Единая модель "Зона аэрации-грунтовые воды"

Рассмотрим некоторые подходы к постановке задачи, в которой подземные и поверхностные воды, ландшафт и климат являются эле­ментами единой гидрогеологической системы и связаны между собой прямыми и обратными связями. Такого типа модель за рубежом рас­смотрена в работах Дж. Рубина, Б. Верруйтаи, А. Фриза , а в на­шей стране — в работах И. С. Пашковского , В. В. Бадова и А.А. Киселева, А. Б. Борисова, Л. М. Рекса и А. Б. Ситникова . Она описывается уравнением:

На поверхности земли задаются условия первого — третьего ро­дов, характеризующие поступление или уход воды из зоны аэрации и связывающие интенсивность питания со средними многолетними осадками, испаряемостью (температурой) и поверхностным стоком. В результате решения этой задачи находят положение свободной по­верхности грунтовых вод и распределение влаги в зоне аэрации .

Принципиаль­ные схемы постановок задачи модели «зона аэрации — подземные воды

где,а — региональный прогноз вертикального влагоперено­са в зоне аэрации и плано­вой фильтрации грунтовых вод; б — едина и модель;1-активный (почвенный) слой А; 2 — зона аэрации;3 — зона насыщения; 4 — искомый уровень грунтовых вод.

При глубоком начальном положении уровня грунтовых вод для составления прогнозов на несколько лет используется такой подход. На первом этапе решается одномерная задача влагопереноса и опреде­ляется интенсивность питания и динамики изменения ц. Величина питания исследуется для типовых схем строения зоны аэрации с уче­том особенностей климата, стока, режима орошения и водности года. Так. как интенсивность нисходящего инфильтрационного потока за­висит главным образом от водного баланса корнеобитаемого слоя, этот слой выделяется как активный и для него получают расчетные характеристики у_г, которые используют на втором этапе в качестве известного граничного условия при рассмотрении плановой задачи о  подъеме уровня грунтовых вод, задавая на модели V_z в определенные точки на каждый интервал расчета Δt. При этом на первом этапе в ак­тивном слое можно создать оптимальный режим влажности, обеспе­чивающий наилучшие условия развития сельскохозяйственных куль­тур, а следовательно, и высокую их урожайность.

В региональных долгосрочных прогнозах влагоперенос в зоне аэра­ции не учитывается, решается уравнение для H с усредненными за много лет значениями питания и емкости.