Modelowanie przepływu wody w glebie porośniętej trawą na podstawie badań terenowych

• Autorzy: Biniak-Pierog M. , Machowicz A. , Szulczewski W. , Zyromski A.

Warianty tytułu

EN

Modeling the water flow in soil covered with grass on the basis of field studies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przeprowadzono ocenę poprawności stosowania metod modelowania matematycznego zmian wilgotności w profilu glebowym w oparciu o wyniki pomiarów terenowych uwilgotnienia gleby oraz standardowych pomiarów opadów atmosferycznych i stanów wód gruntowych. Analizy przeprowadzono w oparciu o serię obserwacyjną opadów atmosferycznych i stanów wód gruntowych z okresu od 1 lipca do 30 września 2006 roku pochodzącą z terenu Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologicznego Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Dla uzyskania założonego celu wykorzystano pomiary wilgotności gleby z tego samego okresu wykonywane metodą TDR pod powierzchnią pokrytą trawą na głębokościach 5, 20, 40, 60, 80 i 100 cm. Parametry funkcyjne charakteryzujące typ gleby (krzywa pF i przewodności hydraulicznej) przyjęto w postaci zaproponowanej przez Van Genuchtena. Występujące w tych funkcjach stałe aproksymowano metodą podobną do tej, jaką zastosowano w pracy do określenia funkcji poboru wody przez korzenie roślin. Do opisu procesu przepływu wody w badanym profilu glebowym wykorzystano uogólnione równanie Richardsa umożliwiające symulowanie procesu przepływu wody zarówno w strefie aeracji jak i saturacji. Dla uzyskania jednoznacznego rozwiązania powyższego równania jako warunki początkowe przyjęto wilgotność gleby oraz głębokość zalegania zwierciadła wody gruntowej zmierzone w pierwszym dniu badań. Warunki brzegowe determinujące proces przepływu wody na powierzchni terenu zostały określone na podstawie pomiarów opadu mierzonych deszczomierzem Hellmanna i pluwiografem.

EN

In the paper the assessment of methods of mathematical modelling of soil moisture variability is presented, basing on field measurements of precipitation, soil moisture and groundwater levels. Analysis was performed basing on observations of precipitation and ground water levels during the period from the 1st of July to the 30th of September in 2006 originated from the area of Agro and Hydrometeorology Observatory Wroclaw-Swojec of Wroclaw University of Environmental and Life Sciences. To achieve these objective, measurements of soil moisture with the TDR method from the same period under bare soil and grassy land at the depths of: 5, 20, 40, 60, 80 and 100 cm were used. Function parameters, characterizing the type of the soil (pF curve and hydraulic conductivity) were adopted as suggested by Van Genuchten. Constants appearing in these functions were approximated with similar method as applied in the paper to determine the function of water consumption by plant roots. For the description of water flow in the soil profile Richard’s equation, that allows the simulation of the flow in both aeration and saturation zones was used. To obtain a clear solution of that equation, soil moisture and groundwater level values measured on the first day of the experiment, were adopted as the initial condition. Precipitation sums measured with the precipitation gauge and the pluviograph were used to identify the boundary conditions.

Słowa kluczowe

PL

badania terenowe; gleby; trawy; przeplyw wody; zasoby wodne; zmiany wilgotnosci; profile glebowe; czynniki agrometeorologiczne; modele symulacyjne

EN

field research; soil; grass; water flow; water resource; moisture change; soil profile; agrometeorological factor; simulation model

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 548
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.15-23,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Biniak-Pierog M.

• Instytut Kształtowania i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, pl.Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław

autor

Machowicz A.

autor

Szulczewski W.

autor

Zyromski A.

Bibliografia

• Aslyng H.C., Hansen S. 1982. Water balance and crop production, simulation. Hydrotechnical Laboratory the Royal Veterinary and Agricultural University. Copenhagen.
• Bac S., Żyromski A. 1990. Ewapotranspiracja rzeczywista i polowe zużycie wody przez pszenicę jarą w zróżnicowanych warunkach wilgotności gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 390: 49-58.
• Baron B., Pasierbek A., Maciążek M. 2006. Algorytmy numeryczne w Delphi. Helion, Gliwice.
• Biniak M., Machowczyk A., Szulczewski W., Żyromski A. 2008. Modelowanie przepływu wody w glebie na podstawie badań terenowych w Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologicznym Wrocław-Swojec, w: Modelowanie procesów hydrologicznych. Praca zbiorowa pod red. B. Namysłowskiej-Wilczyńskiej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej: 275-291.
• Easy Test D-Log 2000. Polowy rejestrator wilgotności oraz zasolenia gleby. Aparat nr 2199 (instrukcja).
• Gácsil Z., Rajkai K., Hagyó A. 2004. TDR detected and simulated soil water content dynamics of managed forest stands. Acta Agrophysica 4(1): 110; 43-50.
• Jinquan Wu., Renduo Zhang., Shengxiang Gui. 1999. Modeling soil water movement with water uptake by root. Plant and Soil 215: 7-17.
• Mazij S., Kowalski J., Woźny F., Szpikowski A., Krężel J. 1965. Ekspertyza hydrogeologiczna i gleboznawcza pól ustalonych na Swojcu k. Wrocławia - Warunki hydrogeologiczne i glebowo-wodne pól ustalonych Instytutu Gospodarki Wodnej - położonych na terenie RZD, w Swojcu k. Wrocławia. Maszynopis, Instytut Kształtowania i Ochrony Środowiska AR, Wrocław: 112 ss.
• Miler A. 1994. Modelowanie matematyczne zdolności retencyjnych małych zlewni nizinnych. Roczn. AR w Poznaniu, Rozprawy Naukowe 258: 91 ss.
• Reinhard A. 1992. Ruch wody glebowej i gruntowej w strefach saturacji i aeracji wywołany działaniem drenu w różnych warunkach atmosferycznych. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, Rozprawa Habilit. 103: 87 ss.
• Sławiński C. 2003. Wpływ fizycznych parametrów gleby na wartości współczynnika przewodnictwa wodnego. Acta Agrophysica 90: 75 ss.
• Szulczewski W. 1986. Sterowanie stopniem wilgotności gleby w obszarze ukorzenienia roślin (w oparciu o równanie dyfuzji). Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu Melioracja 30(174): 109-127.
• Szulczewski W. 1990. Modelowanie zmian uwilgotnienia gleby w strefie niepełnego nasycenia. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, Melioracje 36(192): 87-98.
• Szulczewski W. 2003. Modelowanie migracji zanieczyszczeń w nienasyconych gruntach i glebach. Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu 466: 112 ss.
• Usowicz B. 2000. Statystyczno-fizyczne modele przepływu masy i energii w ośrodku porowatym. Acta Agrophysica 29: 112 ss.
• Van Genuchten M.Th. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturat soils. Soil Sci. Am. J. 44: 892-898.
• Wosten J.H.M., Van Genuchten M.Th. 1988. Using texture and other soil properties to predict the unsaturated soil hydraulic function. Soil. Sci. Am. J. 52: 1762-1770.
• Zaradny H. 1990. Matematyczne metody opisu i rozwiązań przepływu wody w nienasyconych i nasyconych gruntach i glebach. Prace Instytutu Budownictwa Wodnego PAN 23: 367 ss.
• Żyromski A. 1989. Próba oceny związków między plonami i zasobami wodnymi gleby pod pszenicą jarą przy zróżnicowaniu faz fenologicznych oraz warstw bilansowania na tle wybranych czynników meteorologicznych. Roczn. AR w Poznaniu CCI: 101-113.