RETC UNSODA ROSETTA. Určování hydraulických charakteristik. 2. cvičení

Podobné dokumenty
Simulace proudění vody nenasyceným půdním prostředím - Hydrus 1D

Měření retenčních čar bobtnavých půd Measurement of retention curves of swelling soils

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ POUŽITÍ PROGRAMU ROSETTA K ODHADU RETENČNÍCH ČAR PŮDNÍ VLHKOSTI Z EXPERIMENTÁLNÍ PLOCHY BOHATÉ MÁLKOVICE

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE

Sylabus 5. Základní vlastnosti zemin

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Popis zeminy. 1. Konzistence (pro soudržné zeminy) měkká, tuhá apod. Ulehlost (pro nesoudržné zeminy)

Proudění podzemní vody

TÉMATICKÉ OKRUHY. ke státním závěrečným zkouškám v navazujícím magisterském studijním programu Krajinné inženýrství studijním oboru

Sypaná hráz výpočet ustáleného proudění

Zdroje. Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopis Geotechnika, Tunel

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport kapalné vody

Základy pedologie a ochrana půdy

školitel: Doc. Ing. Václav Kuráž, CSc.

135MZA - Mechanika zemin a zakládání staveb. Příklad 1 a 2 Stanovení zrnitosti, parametry zeminy a zatřídění

ZHUTŇOVÁNÍ ZEMIN vlhkosti. Způsob zhutňování je ovlivněn těmito faktory:

Modelová interpretace hydraulických a migračních laboratorních testů na granitových vzorcích

Mechanika hornin a zemin Cvičení. Marek Mohyla LPOC 315 Tel.: 1362 ( ) homel.vsb.cz/~moh050 geotechnici.

Zdroje. osobní stránky Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopis Geotechnika, Tunel

4. Stanovení teplotního součinitele odporu kovů

Základem klasifikace zemin je mezinárodní klasifikační systém, ze kterého vychází i ČSN:

Základní pojmy a jednotky

č.. 6: Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Pedogeochemie VODA V PŮDĚ. Bilance vody v půdě. Bilancevodyv půdě. Půdní vlhkost. Retenční schopnost půdy. 4. přednáška.

HYDRAULICKÉ PARAMETRY ZVODNĚNÝCH SYSTÉMŮ

1. Cvičení Fyzikální vlastnosti půdy

Zkoušení zemin a materiálů v podloží pozemní komunikace -zhutnitelnost a únosnost

Rozměr síta , , , , , ,

Základním kvalitativním znakem zemin je zrnitostní složení, které je určeno zrnitostní křivkou.

Stanovení nenasycené hydraulické vodivosti pomocí mini-diskových podtlakových infiltrometrů

Zakládání staveb Cvičení. Marek Mohyla LPOC 315 Tel.: 1362 ( ) homel.vsb.cz/~moh050 geotechnici.cz

Zrnitost zemin se zjišťuje zkouškou zrnitosti, která se provádí 2 způsoby:

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE

Smyková pevnost zemin

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VLIV PŮDNÍ STRUKTURY NA HYDRAULICKÉ VLASTNOSTI PŮDY

UNIVERZITA PARDUBICE. 4.4 Aproximace křivek a vyhlazování křivek

Metoda nejmenších čtverců Michal Čihák 26. listopadu 2012

GEOSTATICKÉ NAPĚTÍ 1. CELKOVÉ NAPĚTÍ (TOTAL STRESS) 1.1 CELKOVÉ NAPĚTÍ V HOMOGENNÍ ZEMINĚ (TOTAL STRESS IN HOMOGENEOUS SOIL)

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně

Přehled fyzikálních vlastností dřeva

podzemních a povrchových vodách pro stanovení pohybu a retence infiltrujících srážek a napájení sledovaných vodních zdrojů.

Půdy BMP jejich pedologické a fyzikální charakteristiky

20. května Abstrakt V následujícím dokumentu je popsán způsob jakým analyzovat problém. výstřelu zasáhnout bod na zemi v definované vzdálenosti.

CVIČENÍ č. 11 ZTRÁTY PŘI PROUDĚNÍ POTRUBÍM

SROVNÁNÍ ČASOVÝCH ŘAD VZORKOVÁNÍ POPS V OVZDUŠÍ A STANOVENÍ DLOUHODOBÝCH TRENDŮ. Jiří Kalina. Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska

Kořenový systém plodin a využití zásoby vody v půdním profilu - význam pro zemědělskou praxi

Program cvičení z mechaniky zemin a zakládání staveb

3. PEDOLOGIE Fyzikální vlastnosti půd T Měrná a objemová hmotnost půdy, struktura, konzistence, pórovitost (32)

Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie. Licenční studium Statistické zpracování dat

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav materiálového inženýrství - odbor slévárenství

4.cvičení Metody stanovení zrnitosti

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

3. ÚVOD DO ANALYTICKÉ GEOMETRIE 3.1. ANALYTICKÁ GEOMETRIE PŘÍMKY

Program cvičení z mechaniky zemin a zakládání staveb ČÍSLO STUDENTA/KY. Příklad 1. Příklad 2

II. Zakresli množinu bodů, ze kterých vidíme úsečku délky 3 cm v zorném úhlu větším než 30 0 a menším než 60 0.

Modelování ustáleného a neustáleného proudění v okolí plynových sond. Mgr. Hana Baarová

ZÁKLADNÍ ZKOUŠKY PRO ZATŘÍDĚNÍ, POJMENOVÁNÍ A POPIS ZEMIN. Stanovení vlhkosti zemin

Statistika (KMI/PSTAT)

PODZEMNÍ VODA. J. Pruška MH 9. přednáška 1

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

KONSOLIDACE ZEMIN. Pod pojmem konsolidace se rozumí deformace zeminy v čase pod účinkem vnějšího zatížení.

STANOVENÍ PARAMETRŮ PRO NUMERICKÉ MODELY POMOCÍ KONVENČNÍCH LABORATORNÍCH ZKOUŠEK. Vybrané kapitoly z geotechniky (VKG)


P13: Statistické postupy vyhodnocování únavových zkoušek, aplikace normálního, Weibullova rozdělení, apod.

Rozpustnost s. Rozpouštění = opakem krystalizace Veličina udávající hmotnost rozpuštěné látky v daném objemu popř. v hmotnosti nasyceného roztoku.

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Chyby nepřímých měření

1 Tyto materiály byly vytvořeny za pomoci grantu FRVŠ číslo 1145/2004.

Stavové chování kapalin a plynů II. 12. března 2010

Program KALKULÁTOR POLOHY HPV

VYUŽITÍ SYSTÉMU EXPERT PRO ZPRACOVÁNÍ A INTERPRETACI HYDROGEOLOGICKÝCH DAT. RNDr.František Pastuszek VODNÍ ZDROJE, a.s.

Měření momentu setrvačnosti

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 9

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

INDUKTIVNÍ STATISTIKA

SEMINÁŘ K VÝUCE MATEMATIKA 1

Kalibrace a limity její přesnosti

4+5. Cvičení. Voda v zeminách Napětí v základové půdě

Rozvoj tepla v betonových konstrukcích

STANOVENÍ PROPUSTNOSTI OBALOVÝCH MATERIÁLŮ PRO VODNÍ PÁRU

Cvičení z matematiky - volitelný předmět

SEMINÁŘ K VÝUCE MATEMATIKA

Šíření tepla. Obecnéprincipy

Smyková pevnost zemin

2. Vyhodnoťte získané tloušťky a diskutujte, zda je vrstva v rámci chyby nepřímého měření na obou místech stejně silná.

Proudění viskózní tekutiny. Renata Holubova Viskózní tok, turbulentní proudění, Poiseuillův zákon, Reynoldsovo číslo.

5 Zásady odvodňování stavebních jam

UNIVERZITA PARDUBICE

Využití hydrologického bilančního modelu při posouzení retenčního potenciálu malého zemědělsko-lesního povodí

Matematika 1 Jiˇr ı Fiˇser 19. z aˇr ı 2016 Jiˇr ı Fiˇser (KMA, PˇrF UP Olomouc) KMA MAT1 19. z aˇr ı / 19

MĚŘENÍ EMISÍ A VÝPOČET TEPELNÉHO VÝMĚNÍKU

1. Přednáška. Ing. Miroslav Šulai, MBA

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

Optimální trvanlivost nástroje

1. Okalibrujte pomocí bodu tání ledu, bodu varu vody a bodu tuhnutí cínu:

STAVEBNÍ HMOTY. Přednáška 2

3.2. PLO 21 Jizerské hory

MĚŘENÍ RELATIVNÍ VLHKOSTI. - pro měření relativní vlhkosti se používají metody měření

Transkript:

RETC Určování hydraulických charakteristik. cvičení

Úvod RETC absolutní sací tlak (cm) Simulační modely popisující proudění vody porézním prostředím řeší Richardsovu rovnici. h h C( h) = ( K( h) + K( h) ) t z z Pro řešení rovnice je nutná znalost popisovaného prostředí půdavoda. Popisujeme pomocí hydraulických charakteristik: - retenční křivka: fce závislosti sacího tlaku na vlhkosti (parametricky van Genuchten, Brooks a Corey) Příklad.3.35.4.45.5.55.6 objemová hustota [cm3/cm3] Průběh hydraulické vodivosti podle vlhkosti 9 funkce nenasycené hydraulické vodivosti 8 Ks - nasycená hydraulická vodivost 7 6 5 4 3.5.55.6.65.7 objemová vlhkost (-) hydraulická vodivost (L/T) - křivka hydraulické vodvosti : fce závislosti hydraulické vodivosti na sacím tlaku (resp. vlhkosti) (teorie kapilárních modelů Mualem, Burdin) Hydraulické charakteristiky lze určit měřením, nebo pomocí pedotransferových funkcí.

RETC - měření Retenční čára půdní vlhkosti měření Měříme jednotlivé body retenční křivky (drenážní větev): / drénování vzorku při nastaveném podtlaku / ustálený stav (objem vody v půdě je konstantní) 3/ gravimetrické určení vlhkosti Pro tlaky m (teoreticky max. m) lze použít pískový (jílový) tank. Pro větší tlaky (cca do 5 bar) přetlakový aparát. zdroj: www.silmoisture.com

Retenční čára půdní vlhkosti proložení RETC-proložení

ANALYTICKÉ VYJÁDŘENÍ RETENČNÍ ČÁRY RETC-vyjádření Prokládání měřených bodů analytickým výrazem Nejužívanější výrazy pro retenční čáru: Brooks a Corey (964) l = m n Hb = / a l a H b parametry (l - pore size distribution index, H b bubling pressure) q e efektivní vlhkost q s nasycená vlhkost q r residuální vlhkost q e q h e H b h q - q q s r - q r l h H h H b b

van Genuchten (978) RETC-vyjádření q e h - ah n m h h a, n a m jsou fitovací parametry Obvykle m je dané jako m = -/n, parametr n musí být > často se užívá výraz efektivní nasycenost, vyjádřená symboly S nebo S e

q E a h n m RETC abs (h) [cm] alfa=. abs (h) [cm] n=.5 alfa=.5 alfa=.3 n=. n=...3.4.5.6.7.8 Q [-]..3.4.5.6.7.8 Q [-] van Genuchtenův vztah je vhodný pro matematické modelování, retenční křivka je hladká funkce derivovatelná ve všech bodech (na rozdíl od Brooks-Corey) fyzikální význam vstupní hodnoty vzduchu je mírně znevýrazněn

RETC-program program pro analýzu hydraulických charakteristik proměnlivě nasycených půd prokládání retenčních čar měřenými body (parametrické modely Brookse-Coreyho a van Genuchtena) odhad průběhu nenasycené hydraulické vodivosti dle kapilárních modelů (Mualem, Burdin teoretické rozložení pórů) Van Genuchten, Leij, Yates USDA, ARS, USSL, Riverside CA (volně stažitelný program + manuál)

Optimalizace parametrů pomocí RETC Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6.4 99. 7998 Theta

Iterační postup NIT SSQ ThetaR ThetaS Alpha n.7684.57.4.4.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6.33.3.5.49.9695 7..5.5.9994 8..5.5 9..5.5

Průběh iterací NIT SSQ.7684 ThetaR.57 ThetaS.4 Alpha.4 n.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6 7.33.3..5.5.49.5.9695.9994 8 9...5.5.5.5 Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6.4 99. 7998 Theta

Průběh iterací NIT SSQ.7684 ThetaR.57 ThetaS.4 Alpha.4 n.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6 7.33.3..5.5.49.5.9695.9994 8 9...5.5.5.5 Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6.4 99. 7998 Theta

Průběh iterací NIT SSQ.7684 ThetaR.57 ThetaS.4 Alpha.4 n.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6 7.33.3..5.5.49.5.9695.9994 8 9...5.5.5.5 Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6.4 99. 7998 Theta

Průběh iterací NIT SSQ.7684 ThetaR.57 ThetaS.4 Alpha.4 n.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6 7.33.3..5.5.49.5.9695.9994 8 9...5.5.5.5 Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6.4 99. 7998 Theta

Průběh iterací NIT SSQ.7684 ThetaR.57 ThetaS.4 Alpha.4 n.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6 7.33.3..5.5.49.5.9695.9994 8 9...5.5.5.5 Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6 Theta.4 99. 7998

Průběh iterací NIT SSQ.7684 ThetaR.57 ThetaS.4 Alpha.4 n.8.7738.78.433.368.66.399.7.49.8.3885 3.37.564.555.7.5746 4.7.666.53.6.684 5.47.8.58.57.783 6 7.33.3..5.5.49.5.9695.9994 8 9...5.5.5.5 Měřené body hc (cm) odhad. iterace. iterace 3. iterace theta h [cm].5.49 46.46 97.4 5 5. iterace.38 4 8. iterace měřené body.34 67.3 346.6 458. 636.8 98,,,3,4,5,6.4 99. 7998 Theta

Retenční křivka Opakování - Hydraulické charakteristiky charakterizuje pórovité prostředí z hlediska jeho prázdnění a plnění závislost mezi tlakovou výškou h a objemovou hmotností q závisí zejména na struktuře pevné látky, ale i na vlastnostech ostatních fází získává se měřením body se prokládají funkčním vztahem (van Genuchten 976, Brooks a Corey 964) hystereze http://euclid.ucc.ie/appliedmath/soilhyst/node7.htm θ E θ = E ( + ( α h) n ) m θ - θ r θ S - θ r h [L] je kapilární tlak, a[l - ], n a m jsou optimalizační parametry q E... efektivní vlhkost q... vlhkost q s... nasycená vlhkost... reziduální vlhkost q r absolutní sací tlak (cm) m - n = n>.3.35.4.45.5.55.6 objemová hustota vlhkost [cm3/cm3]

RETC Pedotransferové funkce Často nejsou z časových a finančních důvodů k dispozici měření retenční čáry, přesto tyto charakteristiky retence potřebujeme, nezřídka pro velmi rozsáhlá území. Nepřímé metody pro zjištění hydraulických charakteristik se často klasifikují jako pedotransferové fce. Na základě dostupných nebo lehce měřitelných vlastností prostředí (zrnitostní složení, objemová hmotnost, obsah humusu,...) odhadují hydraulické charakteristiky. Program Rosetta funguje na bázi neuronových sítí, slouží pro odhad : parametrů retenční křivky dle van Genuchtena nasycené hydraulické vodivosti průběhu nenasycené hydraulické vodivosti (Mualem - van Genuchten)

RETC Pro stanovení pole parametrů retenční křivky bylo použito 34 půdních vzorků a 574 měřených bodů retenční křivky z databáze, na které byl model natrénován. Většina půd pocházela z mírných až subtropických pásem severní Ameriky a Evropy. model je optimalizován metodou nejmenších čtverců kde je minimalizována suma čtvercu odchylek q(h), log Ks a log K(h) mezi meřenými a předpovídanými hodnotami. pole měření použitých pro odhad retenčních křivek (Schaap et al., 998)

Popis: RETC Příklad - A Na pískovém tanku a v přetlakovém aparátu byly na neporušených půdních vzorcích změřeny body retenční čáry. Výsledkem po změření vzorků je sada 9 dvojic hodnot (kapilární sací tlak a objemová vlhkost). Úkol: Použitím programu RETC proveďte proložení měřených bodů matematickou funkcí pro retenční křivku podle van Genuchtena. Výstupy:.parametry retenční křivky podle van Genuchtenovy fce (a, n, qr, qs).retenční KŘIVKA: měřené body s proloženými funkčními závislostmi vyneste 3.HYDRAULICKÁ VODIVOST: vyneste funkční závislost hydraulické vodivost a sacího tlaku nebo objemové vlhkosti (dle modelu van Genuchten - Mualem)

Popis: RETC Příklad - B Metodou prosévání na sadě sít v kombinaci s Casagrandeho sedimentační metodou byly na porušených půdních vzorcích stanoveny čáry zrnitosti a z nich následně zrnitostní kategorie pro každý půdní vzorek. Úkol: Stanovte parametry retenčních čár podle van Genuchtena. Použijte program. Výstupy:.parametry retenční křivky podle van Genuchtenovy fce (a, n, qr, qs), stanovené podle zrnitostních tříd..vykreslená retenční křivka společně s retenční čarou z příkladu A

Vstupní data: h c [cm] (=θ S ) 3 6 5 43 3.4346.4.46.377.357.3356.35.97.775 Ks [cm/d] A + B koeficienty: A počet písmen v křestním jméně B počet písmen v příjmení Objemová hmotnost půdy,5 +.*(A/3) g/cm 3 Zrnitostní složení Jílovitý podíl (A+B) % Prachový podíl (55+B) % Podíl písku (jíl + prach) %

RETC RETC: Manuál + program: http://www.pc-progress.com/en/default.aspx?retc : Manuál + program: http://cals.arizona.edu/research/rosetta/rosetta.html Schaap et al.,. Rosetta: a computer program for estimating soil hydraulic parameters with hierarchical pedotransfer functions, Journal of Hydrology: (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s6944668) ZDROJE