Математическое моделирование процессов влаго- и теплопереноса в почвогрунтах для оптимизации орошения сельскохозяйственных культур

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью разработки научно обоснованных методов оптимизации процессов влаго- и теплопереноса в почвогрунтах, что позволит повысить эффективность использования водных ресурсов и улучшить урожайность. В условиях глобальных климатических изменений и нарастающего дефицита водных ресурсов эффективное управление орошением сельскохозяйственных культур становится одной из ключевых задач агрономии. Целью данной работы было создание математических моделей, описывающих процессы влаго- и теплопереноса в почвах, с целью их применения для оптимизации режимов орошения. В статье подчеркнута важность интеграции математического моделирования в практическую деятельность для достижения устойчивого развития агросектора. Процессы конвективной диффузии в почвогрунтах привлекают внимание научных исследователей, так как это связано с широким проникновением математических методов исследования в различные области наук. Большое распространение поверхностных способов орошения диктует необходимость создания математических моделей и методик их решения, позволяющих выявить основные закономерности как фильтрационных, так и чисто гидродинамических процессов. В работе представлены основные физические и математические закономерности, лежащие в основе процессов влагопереноса и теплопередачи в почве, а также их взаимодействия. Главным результатом исследования было растение и его оптимальное развитие, которое представляет итоговый экономический интерес, а объектом исследования были почвогрунты, для которых разработаны механико-математические модели совместного передвижения влаги и тепла с различными их характеристиками. В работе было исследовано нестационарное уравнение конвективной диффузии. На основании метода малых возмущений, рассматриваемое уравнение представлено как линейное, и его решение найдено в автомодельном виде и определены два класса решений. Результаты исследования могут быть полезны для агрономов, инженеров и специалистов в области сельского хозяйства, стремящихся к внедрению современных технологий управления водными ресурсами и повышению эффективности агропроизводства