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
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 -Н 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