A talajvízkészlet időbeni alakulásának modellezése

Az előadások a következő témára: "A talajvízkészlet időbeni alakulásának modellezése"— Előadás másolata:

1 A talajvízkészlet időbeni alakulásának modellezése
Rajkai Kálmán, Huzsvai László 2008 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése Copyright © Dale Carnegie & Associates, Inc.

2 A talajvízforgalom modellezése
Determinisztikus, mechanisztikus modell 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

3 A talajvízforgalom modellezése
Determinisztikus, mechanisztikus modell 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

4 A víztelített talaj vízvezető-képesség értéke
Méréssel: helyszínen pl. infiltrométerrel laboratóriumban, mintán 2. Becsléssel: Campbell (1985) 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

5 A talaj vízvezető képességének mérése
Eredeti szerkezetű talajmintán, állandó és csökkenő víznyomás módszerével Ismétlészám: min. 3 db, legalább 5 db Eloszlás: lognormális, ezért nem az átlag, hanem a módusz használandó! 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

6 Telítési vízvezetés érték becslése (Campbell, 1985) I.
Ks : a telítési vízvezetés (cm/nap) ρ : a térfogattömeg (g/cm3) mc : az agyag mennyiség (%) ms : a vályog mennyiség (%) 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

7 Telítési vízvezetés érték becslése (Campbell, 1985) II.
msa: a homok mennyiség (%) 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

8 Minden talajrétegre megadni a függvény paramétereket és értékeket
1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

9 A talajvízforgalom modellezése
Következtetés A talajok vízkészletének alakulása eltérő megoldásokkal és pontossággal modellezhető. A modellezés lehetővé teszi a talajtani, biológiai és meteorológiai ismeretek egységes rendszerbe foglalását, az eredmények közreadását. 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

10 A talajvízforgalom modellezése
Számítógépes modell Vízáramlás modellezése többrétegű talajban Van Genuchten (1980) alapján Tridiagonális mátrix megoldása Thomas algoritmussal (Gauss-féle eliminációs módszer) 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

11 A talajvízforgalom modellezése
A modell változói Talajrétegek vastagsága, z (m) Időlépték, t (s) A talajréteg pillanatnyi víztartalma (m3 m-3) A talajréteg maximális vízkapacitása (m3 m-3) A talajréteg maradék vízkapacitása (m3 m-3) Alfa és n a Van Genuchten egyenletének nemlineáris együtthatói, ami a függvény alakját adja meg. Telítési vízvezető képesség, Ks, (m s-1) 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

12 Víztartó képesség (m3 m-3)
 : a talaj nedvességtartalma (térfogat %) s: telítési víztartalom (térfogat %) r: maradék víztaralom (térfogat %) h : a talaj nedvességpotenciálja (-cm)  és n : a nemlineáris regresszió illesztési paraméterei Van Genuchten Van Genuchten 1980 egyenlete egy empírikus, tapasztalati összefüggést ír le. Ebből a függvényből ki lehet fejezni h-t, és meghatározni a vízpotenciál értékét (-cm). Excel függvény: PSI. Alfa és n adja meg a függvény alakját. 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

13 K(Ψ) - vízvezető képesség
Pszí egyenlő h-val. Vízpotenciál (-cm). Ks: telítési vízvezetés (m/s). Excel függvény: CONDUCT 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

14 Differenciál vízkapacitás
h: vízkapacitás abszolút értéke (cm) 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

15 A talajvízforgalom modellezése
Tridiagonális mátrix ahol: 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése

16 A talajvízforgalom modellezése
Megoldás Az egyenletrendszer megoldása után a rétegek nedvesség potenciálját kapjuk cm mértékegységben. Ennek felhasználásával ki tudjuk számítani a rétegek: Pillanatnyi víztartalmát. Excel függvény Stheta Specifikus talajnedvességét, dw/dp. Excel függvény FUN(). Aktuális vízvezető képességét, K(h), (m s-1). Excel függvény CONDUCT(). 1/3/2019 A talajvízforgalom modellezése