Математичне Моделювання Фактору Евапотранспірації При Зміні Рівня Ґрунтових Вод Міських Територій

Abstract

В роботі здійснено математичне моделювання зміни рівня ґрунтових вод (РГВ) з урахуванням впливу штучних покриттів поверхні ґрунту і евапотранспірації. Мета дослідження − підвищити точність прогнозів зміни рівня ґрунтових вод для підвищення екологічної безпеки міських територій, підтоплених ґрунтовими водами. Прогноз максимального рівня ґрунтових вод для міста Харкова, без врахування ефекту евапотранспірації на перспективу 50 років, свідчить, що на 1-й рік підйом рівня становитиме 0,03 м, а на 50-й рік – близько 1,5 м. З метою оптимізації водного балансу підземних вод для забезпечення екологічної безпеки підтоплених територій великого міста, на основі запропонованої математичної моделі було проведено балансування видаткових та прибуткових статей. Балансування відбувається при зниженні додаткового живлення в 2,4 рази, тобто додаткове живлення необхідно зменшити в середньому на 240 000 м3/добу, а також при збільшенні водовідбору з першого від поверхні водоносного горизонту в середньому в 15 разів, тобто при збільшенні водовідбору в межах м. Харків в середньому на 300 000 м3/добу. Також зроблено прогноз зміни РГВ із урахуванням дії евапотранспірації на перспективу 50 років. Під штучними покриттями на 1-й рік підйом рівня складе 0,05 м, а на 50–й рік – вже 2,56 м. На території, вільній від штучних покриттів РГВ буде стабілізований дією евапотранспірації. Таким чином, поширення площі штучних покриттів по території міста сприятиме зниженню дії евапотранспірації і стійкому підвищенню РГВ та розвитку підтоплення. Проведено оцінку адекватності запропонованої математичної моделі за фактичними даними моніторингу рівня ґрунтових вод. Оцінка адекватності проводиться на двох різних за ландшафтними умовами ділянках. Перша ділянка переважно розташована посеред приватного сектору та має вільну від покриттів поверхню. Друга ділянка практично повністю вкрита штучними покриттями. Результати розрахунків на моделі визначили тісний взаємозв’язок між розрахунковими та фактичними значеннями моніторингу рівнів підземних вод. Це свідчить про адекватність створеної математичної моделі реальним фізичним умовам.