CC BY
2УДК 631.74.1+631.75.1
ЦАТЛАМЛИ ТУПРОЦЛАРДА ЕР УСТИ ВА СИЗОТ СУВЛАРИ УЗАРО БОГЛАНГАН
ОЦИМИНИНГ ГИДРОДИНАМИК МОДЕЛИ
^влакулов Мейли - т.ф.д., профессор. E-mail: mavlakulov@mail.ru https//orcid.org/ 0000-00028154-1153
21^одиров Исомиддин Эшмуминович -докторант. E-mail: isomiddin@mail.m.
^арши мух,андислик-иктисодиёт институти, Карши ш. Узбекистон.
2"ТИКХММИ" МТУ ^узуридаги Бухоро табиий ресурсларни бошкариш институти. Бухоро ш.
Узбекистон.
В статье рассматриваются вопросы моделирования процесса насыщенно-ненасыщенной фильтрации в слоистых грунтах с использованием двухмерной гидравлической модели в зоне аэрации и насыщения. При этом для моделирования массопереноса взаимодействующими течениями поверхностных, грунтовых вод и с учетом миграции влаги в зоне увлажнения могут быть эффективно использованы плановые гидравлические модели взаимосвязанного стока грунтовых и поверхностных вод.
Ключевые слова: гидравлическая модель, массоперенос, фильтрация, зона аэрации, инфильтрационное питание, водный режим, зона увлажнения, уровень грунтовых вод
The article deals with the modeling of the process of saturated-unsaturatedfiltration in layered soils using a two-dimensional hydraulic model in the aeration and saturation zone. At the same time, for modeling mass transfer by interacting currents of surface and ground waters and taking into account moisture migration in the humidification zone, planned hydraulic models of the interconnectedflow of ground and surface waters can be effectively used.
Key words: hydraulic model, mass transfer, filtration, aeration zone, infiltration nutrition, water regime, humidification zone, groundwater level
Одатда, мелиорация фанида ер усти ва ер ости сувларининг сув-туз режимини моделлаштириш сув окимининг алох,ида компонентлари учун соддалаштирилган моделлар асосида амалга оширилади.
Ер ости ва ер усти сувларининг узаро боглик окимлари, шунингдек намланиш зонасидаги намлик, сув окимининг турли таркибий кисмлари уртасидаги масса алмашинувини х,исобга олган х,олда масса утказиш моделлари, яъни, намланиш зонасидаги сув окими х,олатининг узгаришини бошкариш муаммолари х,али куриб чикилмаган. Бу сугориладиган ерларнинг экологик ва мелиоратив х,олатини, ер ости ва ер усти сувларининг сифатини бах,олашнинг куплаб амалий муаммоларини х,ал килишда кушма оким моделларидан фойдаланиш имкониятини сезиларли даражада чеклайди.
Ушбу мулох,азалар асосида катламли тупрокларда туйинган-туйинмаган филтрациянинг икки улчовли гидродинамик моделини куриб чикамиз [1, 4, 6]. Эгатлар буйлаб ер усти окимлари хдракати саёз сув тенгламаси билан тавсифланади.
Саёз сув тенгламалари (Сен-Венант тенгламалари деб х,ам аталади) ер усти сувлари окимини тавсифловчи гиперболик кисман дифференциал тенгламалар тизимидир. Горизонтал шкала вертикалдан анча катта булган такдирда, тенгламалар Навье-Стокс тенгламаларини чукурлик буйича интеграллаш йули билан олинади. Бу шартда узлуксизлик конунидан келиб чикиладики, суюкликдаги вертикал тезликлар кичик, вертикал босим градиентлари нолга якин, горизонтал градиентлар эса суюклик юзасининг гадир-будирлиги туфайли юзага келади, горизонтал тезликлар эса. бутун чукурлик давомида бир хил. Вертикал буйлаб интеграллашда вертикал тезликлар тенгламаларни тарк этади. Саёз сув тенгламаларида вертикал тезликлар мавжуд булмаса-да, улар нолга тенг булиши шарт эмас. Бу жуда мух,им, чунки вертикал тезлик эгат чукурлигини узгартирганда нолга тенг булиши мумкин эмас, масалан, Нол вертикал тезлик факат текис таглик х,олатига мос келади. Горизонтал тезликлар олинганда, вертикал
тезликлар узлуксизлик тенгламасидан олинади. ^атлам чукурлиги горизонтал улчамлардан анча паст булган х,олатлар учун тенгламалар жуда кенг таркалган. Ер ости сувларининг фильтрациясини моделлаштириш учун Ричардс тенгламаси кулланилади, бу аэрация зонасида намлик утказилишини тавсифлайди [2,3,5,10]. Бу чизикли булмаган хусусий дифференциал тенглама булиб, унинг асосий кийинлиги аник аналитик ечимларнинг йуклигидадир. Шу билан бирга, Дарси конунини сув билан туйинган говак мух,итда намлик окимини тасвирлаш учун мослаштириш мумкин. Биз хусусий х,осилаларда умумий дифференциал тенгламани оламиз, у туйинмаган намланиш зонасида масса алмашинувини тавсифлайди:
в== div(КУ(у + у)) + р, {(х,у): 0 < х < L,Hb< у <Нр(х)|=Пс Я2 (1)
бу ерда: в(у) - хджмли намлик; у -тупрок намлигининг босими; К(у) - намлик утказувчанлик коэффициенти; н ь,Н -сув тусар катлам ва ер юзасининг координаталари. Манбаларнинг функцияси р(х, у, ?) = / - е гуза илдизлари томонидан намликнинг сурилишини ва эгатлаб сугориш ва атмосфера ёгинлари туплами учун юза катламларда / кушимча инфильтрацион озикланишни аниклайди.
Намлик утказувчанлиги коэффициенти Ки ва намликнинг босимга богликлиги куйидаги формулалар оркали аникланади
в-в,
m
К = kf(-Ц, в =-) , у< 0
/Кт -в/ 1 + (-у/а) "2
бу ерда: к = k/ , в = т да у> 0, k/ (х, у) - фильтрация коэффициенти; в, - колдик намлик; т( х, у) - тупрок говаклиги. Х,исоблашда куйидаги параметр кийматларидан фойдаланилган:
в= 12,4, " = 3, а = 3, п 2 = 3, , , . Фильтрация коэффициенти ва говаклик тупрокнинг литологиясига боглик ва х,ар бир катлам учун уз кийматларига эга.
Ер юзасининг тулик туйинмаган зонаси учун сув окимининг тезлиги у = н куйидагича
белгиланади
- К — (у + у) = Я (х, у) (2)
о п
ёки ер усти сув катламининг баландлиги билан белгиланадиган тупрок намлиги босими
у = 2 - нр (3)
Сув тусар катламда у =НЬ окмаслик шарти куйилиб, ён чегараларда симметрия шарти
(нол оким) ёки босим (агар чегара сув окимига тугри келса) урнатилади. Муаммони ечиш учун намликнинг дастлабки таксимотини урнатиш керак
в( х, у,0) = в0( х, у)
Гидроморф тупроклар учун уУ = н > 0 чегаравий шарт (2) урнига биринчи турдаги (3)
у=н р
шарт куйилади, бунда ер ости сувларининг босими (4) тенгламадан аникланади.
в dz = ± у
dt dx
dz
dx
1/2
dz
sign—) + P(x,t)- kfVhn H y=h (4)
dx y=Hp p
бу ерда, у = y{z - Hb)5/3ер усти окими тезлиги модули; h - босим; p - манба функцияси.
В, у параметрлар ер усти сув катлами калинлигининг чизикли функциялари о < - И) < \ сифатида В(х, у) = Ь+(г - Иъ)(\-Ь)/\, у = у0 + (г - #ь)(у-у0)/\ = 1/у -гадир-будирлик коэффициенти) курсатилган. ^атлам калинлиги г -ИЬ > Нк критик кийматдан каттарок булса, параметрлар В=1, у - у кийматларини олади.
Чап х=0 ва унг х^ чегараларида эгат сувларининг ер усти окими учун чегара шартлари куйидаги куринишга эга булади:
¥
dz
dx
1/2
dz
sign — = 0 dx
x :
о dz =
dx
dx
x
L
(5)
Ушбу гидродинамик модель асосида атмосфера ёгинлари, бугланиш ва намликнинг усимлик илдизлари томонидан сурилишини хисобга олган холда, эгат сувларининг узаро богланган фильтрацияси ва ер усти окимининг муаммосини хисоблаш амалга оширилди. Сонли хисоб-китоблар шуни курсатдики, гидроморф тупрокларда намланиш зонасининг сув режими хусусиятлари улар параметрларнинг кичик узгаришига сезгирлиги ва ер усти ва ер ости узаро таъсир килувчи окимларининг таркибий кисмлари уртасидаги кучли узаро таъсирдир.
Ер юзасидан намликнинг тупрокка жадал келиши унинг тез туйинганлигини келтириб чикаради, бу аэрация зонасидаги вертикал окимлар билан боглик. Кейинчалик ер ости сувлари сатхидан юкорида тепаликлар секин таркалиши билан пайдо булади, бу эса тупрок-грунт катламида ер ости сувлари сатх,ининг секин кутарилишига олиб келади.
1-расм. Тупрок намлиги босимининг изолиниялари ¥ (м) (a-t=118cyT, 6-t=118cyT) ¥ (м) (а-
t=118cyT, 6-t=118cyT)
1-расмда (1)-(5) модели буйича туйинган-туйинмаган фильтрацияни хисоблаш натижаларини курсатилган. Моделлаштириш майдони L = 6 м узунликдаги бир хил тупрокдан иборат, m = 0,3). Капилляр кутарилиш баландлиги Нр= 2,1. Вакт оралиги т>118 кун. Ер ости сувлари сатхи кутарилади (тулик туйиниш зонасининг юкори чегараси ¥ = 0 изолиняга тугри келади). Бундай холда, моделлаштириш худудида ер ости сувлари режими ва босим таксимотида кескин узгариш юз беради [8].
Гидродинамик модель (1)-(5) асосида алохида профил участкалари [3,9,11] учун локал муаммоларни хал килиш мумкин, бу эса фаол катламда хам, тулик туйиниш зонасида хам фильтрлаш жараёнларини батафсил моделлаштириш имконини беради. Лекин ер усти рельефи ва тупрок-грунт структурасининг бир жинслилиги, шунингдек, ер устидан сугориш ва ёгингарчиликлар сугориладиган майдоннинг гидрологик режимига таъсир килади. Режада окимнинг хар хил жинслилигини хисобга олиб уч улчовли гидродинамик моделларни куриб чикиш керак, бу эса ортикча хиоблашларнинг бажарилишига олиб келади. Бундай холда, ер усти ва ер ости сувларининг узаро таъсир килувчи окимлари ва намланиш зонасида намлик миграциясини хисобга олган холда масса алмашинувини моделлаштириш учун ер ости ва ер
усти сувларининг узаро богланган окимининг режалаштирилган гидравлик моделларидан самарали фойдаланиш мумкин. Шу муносабат билан, тупрок-грунт намланиш зонасида ер ости сувлари, ер усти сувлари ва намликнинг узаро таъсири мезонларини белгилаш зарурати тугилади.
Хулоса. Куриб чикилган гидродинамик ва гидравлик моделлар сув окими жараёнларини х,ар хил даражада батафсил ва аниклик билан моделлаштиришга имкон беради. Сугориладиган майдонларда аник вазифаларни куриб чикишда тегишли моделни танлаш сув алмашинувининг мураккаб хусусиятини, куриб чикилаётган гидрологик жараёнларнинг фазовий ва вактинчалик микёсларини, шунингдек, ахборот таъминотининг туликлик даражасини х,исобга олишни талаб килади.
АДАБИЁТЛАР
1. Седов Л.И. «Методы подобия и размерности в механике- М.: Наука, 1977 г.-440 с.;
2. Ентов В.М. «О некоторых двумерных задачах теории фильтрации с предельным градиентом//Прикладная математика и механика, -2007- Т. 31№5- с. 120-126.;
3. Почвоведение», под редакцией Кауричева И.С. 4-е изд., Агрохимиздат, М. 1989 г.;
4. Авлакулов М., Дониёров Т. О. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ТЕЧЕНИИ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ПОТОКА В ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЕ ПРИ БОРОЗДКОВОМ ПОЛИВЕ ХЛОПЧАТНИКА //Актуальные проблемы современной науки. - 2020. - №. 2. - С. 100-104.
5. Авлакулов М., Кодиров И. Использование лизиметров в целях установления водно-солевого режима почв для условий Кашкадарьинской области //Актуальная наука. - 2017. - №. 1. - С. 21-24.
6. Муродов Н. К., Авлакулов М. Анализ теплового режима почвы при орошении сельскохозяйственных культур методом субирригации //Новый университет. Серия: Технические науки. - 2016. - №. 1. - С. 12-16.
7. Matyakubov B. et al. Improving water resources management in the irrigated zone of the Aral Sea region //E3S Web of Conferences. - EDP Sciences, 2021. - Т. 264. - С. 03006.
8. Авлакулов М., Хазратов А. Н. Закономерности динамики процессов влаги-соли переноса в почво-грунтах //Инновационное развитие. - 2017. - №. 5. - С. 9-10.
9. Avlakulov M. et al. The limited problem of less parameters and the configuration of the depression curveat unreliable water filtration in soils //Annals of the Romanian Society for Cell Biology. - 2021. - С. 4538-4544.
10. Авлакулов М., Ражабов У. М. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДВИЖЕНИЯ ВЛАГИ И СОЛЕЙ В ПОЧВО-ГРУНТАХ //The 11th International scientific and practical conference "Dynamics of the development of world science"(July 8-10, 2020) Perfect Publishing, Vancouver, Canada. 2020. 496 p. - 2020. - С. 156.
11. Авлакулов М., Саидов И. Э. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ В ЗОНЕ АЭРАЦИИ ПРИ ОРОШЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР //The 5th International scientific and practical conference "The world of science and innovation" (December 9-11, 2020) Cognum Publishing House, London, United Kingdom. 2020. 1012 p. -2020. - С. 187.
