Моделювання вертикального переносу забруднювача в ґрунтовому профілі для задач агроекології

Abstract

UA: У роботі розроблено цифрову модель вертикального переносу забруднювача в ґрунтовому профілі на основі нестаціонарного конвективно- дифузійного рівняння з урахуванням гідродинамічної дисперсії, адвекції, лінійної рівноважної сорбції та першопорядкової біологічної деградації. Для чисельного розв’язання застосовано явну схему скінченних різниць на рівномірній просторово-часовій сітці. Проведено аналіз чутливості моделі до коефіцієнта сорбції 𝐾𝑑 , який показав його визначальний вплив на глибину проникнення фронту забруднення. Реалізацію здійснено в середовищі Matlab. Отримані результати можуть бути використані для прогнозування міграції нітратів, пестицидів і важких металів в агроекосистемах, нормування агрохімічного навантаження та планування екологічного моніторингу. /// EN: The paper develops a digital model of vertical transport of a pollutant in a soil profile based on a non-stationary convective-diffusion equation taking into account hydrodynamic dispersion, advection, linear equilibrium sorption and first-order biological degradation. For numerical solution, an explicit finite difference scheme on a uniform spatiotemporal grid is used. The sensitivity of the model to the sorption coefficient 𝐾𝑑 is analyzed, which showed its determining influence on the depth of penetration of the pollution front. The implementation was carried out in the Matlab environment. The results obtained can be used to predict the migration of nitrates, pesticides and heavy metals in agroecosystems, standardization of agrochemical load and planning of environmental monitoring.