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, 2004 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése Copyright © Dale Carnegie & Associates, Inc.

2 A talaj vízkészlete és alakító tényezői
Vízkészlet: a talajszelvényben tárolt vízmennyiség mm-ben. Alakító tényezők: a vízkészletet növelő és csökkentő folyamatok: + csapadék, a talajvízből történő kapilláris vízemelés; - evaporáció, transzspiráció, mélybeszivárgás. 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

3 A talajvízforgalom modellezése
A víz körforgalom 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

4 A talajvízforgalom modellezése
Talajvízkészlet-modell típusok A./ Kapacitív Vízmérleg számítás a modellezés alapja. Időlépték: egy naptól hónapokig- Térlépték: talajszelvénytől kistérségig terjed. B./ Determinisztikus és mechanisztikus A vízáramlást leíró differenciál egyenlet a vízkészlet alakulás számításának alapja. Időlépték: nap. Térlépték: talajszelvény. 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

5 A talajvízforgalom modellezése
1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

6 Kapacitív modell meteorológiai adatai
havi, és 10 naponkénti csapadékösszeg átlagos léghőmérséklet a potenciális párolgás szinusz függvényként 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

7 Kapacitív modell talajparaméterei
VKmax, VKsz, HV, DV (mm) Kezdeti nedvességtartalom (VKSz%) Gyökérmélység (cm) és ... Talajmélység (cm) Talajvízmélység (cm) 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

8 A talaj víztartó képességének mérése
Eredeti szerkezetű talajmintán, laboratóriumban. 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

9 A talajvízforgalom modellezése
Nevezetes pF-értékek pF elnevezés VKmax 2.3 VKsz 4.2 HV 6.2 hy 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

10 Függvény illesztése a mért pF-értékekre
 : a talaj nedvességtartalma (térfogat %) h : a talaj nedvességpotenciálja (cm) s,  és n : illesztési paraméterek Van Genuchten 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

11 Esettanulmány 2. Búzatábla, Herceghalom, 1993
A 1.5 m-es talajszelvény hasznos vízkészlete: 314 mm 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

12 A talaj víztartó képességének becslése
Agyagtartalom » (VKSz, HV) A talaj szemcsefrakció értékeit, térfogattömegét és humusztartalmát tartalmazó lineáris pedotranszfer függvényekkel: érték becslés 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

13 Pedotranszfer függvények
X1 térfogattömeg (g/cm3) X2 humusztartalom (%) X3 homok frakció (>0.05mm) X4 iszap frakció (0,002-0,05 mm ) X5 agyag frakció (< mm) X6 leiszapolható frakció (0,002-0,020 mm) X7 logaritmikus agyagfrakció X8 homok-iszap arány b0-b8 regressziós együtthatók 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

14 PF-értékek nyolcváltozós lineáris becslő egyenletei
pF0,0 = 86,0+0,1360·S-0,124·OM-32,60·ρ+0,163·Si-0,334·S/Si-3,49·ln(C) ,020·FF+,310·C pF0,4 = 95,5+0,0385·S-0,099·OM-30,27·ρ+0,032·Si-0,549·S/Si-4,84·ln(C) ,018·FF+0,212·C pF1,0 = 94,8+0,0295·S-0,062·OM-26,85·ρ-0,013·Si-0,867·S/Si-6,50·ln(C) ,053·FF+0,220·C pF1,5 =104,6-0,1019·S+0,053·OM-22,54·ρ-0,192·Si-1,250·S/Si-8,16·ln(C) ,114·FF+0,096·C pF2,0 =111,2-0,2257·S+0,231·OM-17,80·ρ-0,403·Si-2,100·S/Si-8,60·ln(C) ,198·FF-0,078·C pF2,3 =107,1-0,2863·S+0,425·OM-15,00·ρ-0,514·Si-2,300·S/Si-6,70·ln(C) ,275·FF-0,246·C pF2,7 =117,1-0,5394·S+0,702·OM-11,60·ρ-0,809·Si-2,270·S/Si-4,37·ln(C) ,403·FF-0,651·C pF3,4 =125,1-0,939·S +1,050·OM- 4,86·ρ-1,110·Si-1,570·S/Si-1,92·ln(C) ,352·FF-0,926·C pF4,2 = 53,1-0,429·S +1,130·OM+ 0,62·ρ-0,472·Si-0,584·S/Si-2,54·ln(C) ,212·FF-0,197·C 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

15 Függvény illesztés a becsült értékekre
A legelterjedtebben alkalmazott empirikus függvény a van Genuchten formula: θ = (θr – θs) / (1+(α h)n)m ahol: Θ : nedvességtartalom (%) h : nedvességpotenciál (cm) θs, θr, n : paraméterek és m=1 egyébként [m=1-1/n] 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

16 pF-függvény paraméter becslés
1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése

17 A talaj aktuális vízkészletének meghatározása
a talajszelvényben mért nedvesség- tartalom 10 cm-enkénti összegzésével az eredmény modellezési referencia- értékként használható 1/14/2019 A talajvízforgalom modellezése