Построение модели движения внутрипочвенной влаги в склоновых обрабатываемых землях

Недостаточная изученность динамики влагопереноса как в почве, разрыхленной рабочими органами орудия, так и в зоне необрабатываемой внутрипочвенной стенки в условиях меняющегося к влагодефицитному типу климата юга России, вызвала необходимость разработки математической модели внутрипочвенного влагопереноса. Отличительной особенностью этой модели является исследование влагопереноса в зоне обработанного новым мелиоративным способом верхнего слоя почвы глубиной 0,60 м разработанным универсальным почвообрабатывающим орудием для обработки склоновых и равнинных земель. Для исследования процесса увлажнения в обработанном новым способом пласта почвы на склоне были приняты следующие допущения: скелет грунта геометрически неизменяем; в рассматриваемой системе исключается гистерезис; влага внутри почвы не сжимается; давление воздуха внутри обработанного почвенного горизонта равно с атмосферным; капиллярные и гравитационные явления являются основной причиной движения влаги внутри обработанного пласта; внутрипочвенный влагоперенос относим к изотермическим процессам, используется декартова система координат, при этом ось z направлена вертикально вверх. Данные допущения позволяют рассматривать в модели движения внутрипочвенной влаги только динамику капиллярных сил и сорбции, происходящих из-за увлажнения почвы. В результате предложена математическая модель внутрипочвенного влагопереноса на базе уравнения Навье-Стокса для движения воды в пористой среде. Это позволяет определять основные параметры динамики влагопереноса в рассматриваемом слое: коэффициенты диффузивности, влагопроводности и капиллярно-сорбционного потенциала. Разработана компьютерная программа для решения краевой задачи динамики – внутрипочвенного влагопереноса на склоне с учётом неоднородных структур, полученных при обработке почвы новым способом.