Двовимірне математичне моделювання водного режиму ґрунту за краплинного зрошення

  • М. Ромащенко -
  • В. Богаєнко -
  • А. Білоброва -

Анотація

Мета. Розробка методики прогнозування динаміки вологості ґрунту за краплинного зрошення на основі математичного моделювання згідно з рівнянням Річардса у термінах напорів у двовимірній постановці. Методи. Результати роботи отримано методом математичного моделювання та перевірено експериментально. Для дискретизації рівняння Річардса використовувалася локально-одновимірна скінченно-різницева схема. Системи лінійних рівнянь, що отримувалися після дискретизації, розв’язувалися методом прогонки. Для визначення гідрофізичних функцій ґрунту та його констант застосовувався комплекс лабораторних досліджень. Вимірювання всмоктуючого тиску в ґрунті проводилося з використанням датчиків Watermark. Результати. До математичної моделі пропонується додання двох емпіричних коефіцієнтів, а також параметра розподілу евапотранспірації на евапораційний та транспіраційний компоненти. Їх підбір мінімізує вплив похибок оцінки евапотранспірації та визначення й моделювання водонадходження на загальну точність прогнозування. Підбір цих коефіцієнтів пропонується проводити метаевристичним методом рою частинок на основі вимірювань у межах одного циклу зрошення. У роботі наведено результати перевірки пропонованої методики на даних, отриманих під час вирощування у виробничих умовах кукурудзи за підґрунтового краплинного зрошення на Півдні України. При аналізі даних математичного моделювання була отримана середня точність моделювання об’ємної вологості близько ~1% та підтверджено теоретичні очікування стосовно протікання процесів транспірації та випаровування з приповерхневих шарів ґрунту. Висновки. Представлені результати дають можливість із керованою дискретністю прогнозувати стан ґрунтової вологи, зокрема, профілі зволоження, та її доступність рослинам і можуть бути застосовані під час проєктування систем краплинного зрошення, підвищуючи їх ефективність.
Опубліковано
2021-04-25