ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Уравнение влагопереноса

При решении большинства задач влагопереноса в зоне аэрации достаточно ограничиться рассмотрением одномерного уравнения влагопереноса, полученного А. А. Клюгом [32J

(2.32)

Где є — интенсивность внутреннего источника влаги, с—коэффи­циент удельной емкости {с — В некоторых случаях

Уравнение (2.32) записывается в терминах влажности

Где D = ~ — коэффициент диффузивности влаги или коэффициент

Влагопроводности. Для того чтобы наглядно представить физиче­ский смысл коэффициентов с и D, преобразуем уравнение (2.33) с учетом рассмотренных в § 1 зависимостей (2.10) и (2.11)

TOC \o "1-3" \h \z МО + V-6*'

Г, 1 г» йо гг

Где D——; при п~\, D —---------------------- -—; e = - i-—-. Как видно,

Яро Ро

структура коэффициента влагопроводности аналогична структуре таких параметров, как уровнепроводность, теплопроводность и др. В некоторых случаях решения уравнения (2.34) при я = I, т. е. линейного уравнения влагопереноса, могут быть использованы с достаточной точностью в небольшом диапазоне влажности от 0i

До 92. Здесь в уравнении (2.34) следует заменить k0 на k и 0 на 0, где

K=kЈ+kx\ (2.35)

(ki и k2 — коэффициенты влагопереноса, соответствующие значе­ниям влажности 9i и 02).

Теперь необходимо дать некоторые разъяснения по поводу ин­тенсивности истока є. Обычно таким образом моделируется отбор влаги корнями растений, удельная интенсивность которого и опре­деляется величиной s. Можно полагать, что s связано с относи­тельной удельной поверхностью корневых волосков г на той или иной глубине и суммарной транспирацией Е0 [36]

Е~ E0f. (2.36)

В общем случае интенсивность отбора влаги корнями является функцией как глубины, так и времени, поскольку сама корневая система развивается во времени. В период увлажнения є может характеризовать интенсивность влагообмена между макропорами или трещинами, по которым поступает вода, с агрегатами или бло­ками почвы. В соответствии с рассмотренными в § I закономерно­стями (2.21) и (2.23) интенсивность этого обмена может быть вы­ражена формулой

Эт~0

№)Т

Как уже отмечалось выше, в общем случае т может зависеть от 0 и, безусловно, от глубины. Учет агрегатности почвы, таким обра­зом, был бы неполным, если одновременно с уравнением (2.32) не рассматривать условия поступления и миграции влаги в макропо­рах и трещинах. В связи с этим одновременно с решением уравне­ния влагопереноса в блоках (при этом мы пренебрегаем водоем - костью макропор) необходимо рассматривать и баланс влаги в макропорах, который может быть выражен следующим уравне­нием:

(2.38)

Где Vk — средняя скорость фильтрации по макропорам. Причем при £>* = 0 s = 0 — это ограничение определяет условие осушения мак­ропор и отсутствие влагообмена между макропорами и агрега­тами.

Возникновение потока влаги в макропорах зависит от интенсив­ности поступления воды на поверхность земли и способности впи­тывать ее блоками или агрегатами почвы.

Ниже рассматриваются некоторые процессы влагопереноса, достаточно типичные как для естественных условий, так и для ус­ловий орошения. Анализ этих процессов позволяет найти рацио­нальные пути для обоснования граничных условий зоны аэрации и разработать простые схемы питания подземных вод, осушения и насыщения пород зоны аэрации.