Гидродинамическая модель сработки грунтовых вод при предуборочном осушении рисовых чеков
Население Земли ежегодно растет, а следовательно, растут и потребности в сельскохозяйственных продуктах. Наибольшие темпы роста населения наблюдаются в азиатских странах (Китай, Индонезия и Индия), где 35-80 % общего потребления калорий приходится на культуру риса. Таким образом, продовольственная безопасность Азии будет зависеть от продуктивности рисовых полей.
Потенциальная урожайность риса достаточно велика, 12-15 т/га, но, к сожалению, как в Азии, так и в условиях Кубани, где рисосеяние получило наибольшее распространение, урожайность редко превышает 5 т/га. Это говорит об огромных потенциальных биотехнических возможностях рисовой культуры. Недобор урожая происходит из-за целого ряда факторов: технических, технологических и организационных, в частности, при стихийном проведении предуборочного осушения рисовых чеков потери зерна достигают 1,2-1,8 т/га.
В связи с вышеизложенным создание отечественных высокопродуктивных систем земледелия, позволяющих увеличить урожайность риса, является актуальной задачей.
Для управления технологическими процессами на рисовых оросительных системах обычно используются программные комплексы без обратной связи, что не позволяет учитывать индивидуальные особенности чеков, климатические условия, обеспеченность водными и минеральными ресурсами. Это также не позволяет скоординировать диспетчерскую работу на рисовой оросительной системе.
Одним из важнейших вопросов в условиях Краснодарского края является отладка управления процессом предуборочного осушения рисовых чеков. Связано это с особыми почвенными и климатическими условиями региона. Решение этого вопроса позволит снизить потери урожая при уборке, повысить качество зерна и внедрить в производство позднеспелые сорта риса.
Для определения сроков предуборочного осушения необходимо:
- 1. Определить дату созревания исходя из климатических условий года, сроков посева и сортов. 2. Определить время, за которое может быть осуществлено понижение уровня грунтовых вод до глубины 0,6-0,8 метров от поверхности земли, а влажность снизится до 28-30 %. Исследованиями ВНИИ риса установлено, что наивысшая производительность комбайнов и наименьшие потери зерна наблюдаются на чеках с указанными выше параметрами.
По первому вопросу публикаций в литературе не имеется. Из публикаций по второму вопросу известно, что после окончания подачи воды на рисовый чек вода расходуется на транспирацию, испарение и фильтрацию. Выведены формулы для испарения и транспирации - основных элементов водного баланса. Неизученным остается вопрос по сработке уровня грунтовых вод в предуборочный период.
После поверхностного осушения рисового чека на водоупоре, как известно, остается бугор грунтовых вод. Для количественного описания того, что происходит с ним при наличии подстилающего горизонтального водоупора, необходимо вывести уравнение, описывающее неустановившееся безнапорное движение. Воспользуемся для этого уравнением теплопроводности, заменив в нем коэффициент теплопроводности на коэффициент гидропроводности. В общем случае оно будет иметь следующий вид:
Гидродинамический грунтовый рисовый испарение

(1)
Где:

- коэффициент гидропроводности,

, m - пористость,
- среднее значение глубины,
- разность между инфильтрацией и испарением.
Решение уравнения представим в форме:


. (2)
Для решения задачи моделирования понижения уровня грунтовых вод рассмотрим одномерный случай с координатой x и отсутствием инфильтрации и испарения:

(3)
Установив для (3) следующие начальные и краевые условия:



; ; (4)
Где и - коэффициенты пропорциональности, зависящие от физических свойств чека и дрен и характеризующие просачивание воды в дрены. При решении задач теплопроводности такой коэффициент называют коэффициентом внешней теплопроводности, или коэффициентом теплообмена, и - заданные уровни воды в дренах.
Предположим, что и стремятся к бесконечности. Это имеет место в случае поддержания воды в дренах на определенном уровне. Тогда, решая задачу методом Фурье, получим форму бугра грунтовых вод:

. (5)
Если, то скорость понижения уровня грунтовых вод будет рассчитываться по формуле:

(6)
Разработка модели растекания бугра грунтовых вод - очередной важный шаг на пути к созданию математической модели и, как следствие, компьютерной технологии осушения рисового чека.
Похожие статьи
-
1. Дно траншей/котлована доходит до водоупора - тип выемки совершенный 2. У котлована l = 20м, b = 20м, h = 4м (см. п.7 Геологических условий п.2.)...
-
Выполним интегрирование уравнений (27.20), (27.20а), (27.20б). Введем относительную глубину или. При этом очевидно, что. Для ; Для ; Для . После...
-
Рис. 6 Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины...
-
Такое движение наиболее часто встречается в виде безнапорного - со свободной поверхностью (рис. 27.4). Для него справедлива формула Дюпюи (27.12)....
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Виды гидрогеологических исследований при разработке месторождений нефти и газа
Роль гидрогеологических методов в общем комплексе поисково-разведочных работ очень разнообразна. Данные методы при поисках и разведке нефтяных и газовых...
-
В пределах площадки буровыми скважинами вскрыты два водоносных горизонта. Первый от поверхности горизонт грунтовых вод залегает на глубинах от 0,1 м...
-
На строительных площадках многие трудности связаны с подземными водами: затопление котлованов (траншей), нарушение устойчивости их стенок, прорыв дна под...
-
Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 3 17 - 1 2 16 57 11 3 2 3...
-
Исследование процесса деформирования массива каменной соли, содержащего подземное нефтегазохранилище
Исследование процесса деформирования массива каменной соли, содержащего подземное нефтегазохранилище Практически важные задачи, связанные с добычей...
-
Используя устройства СИНВ-П с разным временем замедления и соединения их в разной последовательности можно получить различные схемы инициирования. Это...
-
Высокие темпы роста добычи нефти обеспечиваются не только вводом в разработку новых нефтегазоносных площадей, но также более рациональной разработкой...
-
При детальных региональных гидрогеологических исследованиях можно делать правильные прогнозы возможных режимов нефтяных залежей, которые не только еще не...
-
Существует три уровня прогноза: 1) Уровень региональных исследований; 2) Уровень зональных исследований; 3) Уровень локальных исследований. Разработаны...
-
Особенности плавно и резко изменяющегося движения грунтовых вод - Основы движения грунтовых вод
Выделим при плавно изменяющемся движении два сечения, расположенные на расстоянии (рис. 27.2), считая их плоскими, а давления в этих сечениях...
-
Моделирование распределения температуры при внедрении геотермического зонда в донные осадки
Работа направлена на оптимизацию геотермических исследований условий придонного слоя осадков акваторий, выполняемых погружными термозондами разной...
-
Неукоснительное соблюдение правил техники безопасности - важнейшее условие успешной работы в полевых условиях. Все виды работ, выполняемые в полевых...
-
Расчет параметров закачки производится инженерной службой организации, которая производит гидроразрыв, после получения исходных параметров по скважине от...
-
Проектирование и оценка проекта теодолитного хода Для определения планового положения опознаков можно применять теодолитные хода. Теодолитные хода при...
-
Для сгущения государственной геодезической сети необходимо запроектировать плановую геодезическую сеть сгущения в виде двух отдельных полигонометрических...
-
Автоматизированные системы в кадастровых работах В настоящее время возникает необходимость создания автоматизированной системы для городского кадастра на...
-
Ведение кадастра невозможно без проведения геодезических работ, задачами которых являются: геодезические изыскания, проектные работы и перенесение...
-
Транзитный расход воды, подходящей к верхнему сечению данного участка: Qтр = трV (2.11) Для круглой трубы: тр=рd2/4, м2(2.12) Определим скорость движения...
-
Коэффициент фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Коэффициент фильтрации равен скорости фильтрации при =1. Он зависит от свойств пористой среды (формы, размеров, взаимного расположения шероховатости...
-
Определение пропущенного слоя и его характеристика Таблица 9 Результаты гранулометрического анализа скважина №17 (по заданию) Диаметры частиц, мм 10-2...
-
Введение - Анализ геодезических работ при создании геодезического обоснования
P Место прохождения инженерно - геодезической практики: остановка "платформа 383 км" P Цель работы : закрепление полученных знаний, приобретение...
-
ВВЕДЕНИЕ - Виды гидрогеологических исследований при разработке месторождений нефти и газа
Многогранная проблема исследований гидрогеологических условий формирования и пространственного размещения месторождений УВ наиболее сложная в...
-
Внедрение системного водоучета на действующих системах орошения предполагает режим эксплуатации каналов, при котором средства водоучета и управления...
-
Механика грунтов 1. Задача № 1а Дано: кН; м; кН; м; кН; м. Определить Величины вертикальных составляющих напряжений в массиве грунта и Построить эпюры...
-
Применим предложенные выше методы решения системы уравнений Сен-Венана для расчета основных параметров паводковой волны в русле реки Кубань. Вычислим эти...
-
Постановка задачи - Анализ системы уравнений Сен-Венана аналитическими и численными методами
Важной задачей гидравлики открытых потоков является построение и изучение математической модели движения жидкости, которая позволяет осуществить расчет и...
-
Карта фактического материала Рис. 1 Геолого-литологические колонки опорных скважин Таблица 1 Скважина №19 Н=12,0м Таблица 2 Скважина №20 Н=10,0м Таблица...
-
Откачки воды со значительными понижениями могут вызвать оседание поверхности вокруг котлованов за счет изменения веса грунта в осушенной зоне! Понижение...
-
Создание трехмерной модели - Объемное моделирование в геоинформационных системах
Для того, чтобы создать трехмерную модель - не нужна специальная подготовка, вполне хватит иметь матрицу высот и двухмерную карту. По таким исходным...
-
Аерофототопографічне знімання в залежності від типу території, фотограмметричного обладнання, строків виконання робіт може виконуватись...
-
При разведочном бурении гидрохимические исследования могут решать ряд задач: 1) Разведочное бурение ведется на площади, где промышленная нефтеносность...
-
Гидрохимические методы при поисках и разведке нефтяных и газовых месторождений могут применяться для решения различных задач и в различных формах....
-
Исследования, связанные с разработкой нефтяных и газовых залежей, следует начинать в первых скважинах, в которых получили притоки нефти и газа. На...
-
При бурении скважин и вскрытии ими пластов, содержащих высоконапорную воду, последняя начинает поступать в ствол скважины и оказывать влияние на...
-
В процессе бурения скважин гидрогеологические наблюдения включают определение статических уровней, пластовых давлений, дебитов, отбор проб воды на...
-
Для работы с трехмерными моделями реальной местности, которые создаются в ГИС"Карта2011" применяется функция "Навигатор3D". "Навигатор3D" - это...
Гидродинамическая модель сработки грунтовых вод при предуборочном осушении рисовых чеков