Аналіз конструктивних параметрів дренажних систем для умов України методом математичного моделювання

Анотація

Мета. Дослідити умови підвищення ефективності водорегулювання на меліорованих землях в Україні в умовах сучасних кліматичних змін. Об’єктом дослідження є дренажні системи подвійної дії, здатні виконувати функцію як дренування, так і забезпечення рослин вологою протягом усього вегетаційного періоду. Методи. Проведено серію обчислювальних експериментів для різних ґрунтових умов (торфових, суглинкових, супіщаних і піщаних) України з використанням математичної моделі Річардса та процедури визначення допустимих параметрів дренажних систем (глибини закладання і міждренної відстані) за різних режимів, коли критичною функцією є дренування чи вологозабезпечення. Зокрема, розглядались як багатошарові моделі досліджуваних ґрунтів, так і їх окремі шари. Також досліджували визначення зміни коефіцієнта вологоперенесення від рівня напору. Для цього використано такі форми залежностей, які є верхніми та нижніми наближеннями лабораторно визначених значень. Результати. Моделювання показало, що найбільші міждренні відстані (> 50 м) характерні для торфових ґрунтів, тоді як для лучних чорноземів суглинкового складу вони не перевищують 6–11 м. Для піщаних і супіщаних ґрунтів відстань змінюється в межах 11–50 м. Згідно з результатами моделювання, у разі евапотранспірації (ET) на рівні 2 мм/добу на початку сезону вегетації забезпечення вологоспоживання можливе для більшості розглянутих ґрунтів, проте за ET = 10 мм/добу в період найвищого вологоспоживання — лише для торфових і частини супіщаних ґрунтів. Висновки. Отримані результати моделювання свідчать, що оптимальні параметри істотно відрізняються залежно від типу ґрунту й рівня вологоспоживання культур, а в окремих випадках реалізація подвійної функції є обмеженою.