Моделирование испарения с оголенной почвы. 1. Первая стадия (влажная почва)

Abstract

На основе совместного рассмотрения динамики тепла и влаги в сопредельных воздушной и почвенной средах получено выражение для интенсивности испарения с оголенной поверхности влажной почвы, уточняющее известные теоретические формулы для расчета потенциального испарения (Пенмана, Будаговского и др.). Выполнена оценка влияния как переходных процессов в почве, обусловленных резким изменением метеоусловий, так и физических параметров, характеризующих ее состояние. Указаны критерии, при выполнении которых водно-физические свойства почвы, метеоэлементы не лимитируют процесс испарения. Для дерново-среднеподзолистой почвы рассчитаны длительность первой стадии физического испарения, расходы влаги в почвенном профиле и на свободной поверхности при различных глубинах залегания грунтовых вод и начальных распределениях влаги в зоне аэрации.

Спираючись на сумiсний розгляд динамiки тепла i вологи у сумiжних повiтряному i грунтовому середовищах отриманий вираз для обчислення iнтенсивностi випаровування з оголеної поверхнi вологого грунту, який уточнює вiдомi теоретичнi формули для потенцiйного випаровування (Пенман, Будаговський та iншi). Виконана оцiнка впливу як перехiдних процесiв у грунтi, зумовлених рiзкою змiною метеоумов, так i фiзичнiх параметрiв, що характеризують його стан. Наведенi критерiї, при виконаннi яких водно-фiзичнi властивостi грунту i метеоелементи не лiмiтують процес випаровування. Для дерново-середньопiдзолистого грунту розрахованi тривалiсть першої стадiї фiзичного випаровування, витрати вологи в межах грунтового профiлю i на вiльнiй поверхнi при рiзких глибинах рiвня грунтових вод i початкових розподiлах вологи в зонi аерацiї.

A theoretical analysis was done of evaporation for a bare soil and the second and third stages based on a stationary model of consistent heat and water transfer in the system soil - atmosphere (subsurface layer). The effect of thermal, hydrophysical soil properties and meteorological elements was investigated on evaporation intensity and thickness of a dried layer. It was shown that hydraulic conductivity was of decisive value. A boundary condition at the soil surface is found which reflects the peculiarities of water exchange between soil and air media at the stages under consideration. The calculations were performed for five wide-spread soil types.