книги из ГПНТБ / Количественные методы в мелиорации засоленных почв

Следующие обозначения используются для выполнения ЭВМ расчетов, связанных с функциями времени,

а. Параметры инфильтрации или поливов.

Число периодов инфильтрации предусмотрено не более шести в год, учитывая наиболее значительные по объему (не промывной режим!). Схема задания параметров полива приведена на рис. 15 со следующими обозначениями: W \n\=W n— время начала очередного периода инфильтра­ ции в сутках от начала года, л = 1, 2 , ... , 6; а [ п \ = а п— про­ должительность 7г-го периода инфильтрации (полива) в сут­ ках, 71 = 1, 2 , .. . , 6; qa\ii\=qan— средняя скорость инфиль­ трации В 7 7 -Н Ы Йпериод, [м/сут] .

Рис. 15. Схема задания параметров полива.

б. У ровни грунтовых в о д на вх оде и вы ходе расчетного участка (пьезометрический напор).

Задаются в виде линий из шести отрезков (рис. 16) по наблюдениям за уровнем грунтовых вод в течение года. W1 [тг] = W l n— дни замеров уровня, считая от начала года, 7г=0, 1 , ... , 6. Всегда W lo=0, a W l6 = 365; АН[п] =АНп и АН1[п]=АН1„— соответственно пьезометрические напоры в

эвапотранспирацию в формуле С. Ф, Аверьянова.

Задается в виде ломаной линии, состоящей из шести от­ резков (рис. 17) по данным наблюдений за испарением в те­ чение года. W2[n\ = W 2n— дни замеров испарения, начиная

пяти-шести суток после заданного времени £=7кон = 2кон. Выдача на печать промежуточных значений уровня грунто­ вых вод и концентрации солей по желанию может произво­ диться периодически через время 7=Шеч=^аВ,. Например, чтобы прогнозировать ВСР на 320 дней, начиная с 1 апреля,

182

и получать промежуточные прогнозы через каждые 30 дней,

— переключатель метода счета граничного условия урав­ нения 2 в зависимости от режима испарения или инфильт­ рации.

Рис. 19. Объем почвы, в котором рассчитывается изменение содержания солей.

Кроме того, программа вычисляет приращение количе­ ства солей — Sal [кг] на участке капиллярной каймы шири­ ной 1 м, длиной I и высотой Ай (рис. 19), к конечному моменту времени по формуле

S a l= Sytx—Syodv + SBy,

где

S y tx = m l ^y(x, A, t K0H)dv}

V

S yodv= mi J y ( x r A, tnil4)d v ; v

163

расчетном участке. Для того чтобы определить общее при­ ращение количества солей в капиллярной кайме на всем участке, следует Sal умножить на ширину участка, т. е. на его размер в метрах в направлении, препендикулярном к направлению движения потока грунтовых вод (предполага­ ется, что продольная ось участка ориентирована по направ­ лению потока).

Необходимое количество и порядок ввода параметров системы и начальных значений концентраций в ЭВМ и вы­ вод прогнозируемых результатов предусматривается про­

концентрации солей в почвенном растворе и грунтовых во­ дах, а также профили дневной поверхности и начальной поверхности грунтовых вод в расчетных узлах производятся

В той же последовательности происходит и вывод рас­ четных значений. Параметры функций вводятся в порядке их следования по времени.

Периодическая выдача промежуточных прогнозов про­

2. t — порядковый в году номер дня прогноза, например,

£= 90 соответствует 1 апреля.

3.Но, Ни . . . , HN— прогнозируемый напор (уровень сво­ бодной поверхности потока грунтовых вод относительно водоупора) в расчетных узлах сетки.

4.y n,i\ Сп, i — прогнозируемая концентрация солей в почвенном растворе и грунтовых водах к моменту времени

164

В таком же порядке производится и выдача окончатель­ ного прогноза, однако при этом выдаются дополнительно

транспирации грунтовых вод в расчетных узлах, [ж/ci/r].

Рис. 20. Блок-схема программы «Мелиоративный прогноз».

165

моменту t KO„ .

Для отладки программы следует использовать тот факт, что за небольшой промежуток времени, порядка 15— 20 дней, при отсутствии инфильтрации прогнозируемое зна­ чение концентрации в узлах сетки должны незначительно отличаться от начальных (в первом — третьем знаках после запятой). При отсутствии больших начальных уклонов зеркала грунтовых вод и колебаний входного и выходного уровней это обстоятельство должно иметь место и для рас­ четных значений Н£ (г = 1, 2 , . . . , N). Блок-схема программы приведена на рис. 20. Как показали предварительные расче­ ты, для схемы из 400 точек (20 интервалов по горизонтали и 18 — по вертикали, при наименьших длинах 50 и 0,25 м

begin integer i, n, N, П, PAR, poliv, programm; real D l, D2, m l, m2, k, ao, Bras, Bkr, B, Cpol, alfa, dkp, HI, hk, 1, dx, dh, dt, ips, t, t нач, t печ, t кон, temp, tpol, SBy, Syodv,

Sytx, Sal, yn, FI, F2, F3, F4, qo, z, R, v;

input (N, П, D l, D2, m l, m2, k, ao, Bras, Bkr, Cpol, alfa, dkp, HI, hk, 1, t нач, t кон, ips, t печ, yn);

begin real array у [0:6, 0: N], L, A, H, dH [0: N], a, qa, W [1 :6 ], W l, W2, W3 [0 :6 ], q, AH1, AH, CO [1 :7 ],

C [0 :П, 0:N ], he [1:П , 0 :N ]; input (у, C, L, H, a, qa, q, АН, AH1, CO, W, W l, W2, W 3);

166

then {E: = 5.5;E O : = 8; go to T02} else if Hl^lO.O then {E := 6 .5; E O := 9; go to T02} else {E:=(H1—8.5)/3.0+8.5; EO: = 9 ; for i: = 0 step 1 until N do begin he [10,i ] : = 2; he [11,i ] : = (HI—8.5)/3; end; gotoT02};

T 02: for n : = 6 step 1 until EO do (for i : = 0 step 1 until N do he [n, i ] : = 1 ;} ;

T1: for i: = 0 step 1 until N do he [П ,i ] : = AH [1] — <AH [1] — Hl)Xi/N — E; end Netz;

begin real d tl, dt2, dt3, dt4; dx: =Z/N; dh: =hk/6; output (dx, dh, he); t: = t нач; temp: = t печ; SBy: = 0 ; PA R : = 1;

poliv: = 0; z := 0 ; H [N ]:= H 1; d tl: = Zf2/(2XaoXNf2); dt2: =Zf2Xni2/(2XD 2X(Nt2+4X^t2)); dt3: = m lX hkf2/ (75XD1); dt4:=tKOH — t нач; R := d t l; for v : = d tl, dt2, dt3, dt4, t печ, 5 do {if R ^ v then R : =-R else R : —v};

end; Syodv: = 0 ; for n: = 0 step 1 until 5 do {for i: —0 step 1 until N—1 do Syodv: = Syodv+y [n, i]+ y [n + l,i] +

y [n, i+ l] + y [n+ 1, i+ 1 ];}; Syodv: = 0.25X dxX dhX m lX Syodv;

L ara: if t> 3 6 5 then t: = t —365 else t: = t ; for n: = 1 ,

if (W [n ]—0 .00 5)< t< (W [n ]+ a [n ]—0.005) then{

a [n]/5 else dt: = d t; go to AHO} end; programm: = PAR; dt: = R ; go to quo;

quo: for n: = 6 step —1 until 1 do begin if t ^ W2 [n—1] then{qo: = q [n ]-f(q [n + 1 ]—q [n ])X (t—W2 [n—1])/

(W2 [n ]- W 2 [n—1 ]); go to AHO} end;

AHO: for n: = 6 step—1 until 1 do begin if t ^ W l [n —1] then {H [0 ]: = AH [n]+ (A H [n + 1 ]- A H [n ]) X (t -

W1 [n—1])/(W1 [ n ] - W l [n—1 ]); H [N ]:= A H 1 [n] + (AH1 [n+1]—AH1 [n ])X (t—W1 [n—1 ])/(Wl [n] — W1 [n—1]); go to M4} end;

167

E l : = l —(L [ i] —H [i])/dkp; A [ i ] : = if E 1> 0 then q oX E lfalfa else 0; end; go to Hxt; end A xt;

H xt: begin real E2, ab; ab: = aoX dt/(dxf2); for i : = 1

M l: begin real E3, E4; E4: =0.5X D l/dh; E3: = 3XE4+ips/dt; for i : —0 step 1 until N do begin В : =

Cot: begin real Cbx; for n: = 6 step—1 until 1 do begin if t> W 3 [n—1] then {Cbx: =CO [n]+(CO [n + 1 ]—CO [n]} X (t—W3 [n—1])/(W3 [n ]—W3 [n—1 ]); go to M7} end;

M 7: for n: = 1 step 1 until П do C [n, 0 ]: —Cbx; end; M6: F3:=dtXD 2/m 2; F4: =dt/(2Xm 2Xdx);

168

for n : = 1 step 2 until П —1 do {for i : = 1 step 2 until N—1 do C [n, i ] : =F3X({(C [n—1, i] —C [n, i] )/hc [n, i] —

(C [n, i ] —C [n+ 1, i])/hc [n+ 1, i])X2/(hc [n, i] +

h c [n + l, i])+(C [ n ,i+ l] —2XC [n ,i]+ C [n ,i—1])/

dxf 2)+C [n, i]+ F4X (dH [i+ l]X C [n, i + l ] - d H [ i - l ]

XC [n, i—1]);}; for n: —2 step 2 until П —1 do {for i: = 2 step 2 until N—1 do C [n, i ] : =F3X (((C [n—1, i] —

C [n, i])/hc [n, i] —(C [n, i ] —C [n+ 1, i])/

he [n+1, i])X2/(hc [n, i] +hc [n+ 1, i])+ (C [n, i+ 1] - 2 X C [n, i]+ C [n, i —l])/dxf2)+ C [n ,i]+ F 4 X (dH [i+ 1]X C [n, i+ 1]—dH [ i - l] X C [n, i —1]);};

for n: = 1 step 2 until П—1 do {for i: = 2 step 2 until N—1 do C [n, i]:= (F 3 X ((C [n—1, i]/hc [n, i]+ C [n+ 1, i]/

he [n+1, i])X2/(hc [n, i] +hc [n+ 1, i])+ (C [n, i+ 1] +C [n, i-l])/ d x f2 )+ F 4 X (d H [i+ l]X C [n, i + 1 ] - dH [ i - l] X C [n, i —1])+ C [n, i])/(l+F3X(2/

(he [n, i]X h c [n+ 1, i])+ 2/dxf2));}; fo r n := 2

step 2 until П—1 do {for i: = 1 step 2 until N—1 do C [n, i ] : =

E 6:= 0 .25X (y [n ,i]+ y [n + l,i]+ y [n, i+ l] +

у [n+1, i+ 1]); B: = if E6>yn then Bkr else B ras; E5: = E 5+

BX(E6—yn)}}; SB y: = SB y+ m lX dtX dhX dxX E 5; end;

if z > t кон then go to M9; if z> tem p then {temp: = tem p+

t печ; go to M10};

M i l : if program m=PAR then go to L ara; if t< tp o l then

go to AHO else go to L ara;

M10: output (z, t, H, у, C); go to M i l ;

169