Исследования изменений основных экологических показателей

         

Модель ветровой эрозии - часть 4


Авторы исходили из представления о том, что существует некоторая пороговая скорость ветра  Uкр. (м/с), называемая критической, при превышении которой начинается интенсивное выдувание почвы, характеризуемое величиной  q (кг/м2/с). Интенсивность выдувания при данной скорости Ue на границе пограничного слоя зависит от касательного напряжения трения ?

(Н/м2). Плотность энергии Е

(Дж/кг), необходимая для выдувания почвы, может быть выражена через кинетическую энергию ветра при его значении, равном критическому для почвы: Е =0.5(Uкр.)2. Величины Ue, q, ?, E достаточно полно описывают процесс ветровой эрозии. Из них можно составить только две безразмерные комбинации:

 и
, которые являются независимыми в том смысле, что любые другие безразмерные комбинации могут быть выражены через них. Величина В

представляет собой параметр массообмена, аналогичный  по физическому смыслу параметру массообмена в физической теории испарения, привлекаемому для описания газодинамических величин на границе раздела пограничного турбулентного слоя  и граничной поверхности.

          Согласно ?-теореме  (Седов, 1972), физически процесс ветровой эрозии почв может быть определен с помощью функции, связывающей эти параметры:

 [3]. Вид  этой зависимости найден российскими авторами экспериментально и потом подтвержден математическим выводом. Строился график, на оси ординат, которого откладывались значения ln B, а на оси абсцисс
.    Во всех случаях на графиках  ln
 наблюдается одна и та же зависимость: при значениях скорости, превышающих Uкр., указанная зависимость имеет вид прямой линии. При скоростях, не превышающих Uкр., закономерная связь между переменными не прослеживается. Следовательно, при скоростях больших, чем Uкр., искомая зависимость имеет вид:
. Здесь ? – эмпирический коэффициент, характеризующий свойства почвы, которые определяют ее устойчивость к выдуванию. Его находят, измеряя тангенс угла наклона прямой. Полученные из опытов с монофракциями значения этого коэффициента свидетельствуют о большей “скорости” нарастания выдувания почвы с увеличением скорости потока.


Содержание  Назад  Вперед