Введение в анализ, синтез и моделирование систем



              

Е2Е-проекты по системному анализу и моделированию - часть 2


Уравнение водного баланса расчетного корнеобитаемого слоя растений можно записать: W'(t)=q(t)P(t)+P1(t)-E(t)-(t), где P(t) - величина осадков; q(t) - коэффициент использования осадков (определяется, например, экспертно или по формуле Харченко С.И., через Wmin - наименьшую влагоемкость почвы и Wz - влажность завядания); P1(t) - подпитывание (приток) из грунтовых вод; E(t) - суммарное испарение из корнеобитаемого слоя; H(t) - уровень (сток) грунтовых вод, W(t) - средняя по слою влажность почвы (с учетом поливов или на межполивной период). Оценить и учесть влияние накопившейся к некоторому моменту времени биомассы растений на экологически обоснованную величину суммарного испарения в каждый момент времени. Величину суммарного испарения из корнеобитаемой зоны растений представить в виде суммы интенсивности транспирации растениями E1(t) и интенсивности испарения с поверхности почвы E0(t): E(t)=E0(t)+E1(t). Прирост биомассы описывается, например, уравнением x'(t)=a(t)E1(t)-b(t)x(t), где x(t) - биомасса культуры; a(t) - эффективность транспирации; b(t) - коэффициент расхода на дыхание. Для определения динамики накопления биомассы может использоваться банк различных моделей, из которых подбирается по тем или иным критериям адекватности наилучшая модель (по результатам идентификации). В рассматриваемой нами процедуре моделирования будем использовать простую для идентификации модель Ферхюльста-Пирла: x'(t)=[?(t)-?(t)x(t)]x(t), где ? - коэффициент роста (автоприроста), ? - коэффициент сопротивления среды (нехватки воды). Динамика прироста биомассы хорошо описывается уравнением Давидсона-Филиппа: х'(t)=e0(t)(F(t)-R(t)), где e0 - коэффициент перехода от массы усвоенной СО2 к сухой фитомассе; F - суммарный фотосинтез растений; R - суммарное дыхание растений. Интенсивность дыхания за сутки зависит от величины накопившейся биомассы. Экспериментально получено, что R(t)=b(t)x(t)+e1F(t), где e1 - коэффициент затрат на рост биомассы растений. Коэффициенты е0, е1 - экспериментально определяемые, для ряда культур ?0=0,68, ?1=0,27.


Содержание  Назад  Вперед