Диссертация (1151678), страница 27
Текст из файла (страница 27)
При этом численные значения критерия, как и следует из теории,колеблются около равновесного значения (4.3.13).Исходя из вышеизложенного, для оценки как микроручейковых системна склонах, так и ручейковых и речных систем предлагается использоватьхарактеризующие взаимосвязь между расходом Qx, компонентой силытяжести gi и потенциалом эрозионной стойкости ψ уравнения (4.3.7) и (4.3.8)или же (4.3.9) и (4.3.10). Однако неопределенность вносит тот факт, чтосистемы из двух уравнений с тремя неизвестными, каковыми являются (4.3.5)и (4.3.6) позволяют получать бесконечные наборы решений. Для устранениянеопределенностиможнозафиксироватьнекоторые,статистическидостоверно определенные экспериментальные значения x1 и x2. Для решениязадачи в такой формулировке можно записать:lg Э − lg A1,lg Λ(4.3.19)lg Э + lg ε − lg A2.lg Λ(4.3.20)D1 ≡ x1 =D2 ≡ x2 =Статистическая обработка проводилась по данным для водосборнойплощади реки Цивиль (4010 км2) за период с 1950 по 2010 гг.В качестве примера приведем последовательность расчета x1 для данныхза 2005 г.
По графикам расхода и уровня воды с 15 апреля по 15 октября(рисунок 4.5) были определены интервалы, соответствующие наличию иотсутствию влияния атмосферных осадков. По тем значениям, которыесоответствуют дням без осадков, были получены уравнения регрессии дляопределения «фона» не учитывающего осадки. Для уровня воды полученоуравнение255,270 - 33,328 lnt(R2=0,9898),адлярасходаводы32,738 - 6,856 lnt (R2=0,9904). Вычитая из реальных данных значения,полученные по уравнениям регрессии, можно исключить «фон» оставив врассмотрении величины соответствующие только осадкам.
По полученным188для осадков данным вычислялись критерии ε, Э и Λ; результаты отражалисьв двойных логарифмических координатах (рисунок 4.6).230Уровень воды h, (мм)210190170150130110907050020406080100120140160180120140160180Время t, (сутки)8075Расход воды Q, (м 3/с)706560555045403530020406080100Время t, (сутки)Рисунок 4.5 – Графики расхода и уровня воды189hgilgψ32,521,51y = 1,1401x - 2,2012R2 = 0,90460,5022,533,54Qlgψ4,5⎛ gi ⎞⋅ ⎜⎜ ⎟⎟⎝ψ⎠2Рисунок 4.6 – Определение наклона в двойных логарифмическихкоординатахИз рисунка 4.6 видно, что данные достаточно точно ложатся на прямуюлинию. Это говорит о том, что произведенные допущения соответствуютистинной природе явления.Результаты обработки данных за большой период времени позволяютполучить статистически достоверные значения.
После обработки данных с1950 по 2010 гг. были получены следующие относительно устойчивые отгода к году результаты (таблица 4.1):- для летних дождей x=1,047±0,060;- для «затяжных» осенних дождей x=1,185±0,072;- для водосборной площади в целом (с учетом дождей, подземных вод ит.п.) x=4,438±0,742.Приняв x=1, определим Λ=Qg2i2ϕ-2,5 как критерий Лохтина. Тогдаколичественной характеристикой смыва поверхности склоновым потокомявляется безразмерная величина Λ=hgi/(ϕν), поскольку hgiΔmв - работагравитационной компоненты (Δmв - масса протекшей воды), а ϕ Δmп kr -190энергия, затрачиваемая на эрозионное разрушение (Δmп – масса вымываемойпочвы, kr - коэффициент шероховатости).Таблица 4.1 - Значения x1 по наблюдениям за шестьдесят лет (р. Цивиль)[203]год1950195119521953195419551956195719581959196019611962196319641965196619671968196919701971197219731974197519761977197819791980летниедожди1,0301,0581,0441,0011,0091,0231,0951,0991,0261,1681,0741,0011,0260,9861,1030,9840,9730,9781,0961,0891,0200,9931,0911,1010,9771,1061,0221,0181,0231,1011,063xосенниедожди1,2291,2001,2431,0761,1561,1291,3031,1421,1081,0971,1251,1261,2151,2651,2361,0901,0851,2381,2701,2131,2361,3001,1911,2141,0811,1681,1521,2821,0971,2721,227общее3,6284,8054,1333,7715,2454,1134,2144,1953,8865,2675,0033,5525,4255,7545,7863,6753,2944,9424,2324,2183,4584,3744,2594,2284,2834,0885,1604,1925,4433,4865,256год198119821983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010среднеелетниедожди0,9771,0510,9811,0801,0471,1051,0260,9930,9951,0821,0641,0391,0881,0031,0001,0190,9901,1041,0161,0881,0221,0931,1541,0521,1401,0020,9801,3031,0070,9831,047xосенниедожди1,2841,1291,2281,2851,1681,1731,2041,1141,1321,0901,1411,2751,0911,1031,2671,1061,2171,2241,1901,1461,3201,2121,0671,2301,2411,1051,1841,2031,0791,3391,185общее3,9154,1295,7625,6184,7244,2694,9194,4663,4185,6504,0743,7573,3523,4525,4825,3654,2773,5184,6024,2205,2035,2003,9844,0123,2834,0153,7235,0255,7184,2134,438Задание конкретных значений устраняет неопределенность решениясистемы уравнений (4.3.5) и (4.3.6) и делает анализ сложных процессовсмыва и аккумуляция наносов на данной водосборной площади по191предложенным формулам вполне обоснованным.
Полученные критерии,позволяютопределитьнаправлениединамикидеградациииливосстановления водосборной, причем использование приведенных критериевпозволяетрассматриватькакконкретнуюводосборнуюплощадьмикроручейков, так и водосборную площадь речной системой в целом.На изучаемой территории оросительной системы «Дружба» имеютсяучастки с уклонами до 0,08 и потенциалом эрозионной устойчивости,меняющимся в зависимости от влажности от 3 до 12 Дж/кг. При условии Λ=1приi=0,08иϕ=3÷12Дж/кгдлякритическойвеличиныглубинымикроручейка текущего без разрушения и выноса почвы получаем h=ϕν/(gi),что соответствует интервалу от 3,6 до 14,4 мм. Это условие необходимоучесть при использовании системы кругового орошения Valley, которая спомощью оборудования и программного обеспечения позволяет подавать вкаждый конкретный сектор (VRI Speed Control) или управляемую зону (VRIZone Control) необходимое количество воды.Рисунок 4.7 – Пространственное распределение критерия Лохтина192Рисунок 4.8 – Исследуемый участок и пространственное распределениеуклонаРисунок 4.9 – Пространственное распределение потенциала эрозионнойстойкости1934.4.
Выводы по главеНаличие уплотненного слоя в почве оказывает существенное влияниена скорость впитывания воды и образование поверхностного стока. Дляобеспечения наилучших мелиоративных режимов при использованиисовременных приемов мелиорации актуально экспрессное получениепрофилей увлажнения почвы при наличии в ней уплотненного слоя.Использованиевкачествеиндикаторауплотнениякоэффициентафильтрации, а не плотности почвы, позволяет изучать непосредственно самипрофили и, имея большую информативность и точность, позволяетмоделировать процессы влагопереноса в почвах.
Созданы программныесредства для численного определения интенсивности впитывания почвойвлаги, расчета профилей увлажнения. Для определения впитывающейспособности почв проведены опыты на серых лесных почвах ЧувашскойРеспублики. Расхождение экспериментальных данных с результатамичисленного решения, при использовании какой либо конкретной моделипорового пространства в среднем составляет 15-17%. Однако еслирассматриватьфункциювлагопроводностииОГХвразрезепедотрансферных функций и «гибко» подбирать параметры модели,расхождение снижается до 4-7%.Вода, не впитавшаяся в почву, стекает по микроруслу.
Ответить навопрос: «происходит ли при этом смыв ли нанос почвы?» - можно используявычисленные для данной точки поля значения критерия Лохтина. Критерийсвязываетуклон,эрозионнуюустойчивостьпочвыобразовавшегося при избыточном поливе микроручейка.иглубину1945. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЙ ИЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК, РАЗРАБОТКАПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВВ главе описаны усовершенствованные экспериментальные установки,принципыиххарактеристик.работы,аПриведенытакжеметодикиалгоритмыопределениявычислительныхпочвенныхпрограммныхсредств, необходимых для обработки экспериментальных данных.Полевые эксперименты и обследования земель проводились всоответствии с известными, наиболее распространенными методикам. Отборобразцов почвы осуществлялся в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ28168-89, ГОСТ 17.4.4.02-84, ОСТ 56 81-84. Пикнометрический метод (ГОСТ27395-87) использовался при определени плотности скелета (твердой фазы)почвы, В ряде случаев параллельно определению плотности сложения почвыпо ГОСТ 12536-79 определялся и гранулометрический состав.
Влажностьпочвы измерялась термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75, ГОСТ28268-89). Обработка данных проводилась методами математическойстатистики и эконометрики.Образцыпочвыдляпроведенияизмеренийгидрофизическихпараметров отбирались с помощью специального бура, который минимальнодеформирует почву [3, 17]. Для повышения надежность полученных данныхв условиях сильной пространственной вариации почвенных свойствполученный образец почвы используются во всем цикле определениягидрофизических характеристик.Влажность почвы определялась модифицированным весовым методомв сушильном шкафу и в ряде случаев с помощью диэлькометрическоговлагомера дающего, кроме влажности, информацию о pH, освещенности итемпературе почвы.1955.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
