ОСОБЕННОСТИ ИНФИЛЬТРАЦИИ ВЛАГИ В ГРУНТ ПРИ ОСЦИЛЛИРУЮЩИХ РЕЖИМАХ ВЫПАДЕНИЯ ОСАДКОВ
- Авторы: Беляев А.Ю.1, Юшманов И.О.1
-
Учреждения:
- Институт водных проблем РАН
- Выпуск: Том 50, № 2 (2023)
- Страницы: 163-169
- Раздел: ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
- URL: https://journal-vniispk.ru/0321-0596/article/view/134848
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0321059623020025
- EDN: https://elibrary.ru/ISVVLR
- ID: 134848
Цитировать
Аннотация
На примерах аналитического исследования задач об инфильтрации влаги в однородный ненасыщенный грунт показано, что при периодическом по времени поступлении влаги происходит стабилизация потока к равномерному с ростом глубины. Установлено, что стабилизация потока происходит под влиянием двух факторов: капиллярной диссипации и нелинейности. Роль каждого из этих факторов исследована посредством построения подходящих точных решений. Предложена оценка глубины, на которой колебания потока становятся несущественными. Эта оценка учитывает совместное влияние обоих факторов. Явное выражение для нее содержит фильтрационные параметры грунта и основные характеристики режима поверхностного питания. В работе также исследован пампинг-эффект и доказано, что при предположениях о естественных фильтрационных свойствах грунта он проявляется в том, что среднее по времени водосодержание в верхних слоях грунта оказывается меньше, чем на глубине.
Ключевые слова
Об авторах
А. Ю. Беляев
Институт водных проблем РАН
Email: beliaev@iwp.ru
Россия, 119333, Москва
И. О. Юшманов
Институт водных проблем РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: beliaev@iwp.ru
Россия, 119333, Москва
Список литературы
- Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. М.: Мир, 1971. 451 с.
- Веницианов Е.В., Рубинштейн Е.И. Динамика сорбции из жидких сред. М.: Наука, 1983. 292 с.
- Гурбатов С.Н., Руденко О.В., Саичев А.И. Волны и структуры в нелинейных средах без дисперсии. Приложения к нелинейной акустике. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. 496 с.
- Зырянов В.Н. Нелинейный пампинг-эффект в колебательных процессах в геофизике // Вод. ресурсы. 2013. Т. 40. № 3. С. 227–239. https://doi.org/10.7868/S0321059613030097
- Зырянов В.Н., Хубларян М.Г. Пампинг-эффект в теории нелинейных процессов типа уравнения теплопроводности и его приложение в геофизике // ДАН. 2006. 408 (4). С. 535–538.
- Лапина Л.Э., Каверин Д.А., Пастухов А.В. Оценка пампинг-эффекта в мерзлотных почвах типичной тундры европейского северо-востока России // Экологический мониторинг и моделирование экосистем. 2021. Т. 32. № 3–4. С. 100–111.
- Alt H. Strömungen durch inhomogene poröse Medien mit freiem Rand // J. Reine Angew. Math. 1979. V. 305. P. 89–115.
- Alt H., Luckhaus S., Visintin A. On non-stationary flow through porous media //Ann. Mat. Pura Appl. 1984. V. 136. P. 303–316.
- Beliaev A.Y. Solvability of free boundary problems for steady groundwater flow // Eur. J. Applied Mathematics. 2015. V. 26 (6). P. 821–847.
- Belyaev A. Yu., Yushmanov I.O. Matematisk analys av icke-stationär infiltration i omäittad jord (Mathematical analysis of non-stationary processes of infiltration into unsaturated soil) // VATTEN – J. Water Management Res. 2022. V. 78. № 1. P. 21–32.
- Brézis H., Kinderlehrer D., Stampacchia G. Sur une nouvelle formulation du problème d'éqoulement à travers une digue // C.R. Acad. Sci. Paris. Ser. A. 1978. V. 287. P. 711–714.
- Brooks R.H., Corey A.T. Properties of porous media affecting fluid flow // Jour. Irrig. Drainage Div. ASCE Proc. 1966. V. 72 (IR2). P. 61–88.
- Green W.H., Ampt G. A. Studies in soil physics. 1. The flow of air and water through soils. // J. Agr. Sci. 1911. V. 4. P. 1–24.
- Li Chen Long Xiang, M.H. Young, Jun Yin, Zhongbo Yu, Genuchten M.T. van. Optimal parameters for the Green-Ampt infiltration model under rainfall conditions // J. Hydrol. Hydromech. 2015. V. 63 (2). P. 93–101. https://doi.org/10.1515/johh-2015-0012
- Richards L.A. Capillary conduction of liquids through porous medium // Physics. 1931. V. 1. P. 318–333.
- Philip J.R. An infiltration equation with physical significance // Soil Sci. 1954. V. 77. P. 153–157.
