Дренаждық теңдеу - Drainage equation

A дренаждық теңдеу параллельді жер қойнауының тереңдігі мен аралықтары арасындағы байланысты сипаттайтын теңдеу дренаждар, тереңдігі су өткізгіш, тереңдік және гидравликалық өткізгіштік топырақтың. Ол қолданылады дренаж жобалау.

Гугхудттың дренаждық теңдеуіндегі параметрлер

Белгілі тұрақты мемлекет дренаждық теңдеу - бұл Hooghoudt ағынды аралық теңдеуі. Оның түпнұсқа басылымы голланд тілінде.[1] Теңдеуді АҚШ-та ван Шилфгаард енгізген.[2]

Хугут теңдеуі

Хугхудт теңдеуін келесі түрде жазуға болады:.[3]

Q L2 = 8 Kb d (Dd - Dw) + 4 Ka (Dd - Dw)2

қайда:

  • Q = тұрақты мемлекет дренажды ағызу жылдамдығы (м / тәулік)
  • Ka = гидравликалық өткізгіштік дренаж деңгейінен жоғары топырақтың (м / тәулік)
  • Kb = гидравликалық өткізгіштік дренаж деңгейінен төмен топырақ (м / тәулік)
  • Ди = су өткізбейтін қабаттың тереңдігі су төгетін деңгейден (м)
  • Dd = ағынды сулардың тереңдігі (м)
  • Dw = тұрақты күй тереңдігі су өткізгіш ағынды сулардың ортасында (м)
  • L = ағынды сулар арасындағы қашықтық (м)
  • d = эквивалентті тереңдік, L функциясы, (Di-Dd) және r
  • r = ағызу радиусы (м)

Тұрақты (тепе-теңдік) күй шарты
Жылы тұрақты мемлекет, су деңгейінің деңгейі тұрақты болып қалады және разряд жылдамдығы (Q) жылдамдыққа тең жер асты суларының қайта зарядталуы (R), яғни кіретін су мөлшері жер асты сулары арқылы су өткізгіш уақыт бірлігіне. Су қабатының ұзақ мерзімді (мысалы, маусымдық) орташа тереңдігін (Dw) ұзақ мерзімді қайта зарядтау жылдамдығымен (R) ұштастыра отырып, сол уақытта судың таза қоры шамалы аз және тұрақты күйде шарт қанағаттандырылады: біреу алады a динамикалық тепе-теңдік.

Теңдеуді шығару
Хугудт теңдеуін шығару үшін Дарси заңы, циркулярлық қорытынды потенциалды функциялар және өткізбейтін қабаттың әсерін анықтау үшін айна кескіндері және суперпозиция.
Хугуд эквивалентті тереңдікті (d) анықтауға арналған кестелерді жариялады, өйткені d = F (L, Di-Dd, r) функциясындағы (F) функция ұзақ терминдер қатарынан тұрады.

Өсімдік шығымы (Y) және су деңгейінің орташа маусымдық тереңдігі (X дм) [4]

Анықтау:

дренаждық аралықты (L) теңдеу арқылы ағынды тереңдікке (Dd) және ағызу радиусына (r) тәуелділікте табуға болады.

Дренаж критерийлері
Су қабаты тым таяз болып, егіннің түсімділігі төмендемеуі үшін және құрғақшылық жағдайынан аулақ болғысы келмейді. Бұл тақырып дренажды зерттеу. Суретте су деңгейінің орташа маусымдық тереңдігі 70 см-ден таяз екендігі түсімділік депрессиясын тудыратынын көрсетеді [5]
Фигура SegReg арналған бағдарлама сегменттелген регрессия.[6]

Эквивалентті тереңдік

1991 ж. А жабық формадағы өрнек Hooghot кестелерін ауыстыра алатын (d) эквивалентті тереңдікке арналған:[7]

d = πL / 8 { ln (L / πr) + F (x) }

қайда:

  • x = 2π (Di - Dd) / L
  • F (x) = Σ 4eN2nx / n (1 - eN2nx), n = 1, 3, 5,. . .

Кеңейтілген қолдану

Теориялық тұрғыдан Хугхудт теңдеуін де қолдануға болады көлбеу жер.[8] Көлбеу жерлерді құрғатудың теориясы құмға арналған сыйымдылық тәжірибелерінің нәтижелерімен дәлелденді.[9] Сонымен қатар, кіру кедергісі Ағынды суларға кірген кезде судың пайда болуын есепке алуға болады.

Күшейту

Хугхудтпен салыстырғанда параметрлерді күшейту
EnDrain: дренажбен бірге су табағының пішіні

Дренаж формуласын күшейтуге болады [10] есепке алу үшін (оң жақтағы суретті қараңыз):

Компьютерлік бағдарлама

Күшейтілген дренаждық теңдеуде гидравликалық эквивалент қолданылады Джоуль заңы электр қуатында.

Ол а түрінде болады дифференциалдық теңдеу шешілмейді аналитикалық (яғни а жабық форма ) бірақ шешім а сандық әдіс ол үшін а компьютерлік бағдарлама таптырмас

Компьютерлік бағдарламаның қол жетімділігі әртүрлі баламаларды жылдам бағалауға және а сезімталдықты талдау.

Көк фигурада EnDrain бағдарламасының көмегімен күшейтілген дренаждық теңдеуімен компьютер көмегімен есептеу нәтижелерінің мысалы келтірілген.[11] Бұл келетін қуаттың қайта зарядтауға байланысты қосылуы біршама тереңірек болатынын көрсетеді су қоймасы.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ С.Б. Хугушт, 1940 (голланд тілінде). Параллельді ағынды сулар, гриппельдер, каналдарға кіру есігі ортада орналасқан суды егжей-тегжейлі суару кезінде алгемендік қондырғылар бар.. Сериядағы № 7: Bijdragen tot de kennis van eenige natuurkundige grootheden van den grond. Bodemkundig Institutut te Groningen. Rijksuitgeverij Dienst van de Nderlandse Staatscourant. 's-Gravenhage, Algemeene Landsdrukkerij.
  2. ^ Дж. Ван Шилфгаард, 1957 ж. Дренаж ағыны проблемаларын шамамен шешу. In: J.N.Luthin (Ред.), Ауылшаруашылық жерлерінің дренажы, б.79-112. Агрон. Моногр. 7. ASA, Мэдисон, АҚШ, АҚШ.
  3. ^ Х.П. Ритзема, 1994, Ағынды суларға жер асты ағыны. 8 тарау: H.P. Ritzema (ред.), Дренаждау принциптері мен қолданбалары, жарияланым. 16, 236-304 бет, Халықаралық мелиорация және жақсарту институты (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN  90-70754-33-9
  4. ^ Банан, мақта, қант қамысы және бидайдың таяз суларға реакциясы туралы әр түрлі авторлар келтірген мәліметтер [1]
  5. ^ Фермерлердің егістік алқаптарында дренажды зерттеу: мәліметтерді талдау. Халықаралық мелиорация және жақсарту институтының (ILRI) «Сұйық алтын» жобасына қосқан үлесі, Вагенинген, Нидерланды. Веб-беттен жүктеу: [2] , № 2 немесе тікелей PDF түрінде: [3]
  6. ^ Сегменттелген регрессияға арналған SegReg компьютерлік бағдарламасын веб-беттен еркін жүктеуге болады: [4] , немесе: [5]
  7. ^ В.Х. van der Molen en J.Wesseling, 1991 ж. Жабық түрдегі шешім және Хугхудт ағызу аралық теңдеуіндегі эквивалентті қабаттың қалыңдығына арналған кестелерді ауыстыруға арналған сериялық шешім. Ауыл шаруашылығы су шаруашылығы 19, б.1-16
  8. ^ Hooghoudt дренаждық теңдеуі кіреберістің кедергісі мен көлбеу жерге реттелген. Халықаралық мелиорация және абаттандыру институты (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Желіде : [6] . Жаңартылған нұсқасы: R.J. Оостербаан, «Көлбеу жерлерді құрғату және құрғату», жарияланған: Суару, дренаж және су тасқынына қарсы кеңес бюллетені, Пәкістан, т. 5, No 1, 1975 ж. Маусым.
  9. ^ Zeigler, ER, 1972 ж. Көлбеу жерлерден дренажды зерттеуге арналған зертханалық зерттеулер. Есеп REC ERC 72 4, Инженерлік-зерттеу орталығы, Мелиорация бюросы, Денвер, Кол., АҚШ
  10. ^ Анизотропты топырақтардағы жер асты дренажына құбырлармен немесе кіруге кедергісі бар арықтармен қолданылатын жер асты суларының энергетикалық балансы. Халықаралық мелиорация және абаттандыру институты (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Желіде : [7] Мұрағатталды 2009-02-19 Wayback Machine . Қағаз негізіндегі: Р.Дж. Оостербаан, Дж.Бонстра және К.В.Г.К. Рао, 1996 ж., «Жер асты сулары ағынының энергетикалық балансы». V.P.Singh және B.Kumar (ред.) Жарияланған, Жер асты-су гидрологиясы, б. 153-160, Гидрология және су ресурстары жөніндегі халықаралық конференция материалдарының 2-томы, Нью-Дели, Индия, 1993. Kluwer Academic Publishers, Дордрехт, Нидерланды. ISBN  978-0-7923-3651-8 . Желіде : [8]
  11. ^ Ақысыз компьютерлік EnDrain бағдарламасын веб-беттен жүктеуге болады: [9] , немесе: [10]

Сыртқы сілтемелер