 , 2 , . . . , АТ);

 

 

 

 

 

 

 

t

'

/j\ U _L(x)—H(x, рупри испарении (формула

 

' \

^кр

J С. Ф. Аверьянова);

 

 

 

.—Qa n — ПРИ инфильтрации в re-ый период;

 

qO= q0(t) — максимальная

испаряемость, [м/сут] ;

dkp=

= ^kd=Ao— критическая

глубина

испарения,

[ж];

alfa —

= а — показатель степени. Все три

параметра

из

формулы

С. Ф.

Аверьянова; ips=8nii — коэффициент

в граничном

условии уравнения (2), [ ж ] ; б — характерная толщина слоя интенсивного испарения и поглощения влаги корнями ра­ стений в верхней части капиллярной каймы, (б ~ 0,01 ж).

160



Следующие обозначения используются для выполнения ЭВМ расчетов, связанных с функциями времени,

а. Параметры инфильтрации или поливов.

Число периодов инфильтрации предусмотрено не более шести в год, учитывая наиболее значительные по объему (не промывной режим!). Схема задания параметров полива приведена на рис. 15 со следующими обозначениями: W \n\=W n— время начала очередного периода инфильтра­ ции в сутках от начала года, л = 1, 2 , ... , 6; а [ п \ = а п— про­ должительность 7г-го периода инфильтрации (полива) в сут­ ках, 71 = 1, 2 , .. . , 6; qa\ii\=qan— средняя скорость инфиль­ трации В 7 7 Ы Йпериод, [м/сут] .

Рис. 15. Схема задания параметров полива.

б. У ровни грунтовых в о д на вх оде и вы ходе расчетного участка (пьезометрический напор).

Задаются в виде линий из шести отрезков (рис. 16) по наблюдениям за уровнем грунтовых вод в течение года. W1 [тг] = W l n— дни замеров уровня, считая от начала года, 7г=0, 1 , ... , 6. Всегда W lo=0, a W l6 = 365; АН[п] =АНп и АН1[п]=АН1„— соответственно пьезометрические напоры в

начале — Н(0, г) и в конце — H(l,

t) расчетного участка в

W1 „ день, 77 = 1, .2 ,..., 7.

:

Рис. 16.

График

задания

функций Що, t) и- H(l, t).

W l0 =

0 ; W 6 = 365. A H t = AH 7y

А Н Ц '.= AHl7.

, в. М аксимальная

скорость

р а сх о д а

грунтовых в о д на

эвапотранспирацию в формуле С. Ф, Аверьянова.

1 1 - 6 4

161

Задается в виде ломаной линии, состоящей из шести от­ резков (рис. 17) по данным наблюдений за испарением в те­ чение года. W2[n\ = W 2n— дни замеров испарения, начиная

с 1 января,

п=0, 1 , ... , 6;

W2o=0;

ТР26 = 365;

з[тг] =

= д п [м/сут] — средняя скорость эвапотранспирации

в W2 п

день, тг= 1, 2 , . . . , 7. Все q n ^ 0 .

 

 

в пото

г.

У ср ед н ен н а я по вертикали, концентрация солей

к е грунтовых

в о д на вх оде

расчетного

участка, т.

е.

при

х=0.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 17.

График задания

функции

g0(f). W 20= 0 ;

 

 

 

ТГ2б= 365; ffi = 37;

 

 

Задается

в

виде

ломаной

линии

из шести

отрезков

(рис.

18). W 3

[n ]= W Z n— дни замеров концентрации от на­

чала

года,

77 = 0,

1 , .. . , 6.

Всегда Ж3о=0,

Ж3б= 365.

СО[п]=СОп [г/л] — значение

концентрации в

W 3n день,

77 = 1,

2 , .. . , 7.

 

 

 

 

 

 

Рис. 18. График

задания функции

 

C0(t). W 30 = 0;

 

W3e= 3 8 5 ; С О ^ С О ц СОп > 0.

 

 

Программа может

начинать

счет

с

любого

дня

года,

т. е. с £ = 7нач = £нач

и кончает

счет

в

пределах

не

более

пяти-шести суток после заданного времени £=7кон = 2кон. Выдача на печать промежуточных значений уровня грунто­ вых вод и концентрации солей по желанию может произво­ диться периодически через время 7=Шеч=^аВ,. Например, чтобы прогнозировать ВСР на 320 дней, начиная с 1 апреля,

182


и получать промежуточные прогнозы через каждые 30 дней,

нужно

задать:

f„a4 =90 (т., е.

31 + 28 + 31),

i K0H =320,

t ne4 =30. При построении графиков Щ0,

t), Щ1, t), qo(t),

C0(t) за t= 0

всегда принимается 1

января,

т. е. первый день

года. dt = Axk— шаг по времени,

выбираемый ЭВМ из усло­

вий устойчивости (см. гл. I, § 6).

v, E, El, E2, ES, E4, E5, E6,

t, temp, tpol, FI, F2, F3, F4, z, R,

d t l , dt2,

dtS,

dt4, ab, Cbx — действительные переменные, ис­

пользуемые

в промежуточных

расчетах.

ЕО,

PAR, poliv,

p r o g r a m m — целые переменные, причем:

 

 

p r o g r a m m

={fPAR = 1 — при испарении,

 

 

 

 

I p oliv = 0 — в период инфильтрации

— переключатель метода счета граничного условия урав­ нения 2 в зависимости от режима испарения или инфильт­ рации.

Рис. 19. Объем почвы, в котором рассчитывается изменение содержания солей.

Кроме того, программа вычисляет приращение количе­ ства солей — Sal [кг] на участке капиллярной каймы шири­ ной 1 м, длиной I и высотой Ай (рис. 19), к конечному моменту времени по формуле

S a l= Sytx—Syodv + SBy,

где

S y tx = m l ^y(x, A, t K0H)dv}

V

S yodv= mi J y ( x r A, tnil4)d v ; v

163